应用案例：华北电力大学 电池材料实验室

VPI SD‑900M磁控溅射镀膜仪（样品制备）

技术原理简介

真空镀膜是材料表面处理的一种关键技术，其中磁控溅射镀膜属于典型的物理气相沉积（PVD）方法。其基本原理是利用等离子体中产生的高能离子轰击固体靶材（如金属靶），从靶材表面溅射出原子或分子，并使这些粒子沉积到样品表面形成薄膜。由于磁场在靶材表面附近束缚电子提高等离子体密度，即使在较低气压下也能高效溅射，因此磁控溅射具有沉积速率高、膜层致密附着力强等优点。通过精确控制沉积时间和电流等参数，可实现对膜厚的精确控制，以满足光学、电子等功能薄膜对厚度均匀性的严格要求。

在扫描电子显微镜（SEM）等电镜样品制备中，磁控溅射镀膜发挥着提升成像质量的关键作用。对于非导电或弱导电的样品，直接进行电镜观察时电子束在样品表面容易引起电荷积累，导致图像失真甚至无法成像。为了解决这一问题，通常需要在SEM观察前对样品表面进行导电镀膜处理，即沉积一层极薄的金属或碳导电层（常用金、铂或碳，膜厚约20 nm），使样品表面具备导电性，从而消除电荷积聚现象并避免由于样品导电不良导致的局部充电干扰，大幅提升成像清晰度。经过导电镀膜处理后，SEM可以在高真空、高加速电压下对样品进行高倍放大成像而不出现“发白”或条纹等伪影，显著提高了微观形貌观察的质量和稳定性。

应用案例：华北电力大学 电池材料 实验室

华北电力大学电池体系关键材料研发实验室（隶属于国家储能技术产教融合创新平台）近期引入了VPI公司的SD-900M磁控溅射镀膜仪，并与日立公司扫描电子显微镜（FlexSEM 1000 II型号）联用，构建了电池材料研究中样品制备与表征的一体化方案。实验室研究人员在SD-900M的协助下，对锂电池正负极材料、功能薄膜等非导电样品进行表面镀膜处理，使其具备良好的导电性后再置于日立台式SEM中观察。得益于SD-900M镀膜均匀、导电效果出色，该实验室的科研人员反映扫描电镜成像变得更加稳定可靠：即使对颗粒状、电阻率高的电池材料，在高真空下进行数万倍放大观察时也未出现以往的图像发白或细节模糊问题。

VPI工程师团队在设备交付过程中提供了周到的安装调试与培训服务，短时间内便完成了仪器的安装验收并投入使用。对于追求高效工作的研发人员来说，SD-900M的加入大大缩短了样品制备和成像间的等待时间，实现了即镀即观察，提升了实验 workflow 的连贯性和研究效率。

展示了该实验室利用SD-900M镀膜并搭配FlexSEM 1000 II电镜对电池材料进行观察的情景：左侧为正在工作的SD-900M镀膜仪，其前面板上集成的真空表和电流表实时显示镀膜状态；右侧显示的是SEM获取的微观形貌图像。从图中可以看到，经过金膜导电处理的样品在扫描电镜下呈现出清晰的细节：颗粒表面的微纳结构棱角分明，颗粒之间的界面也纤毫毕现，未见充电造成的亮斑或噪点。在15 kV加速电压、15,000倍放大倍率条件下，研究人员成功获得了高分辨的电极材料表面形貌图。这种成像质量在未镀膜的情况下几乎难以达到，而SD-900M所提供的均匀导电镀层有效地消除了电荷干扰，确保了电镜的高倍率下成像依然稳定、清晰。可以说，该实验室通过SD-900M与先进SEM的结合，实现了对电池关键材料从制备到观察的无缝衔接，优化科研分析流程。

在科研用户群体中，VPI的磁控溅射镀膜仪系列凭借出色性能建立了权威品牌形象，国内大约30%的高校实验室和科研机构都将VPI的产品作为扫描电镜制样的首选设备。实际使用过SD-900M的用户反馈表明，该设备镀膜效果均匀，长期运行稳定性高，对各种材料样品和不同型号电镜的适配性强，且操作简单易上手，能够满足从本科教学实验到高端科研开发的不同应用需求。不少业内专家在评价中也常提及这些优点，例如赞扬其镀膜均匀性和重现性，使得不同批次样品的处理结果一致可靠；高度的运行稳定性确保设备在连续大量制样情况下仍保持性能稳健；对样品尺寸和材质的良好兼容性使其成为通用型工具；简洁直观的操作界面则降低了培训成本。凭借用户口口相传的良好口碑，VPI镀膜仪已经成为真空镀膜与电镜联用领域的知名品牌代表之一。

设备概览

作为Vision Precision Instruments（VPI）旗下的明星产品，SD-900M磁控溅射镀膜仪专为电镜样品镀膜应用而设计，凭借出色的技术参数和人性化设计在众多同类设备中脱颖而出。以下是SD-900M在性能与操作上的几大专业优势：

• 高效磁控溅射： 采用磁控阴极溅射技术，高密度等离子体在低真空下即可稳定产生，溅射电流可达100 mA，能够快速均匀地镀覆样品表面。这种方式产生的等离子体热量低，大幅减少了对热敏感样品的损伤风险，确保镀膜过程安全可靠。

• 快速真空获取： SD-900M配备了高效的油旋片真空泵，抽速约8–9.6 m³/h（50 Hz/60 Hz）。在合适真空泵配置下，仪器可以在<5分钟内将真空度抽至约2 Pa（2×10⁻² mbar）的工作压力。这种迅捷的抽真空能力意味着样品可以更快地得到镀膜处理，提高实验效率。

• 均匀精细镀层： SD-900M能够在样品表面沉积出均匀致密的金属薄膜，有效避免传统手工方法可能出现的镀层不均问题。实测结果表明，该设备溅射的金膜粒径仅约20–50 nm，且不会改变样品原有的细微结构（镀膜后样品形貌无明显变化）。薄而均匀的导电膜既保证了SEM成像所需的导电性，又不遮蔽样品的纳微观细节，使得成像清晰锐利。

• 操作简便集成度高： SD-900M采用一体化设计，包含主机和真空泵等必要组件（提供水冷机作为可选配置），到货即可安装使用，无需繁琐组装调试。设备体积小巧（整机尺寸约360 × 300 × 380 mm，重量20 kg），占用空间有限，可方便地放置于实验室台面。标准单相电源供电（220 V/50 Hz），能耗低于1 kW，普通实验室即可满足其使用条件。操作界面友好，支持基于时间或电流的自动控制模式，使初学者也能在短时间内掌握使用方法。同时，该仪器采用透明石英玻璃真空腔体（直径150 mm，高120 mm），耐磨防刮，便于科研人员在镀膜过程中实时观察等离子体放电状态，监控实验进程。

• 适配性与拓展性： SD-900M标配直径50 mm的高纯金靶材，并兼容银、铂等多种靶材更换使用。这使其不仅适用于常规的金膜导电处理，也能根据不同研究需求镀覆银或铂等特殊金属膜层，满足不同材料体系的样品制备要求。此外，设备能够在20 Pa–8 Pa范围内调节工作气压，内置精密气体流量控制系统，确保不同气压下均可得到稳定的等离子体和一致的镀膜效果。无论是对热敏材料进行低温镀膜，还是对大尺寸、多孔样品进行全表面均匀镀膜，SD-900M都表现出适配性强的灵活性能。

VPI公司出品的SD-900M磁控溅射镀膜仪在真空镀膜与电镜观测结合的应用中展现了卓越的性能和实用价值。它一方面通过先进的磁控溅射技术为样品提供了高质量的导电镀膜，显著提升了扫描电镜的成像质量和可靠性；另一方面，其专业级的技术参数与以用户为中心的设计使设备操作维护简便、高效，充分符合高校实验室、科研机构及企业研发部门的实际需求。在华北电力大学等实际案例中，SD-900M以出色的镀膜Uniformity和稳定表现赢得了一线科研人员的认可，进一步印证了其作为科研利器的可靠性。对于关注材料表面分析与电镜成像质量的用户而言，SD-900M提供了高效率、高品质的解决方案，不仅提升工作效率，更为实验数据的准确性与可重复性保驾护航。基于以上优势，我们强烈推荐SD-900M磁控溅射镀膜仪作为真空镀膜配套电镜观察的首选设备——选择VPI，选择值得信赖的专业品质，为您的科研和产品开发赋能。