EBSD技术在材料研究领域的应用.ppt

EBSD技术在材料研究领域的应用 报告人：郭亮 2010.5.15  背散射电子 背散射电子衍射（EBSD) EBSD的应用 微区的结晶取向分析 微织构分析 相鉴定 晶粒尺寸的测量 应变测量 1、微区的结晶取向分析 由于EBSD分析技术的选区尺寸可以小到0.5um，因此，它特别适宜于进行微区的结晶取向分析，只要把在EBSP（电子背散射衍射花样，也就是菊池花样）中每一亮带所属晶面指数(hkl)都画进极射赤面投影图中，就很容易表示出被分析晶体的取向关系。 目前，EBSD分析技术最直接的应用就是通过测量晶粒取向，获得不同晶粒或不同相间取向差，测量各种取向晶粒 1、微区的结晶取向分析 在样品中所占比例，分析单晶的位向和完整性，孪晶和再结晶，第二相和金属基体间位向关系，断裂面的结晶学分析，蠕变，偏聚和沉淀，以及扩散和界面迁移等。 图一：纯Fe片表面的Grain图 图二：取向成像图 2、微织构分析 基于EBSD自动快速的取向测量，EBSD可进行微织构分析，从而了解这些取向在显微组织中的分布情况。应用EBSD研究结果表明，取向分布是集中地还是均匀地分布，对材料的性能有显著的影响，这是织构分析的较新方法。 图三：(a)纯Fe片的{001 }、{110}、 { 111 }极图(b)法向(N)，周向(C)和母线(G)方向的反极图 2、微织构分析 图三(a)所示的是应用分析软件处理后所得到的{001}，{110}，{111}极图，图 (b)所示的是法向(N)，周向(C)和母线(G)方向的反极图。由极图和反极图可以看出晶粒并没有明显的取向，呈随机分布，说明纯Fe样品的上下表面并不存在择尤取向(织构)。 3、相鉴定 目前，EBSD可以对七大晶系任意对称性的样品进行自动取向测量和标定。结合EDS的成分分析可以进行未知相的鉴定。在扫描电镜X射线能谱分析中，可能难以在化学成分基础上区别某元素的氧化物(如Fe203，Fe304;和Fe0)、碳化物(如M7C3，M3C等)或氯化物，EBSD有时却很容易地从相的结晶学关系上毫无疑问的分开，如直接区分铁的体心立方和面心立方。 EBSD在相鉴定方面的另一个优势就是区分化学成分相似的相，如:M7C3和M3C相，钢中的铁素体和奥氏体。 图四：纯Fe片的EBSD相位图 4、晶粒尺寸的测量 传统的晶粒尺寸测量依赖于显微组织图象中晶界的观察。但并非所有晶界都能用常规浸蚀的方法显现出来，特别是一些孪晶和小角晶界。因此，严重孪晶显微组织的晶粒尺寸测量就变得十分困难。EBSD方法是测量晶粒尺寸的理想工具，最简单的方法是进行横穿样品的线扫描，同时观察花样的变化。 图五：晶粒尺寸分布图 5、应变测量 材料微观区域的残余应力会使局部的晶面变得歪扭、弯曲，从而使EBSD的菊池线模糊，因而可通过观察菊池图像质量可定型评估应变大小。 类似于ECP，晶体的应变对EBSP的质量有强烈的影响——随着应变增加，EBSP的衬度下降，亮带边缘的角分辨率下降，甚至消失。由于EBSP技术的分析 5、应变测量 区域远小于ECP技术，所以即使试样的宏观形变达80%，仍可进行微观应变分析，因而对应变评定的范围有很大的改进。 谢谢！ * * EBSD (Electron Backscattered Diffraction )指的是背散射电子衍射。 背散射电子(backscattering electron)是指被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子。 背散射电子分为弹性背散射电子（被反弹回来的散射角大于90度的入射电子）和非弹性背散射电子（入射电子和核外电子撞击后产生非弹性散射造成的）。 前言 由于背散射电子的产额随原子序数的增加而增加，所以，利用背散射电子作为成像信号可以： 1、分析形貌特征 2、定性进行成分分析 目前，EBSD已经变成了类似于X射线能谱仪(EDS)的SEM的一个标准附件。电子背散射衍射技术(EBSD)是进行快速而准确的晶体取向测量和相鉴定的强有力的分析工具。由于它与SEM一起工作，使得显微组织(如晶粒、晶相、界面、形变等)能与晶体学关系相联系，己广泛地应用于分析显微结构及织构，可获得晶体取向图、极图和反极图，以及计算取向分布函数。 图中的晶粒是通过连续扫描同一取向的临近点来构建的，本次扫描的最大容许偏差