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扫描电镜主要应用于对样品微区形貌，结构与组成进行观察与分析。它以分辨率高，景深好和操作简单而被广泛应用与材料学，物理学，化学，生物学，考古学，地矿学和微电子工业
扫描电镜在生物医学领域有广泛的应用，主要应用于细胞或组织样本表面超微结构的观察分析，例如细胞表面结构，气管，肠道，皮肤、纳米药物、生物医学材料、细菌、真菌等。
扫描电镜可以研究岩土组成，构造和坚固性。可用来观测宇宙尘，陨石及月岩等的形态特征，构造，以便对推断其成因和认识宁宙提供了有效资料；可以对古微生物化石形态，排列方式进行研究，对测定地质年代及地层形成古地理环境等提供数据。
扫描电镜结合能谱可以对出土的文物进行无损的显微结构分析和化学成分鉴定。它可对金币、银币和铜币表面进行分析，确定其金、银和铜纯度及含量，为分析当时的铸造工艺提供证据；可分析古字画、窑胎釉所用颜料的种类和配比。为进一步判断其来源和破解制备工艺提供参考；可分析织物，判定织物材质，织法工艺，为织物的保护和修复提供有力帮助
通过表面处理（例如沉积出不同组成，形态及厚度的膜层以及光刻蚀表面等等）可以有效地提高材料硬度和光学物理性能。通过扫描电镜可以对镀膜表面形貌，断口膜层形貌进行观察，并对膜厚进行测量；可以观察到光刻蚀之后试样表面形貌变化情况等等。
扫描电镜的焦深比透射电子显微镜大10倍，比光学显微镜大数百倍。由于图像景深大，因此扫描得出的电子像富有立体感，具有三维形态。相较于其他显微镜，能够提供更多的信息。
在材料领域中，扫描电镜技术发挥着极其重要的作用，被广泛应用于各种材料的形态结构、界面状况、损伤机制及材料性能预测等方面的研究。利用扫描电镜可以直接研究晶体缺陷及其产生过程，可以观察金属材料内部原子的集结方式和它们的真实边界，也可以观察在不同条件下边界移动的方式，还可以检查晶体在表面机械加工中引起的损伤和辐射损伤等。
扫描电镜可粗略分为镜体和电源电路系统两部分。镜体部分由电子光学系统、信号收集和显示系统以及真空抽气系统组成。
扫描电镜的特点是：
①、观察试样为不同大小的固体（块状、薄膜、颗粒），并可在真空中直接进行观察。
②、试样应具有良好的导电性能，不导电的试样，其表面一般需要蒸涂一层金属导电膜。
③、试样表面一般起伏（凹凸）较大。
④、观察方式不同，制样方法有明显区别。
⑤、试样制备与加速电压、电子束流、扫描速度（方式）等观察条件的选择有密切关系。
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