扫描电镜对非织造纤维形貌的表征

非织造纤维作为纺织工业中增长最快的部分之一，在纤维工业中占据了很大一部分。商业化生产的多层无纺布复合材料，层压材料和三维非织造织物可用于多种工业工程，消费品和保健产品。这些纤维材料的复杂特性要求使用多种分析技术来对其进行全面表征。

扫描电镜（SEM）广泛用于非织造材料表征，其使用电子作为发射源，提供了比光学显微镜更高的空间分辨率（纳米级）。扫描电镜（SEM）的大景深还可以拍摄具有特征性的三维外观图像，有利于分析样品的表面结构。

使用飞纳台式扫描电镜能谱一体机 Phenom ProX 采集图像。从大块样品上切出一小片无纺布纤维，并使用双面碳导电胶带将其固定于 SEM 样品台。使用 Phenom ProX 的背散射电子（BSE）检测器获取 SEM 图像。该探测器成像对比度差异主要取决于原子序数的差异。

为了ZDCD地提高有机样品的元素对比度，应施加相对较低的加速电压，得益于 Phenom ProX 的高亮度 CeB6 电子源，因此，可以在 5 kV 加速电压下获得高分辨率图像，不会影响其成像质量。

并且，利用 Phenom ProX 的降低荷电模式（低真空操作）来消除非导电样品对成像的影响。避免使用喷金等方法对样品进行处理，即可对样品的最原始形貌进行研究。

下图为飞纳电镜 Phenom ProX 用背散射电子（BSE）检测器拍摄的纤维样品扫描电镜（SEM）图像。重元素（高原子序数）比轻元素（低原子序数）对电子的散射更强，因此在图像中显得更亮。

A. 无纺布纤维的 SEM 图像；B. 观察到的皮芯结构区域（红色圆圈）

扫描电镜背散射电子（BSD）图像中的衬度差异表示不同的化学元素成分。图 A 表明样品中至少存在两种类型的纤维：一种纤维成像较暗且质地光滑，另一种纤维成像较亮且褶皱。图 B 中的红色圆圈进一步表明，深色纤维可能由两种不同的化学成分组成：皮芯结构可能具有暗色（轻元素）外层和白亮（重元素）内芯。

扫描电镜（SEM）图像中的对比度表明，至少两种类型的纤维混合在一起，其中一种可能具有皮芯结构。SEM 在空间分辨率方面能够出色地理解材料的形貌，强大的分析能力受到许多行业的研发，质量控制 / 质量保证人员的欢迎。