如果你正在調(diào)研掃描電鏡（SEM），你可能已經(jīng)知道，燈絲是電鏡中zui重要的部分之一,。在這篇博客,，我們將仔細討論鎢燈絲和CeB6燈絲。

如何選擇掃描電鏡燈絲,？

對于不同的燈絲,，就性能而言，場發(fā)射（FEG）掃描電鏡圖像的分辨率是zui高的,。但是就電鏡的日常使用而言,，zui重要的一點還是以低成本獲得高質(zhì)量的圖像，這樣一來場發(fā)射電子槍就不再那么吸引人了,，因為它要求的真空度很高,，需要一個高價的真空設(shè)計,。電子槍的成本效率是相對于它的使用壽命和日常維護而言的,。這就是為什么經(jīng)常看到鎢燈絲和CeB6燈絲出現(xiàn)在（臺式）SEM供應商的配置清單中,。

圖一：鎢燈絲與CeB6 燈絲

燈絲是一種耗材

通常情況下,，我們都希望燈絲使用壽命能夠貫穿SEM的整個生命周期，可能需要10年甚至10年以上,。不幸的是,，燈絲是消耗品，不可避免地會“磨損”,。燈絲的壽命取決于兩個主要因素：1）運行的真空度,，2）燈絲溫度。低真空度和溫度過高都會導致燈絲壽命減短,。而高真空度,，低溫可以延長燈絲的壽命，但也會降低圖像質(zhì)量,。因此,，在*條件下運行燈絲很重要。

SEM真空系統(tǒng)

不同的燈絲,，SEM真空系統(tǒng)的設(shè)計有所不同,。在鎢燈絲系統(tǒng)中，燈絲的真空度受到運行狀態(tài)影響,。例如,，每次加載或卸載樣品時，都會有空氣進入真空柱,，影響燈絲的使用壽命,。觀察不導電樣品時，通常需要低真空，也會縮短燈絲壽命,。對于CeB6系統(tǒng),，比如飛納電鏡，內(nèi)置渦輪分子泵,，采用分級真空系統(tǒng),，通過壓差光闌使得真空柱的各部分具有不同的真空度，保證燈絲時刻處于高真空的狀態(tài)下,。這意味著,，在低真空環(huán)境下加載和觀測樣品不會影響燈絲壽命。

圖2：真空柱的截面圖與電子槍結(jié)構(gòu)示意圖

SEM燈絲壽命的終結(jié)

如何判斷燈絲壽命的盡頭,？對于鎢燈絲,，你根本看不到它的到來。這意味著燈絲可能在成像或分析過程斷裂,，這會帶來很多不便,。來自燈絲的碎片也可能污染真空柱的其他部件，這不僅需要換燈絲,，還要清理,、甚至更換其他部件，如韋氏帽,。

當然,，可以在使用壽命結(jié)束前更換燈絲，但它沒有得到充分利用,，因此需要頻繁地更換,。如果您有大量的SEM用戶，您不可能總有機會及時更換燈絲——除非整個團隊都接受了更換燈絲的培訓,。而且更換燈絲后常常會引起燈絲不居中,。

CeB6燈絲在壽命的盡頭將會有一個緩慢的性能退化過程。這意味著您將看到它的到來,，CeB6燈絲不會突然中斷,，因此可以有計劃地安排更換。我們是可以看到CeB6燈絲老化的跡象的,，如為了獲得與平時同樣質(zhì)量的圖片時,，用戶需要將對比度和亮度調(diào)得更大，或者使用更大的束斑,。

燈絲：使用壽命

鎢燈絲的平均壽命取決于它的使用,，大約是150小時。有一些技巧可以延長燈絲的使用壽命,。一種是當測完樣品后,，不要急著卸載樣品,，可以先等5分鐘。這使燈絲冷卻一點,，減少氧化,。當然，這個小技巧會降低測樣效率,，因為需要多等5分鐘,。

另一種選擇是使用低加速電壓、低束流成像,，這可以增加燈絲壽命,，但往往會降低降低圖片質(zhì)量，特別是低加速電壓下成像,。

CeB6燈絲的平均壽命大約為2000小時,。在它的使用壽命中，即使加載和卸載許多樣品,，或者使用低真空成像,，性能依舊保持良好。

燈絲：維護

一般用戶可以更換鎢燈絲,，這是一個必要的先決條件,，因為更換燈絲的頻率很高,，有時候一周一次,。摘除、安裝和校準燈絲是很容易的,，它只是需要時間,。更換燈絲所需的時間取決于舊燈絲的狀態(tài)。如果舊燈絲沒有斷裂,，那么您將可能在20分鐘內(nèi)啟動系統(tǒng)并再次運行,。如果真的斷裂了，就需要更多的時間來清理韋氏帽等其他部件,，以保證同樣的性能,。

CeB6燈絲也可以被用戶更換。但是更換的頻率比較低,，一般2-3年才更換一次,。因此，這不像鎢燈絲是一個“常規(guī)”的工作,。更好的方法是計劃更換,，并由售后工程師完成。這意味著用戶不用進行庫存,。就像在你的車更換機油：你可以自己做,，但你更喜歡一輛在車庫里進行定期檢查時才需要更換機油的汽車,。

掃描電鏡燈絲：推薦

通過考慮以上所有的優(yōu)點和缺點，我們可以得出結(jié)論,，對于鎢燈絲和CeB6燈絲來說,，拍出每張圖片的成本可能是差不多的。然而,，考慮到無憂的,、方便的使用和操作，以及每一張圖片的質(zhì)量,，顯然,，CeB6燈絲更好。