1. 微观形态与成分分析
通过SEM观察涂料涂层的微观形貌,如颗粒分布、孔隙结构等,结合EDS可实时分析涂层中颜填料、添加剂等微区元素组成,用于颜填料质量控制及涂层全剖析。
2. 工艺改进与质量提升
在涂料生产过程中,SEM/EDS用于检测颜填料分散性、涂层厚度分布,以及识别产品缺陷(如颗粒团聚、气泡等),为优化生产工艺提供数据支持。
3. 性能评估与失效分析
通过SEM观察涂层耐磨损、耐腐蚀等性能相关的微观变化,结合EDS分析表面元素迁移或成分演变,评估涂料长期使用性能。
4. 特殊功能材料研究
在防火涂料等特殊涂料中,利用SEM,可以根据防火涂料炭层表面的蜂窝状小室结构研究防火涂料阻燃机理和性能改良。利用EDS与SEM联用技术,可以根据炭层表面碳氧含量的变化测试防火涂料的阻燃性能。

SEM观察下的某金属环氧涂层截面形态
电镜(以扫描电镜SEM为主)在涂料表面化学及表面处理中的应用主要体现在以下方面:
5. 表面形貌与缺陷分析
SEM可用于观察涂层表面粗糙度、孔隙、裂纹、气泡等缺陷,如通过SEM直接观察涂层开裂路径、界面结合状态。还可分析表面污染物(如灰尘、金属颗粒)的形貌及分布,结合EDS确定元素组成。
6. 表面化学组成分析
通过EDS对涂层表面元素(如C、O、N、金属元素)进行定性和半定量分析,判断涂层成分是否均匀、是否存在氧化或腐蚀产物。结合X射线光电子能谱(XPS),还可分析表面化学态(如氧化层、钝化层)及官能团(如羟基、羧基)。
7. 表面处理效果评估
SEM可用于评估涂装前处理(如喷砂、磷化)的质量,观察基材表面粗糙度变化及处理层厚度。还可检测涂层附着力,通过观察涂层与基材界面结合情况(如是否出现分层、空隙)判断处理工艺有效性。
8. 纳米级结构表征
利用高分辨SEM观察纳米级涂层结构(如纳米颗粒分布、界面过渡层),分析其对性能的影响。通过聚焦离子束(FIB)可制备纳米级截面,研究多层涂层界面结合强度及缺陷。

SEM观察下的某硅酮胶-二氧化硅超疏水复合涂层
五、SEM关键参数与注意事项
(1) 非导电样品需进行喷金/碳处理以避免电荷积累,或采用低真空模式成像。
(2) 选择合适加速电压(通常5~20 kV),平衡分辨率与穿透深度,避免有机物分解。
(3) 结合FTIR、拉曼光谱等补充有机成分分析,形成“形貌-成分-性能”关联。
SEM在涂料领域的运用(尤其是结合EDS)为涂料行业提供了从微观到成分的全方位分析手段,能有效地助力提升产品质量、优化生产工艺,并推动高性能涂料的研发。