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掃描電子顯微鏡(SEM)是一種高精密的微觀分析儀器，其性能和壽命在很大程度上依賴于科學的日常維護和規范操作。以下是關于SEM養護的詳細說明，涵蓋設備維護、環境控制、操作規范及常見故障處理等方面。
一、日常維護
1. 樣品室清潔
- 每次使用后：用無塵紙或專用吸塵工具清理樣品室內的灰塵、碎屑或殘留樣品，避免污染物影響后續實驗或堵塞真空系統。
- 定期深度清潔：每月使用酒精(濃度≤70%)或去離子水擦拭樣品臺、探頭及腔體內壁，去除頑固污漬。禁用有機溶劑(如丙酮)，以免腐蝕金屬表面。
2. 真空系統檢查
- 每日開機前：檢查機械泵、分子泵的油位是否在標線以上，油污過多可能導致泵效下降或污染樣品。
- 定期換油：機械泵油每6個月更換一次，分子泵軸承潤滑脂每年更換一次，確保真空度穩定(通常需達到10??~10?? Pa)。
3. 探測器維護
- 清潔探測器：背散射電子(BSE)和二次電子(SE)探測器需定期用氮吹或軟毛刷清除表面灰塵，防止信號干擾。
- 校準增益：每月通過標準樣品(如金膜)調整探測器靈敏度，避免因污染導致圖像對比度下降。
二、定期維護
1. 電子槍保養
- 燈絲更換：鎢燈絲壽命約100~200小時，場發射槍(FEG)的肖特基燈絲壽命約1000~2000小時。燈絲飽和后應及時更換，避免因燈絲斷裂導致電子槍損壞。
- 對中調整：每半年進行一次電子槍對中(Alignment)，確保電子束精確聚焦，避免圖像漂移或像散。
2. 冷凝泵維護
- 除水操作：SEM停機后，冷凝泵(如低溫冷臺)可能吸附空氣中的水分，需定期啟動抽真空功能以去除水汽，防止結冰堵塞管路。
- 清潔冷臺：每月用酒精擦拭冷臺表面，去除冰霜或樣品殘留。
3. 軟件與硬件升級
- 控制系統更新：每年檢查設備固件版本，及時安裝廠商提供的補丁程序，修復潛在漏洞。
- 硬件檢測：每季度檢查電磁屏蔽、接地線路和高壓電纜，防止電磁干擾或漏電風險。
三、環境控制
1. 溫濕度管理
- 實驗室溫度需保持在18~25℃，濕度≤60%RH。高溫可能導致電子元件老化，高濕度易引發電路腐蝕。
- 配備獨立空調和除濕機，避免設備周圍放置熱源(如離心機)或水源。
2. 防塵與防震
- SEM應放置在遠離門窗、通風口的位置，減少空氣流動帶來的灰塵。建議安裝空氣凈化器(HEPA濾網)。
- 設備需置于防震臺上，避免外界振動影響電子束穩定性(如附近設備運行時的震動傳遞)。
3. 電源穩定性
- 使用不間斷電源(UPS)和穩壓器，防止電壓波動(±10%)損壞精密電路。突然斷電可能造成電子槍過熱燒毀或數據丟失。
四、操作規范
1. 開關機流程
- 開機：先開循環水機(冷卻電子槍)，再依次啟動機械泵、分子泵，最后開啟高壓和探測器。
- 關機：先降高壓、關閉探測器，再依次關閉分子泵、機械泵，最后關循環水機。強行斷電可能損壞真空泵或導致燈絲過熱。
2. 樣品處理
- 預處理：樣品需干燥(尤其是含水分的生物樣本)，并用導電膠或鍍膜(如金鍍層)處理，避免電荷積累損壞探測器。
- 尺寸限制：樣品高度不得超過樣品臺最大承載范圍(通常≤10 mm)，避免碰撞電子柱。
3. 參數設置
- 避免長時間使用高加速電壓(>20 kV)或大探針電流，可能導致燈絲過度損耗或樣品過熱。
- 定期校準工作距離(通常5~10 mm)，確保電子束與樣品表面垂直。
五、常見故障與處理
1. 真空度不足
- 原因：泵油污染、管路漏氣或閥門失效。
- 處理：檢查密封圈是否老化，清洗或更換真空泵，必要時用氦質譜儀檢漏。
2. 圖像畸變或模糊
- 原因：電子槍污染、電磁干擾或探測器增益失調。
- 處理：清潔鏡筒內壁，檢查接地線路，重新校準探測器。
3. 突發斷電或死機
- 處理：立即關閉高壓電源，重啟設備后檢查燈絲狀態。若燈絲斷裂需更換，數據丟失則需重新采樣。
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