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扫描电镜可以分析金属材料表面磨损，腐蚀和形变（例如多晶位错与滑移）情况； 观察金属材料的断口形貌，揭示其断裂机理（解理断裂，准解理断裂，韧窝断裂，沿晶断裂，疲劳断裂）； 钢铁产品质量与缺陷分析（例如气泡、显微裂纹、显微缩孔等）
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
扫描电镜是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段，利用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应从而微观成像，其成像富有立体感，利用扫描电镜我们可直接观察各种样品表面的细微结构。
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。
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。
扫描电镜可用于观察生物活性钛材料和生物陶瓷材料以及这些材料经过特殊处理后的表面形貌以及羟基磷灰石或细胞在这些材料表面的生长情况。
此外，扫描电镜还能用于观察水凝胶的孔洞结构，胶原的纤维结构，人工骨的孔分布情况以及磁性生物显影材料的尺度及包覆情况等，为改善合成工艺，制备性能的生物材料提供了依据。如图6所示，显示的是钛片经不同方法处理后在表面生长羟基磷灰石的情况。
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