如何进行 SEM 图像的定量测量?
日期:2025-05-29
在扫描电子显微镜(SEM)中进行图像的定量测量,关键在于图像已正确标定、设备设置精确,以及测量方法规范。下面是完整的步骤和注意事项:
一、前提条件:图像须已校准倍率和比例尺
定量测量前,确保:
SEM 已校准倍率(Magnification Calibration);
图像上 比例尺(Scale Bar)是准确的;
不同加速电压、工作距离、放大倍率下的畸变已最小化。
二、基本测量项目
SEM 图像中常见的定量测量包括:
线性尺寸:如粒径、厚度、孔径、缝隙等;
面积与轮廓:颗粒覆盖率、孔洞面积;
角度:晶体边界夹角、微结构方向;
形貌统计:粒径分布、密度等。
三、常见测量方法
1. 使用 SEM 自带的软件
多数扫描电镜软件(如 ZEISS SmartSEM、Hitachi SEM Viewer、TESCAN Essence 等)提供内建测量工具:
直接在图像上点击两点,系统自动按比例尺计算距离;
可设置多种单位(如 nm、µm);
支持导出测量结果和图像截图。
注意:确保使用的是已保存 原始像素大小和元数据 的图像。
2. 使用图像分析软件
导出图像后可在外部图像处理软件中进行分析:
常用软件:
ImageJ / FIJI:免费、开源,功能强大;
Photoshop / GIMP:适合简单标注,但不适合高精度测量;
Igor Pro / Origin:适合科研用户,处理统计和图形表达。
ImageJ 中的测量流程:
打开图像;
使用已知比例尺标定(Analyze > Set Scale);
选择测量工具(直线、面积、角度);
测量并记录值(Analyze > Measure);
可批量统计多个颗粒、导出结果。
四、避免误差的关键点
样品须处于聚焦状态,否则图像拉伸失真;
使用 适当的工作距离(WD)和加速电压,避免边缘效应;
图像须未缩放(即以原始分辨率保存);
尽量避免在边缘区域测量(因畸变概率更大);
对非平面样品,需考虑倾斜角和景深影响;
进行定量前建议使用已知尺寸标准样品进行一次验证。
作者:泽攸科技