材料电子及中子分析技术 课件 8知识点1 电子背散射衍射原理.pptx

;非弹性散射；

布拉格衍射条件

衍射锥-菊池线

菊池带随晶体转动

-精确测量晶体取向;课程内容;简述扫描电镜的背散射电子衍射与透射电镜的透射菊池衍射的区别

?

(1)相同点：都是非弹性散射电子沿某些晶面再次发生满足布拉格衍射定律的弹性散射的结果。

(2)与透射电镜下的菊池衍射相比，扫描电镜的背散射衍射(EBSD)具有如下特点：a)EBSD捕获角域大得多，可超过70度，而透射电镜下约为20度；b)EBSD下的菊池带没有透射电镜下清晰，这是由传递函数不同所致;c)EBSD可以考到多组相交的菊池带;d)EBSD的菊池衍射方向与电子束入射方向的夹角极大，属高角菊池衍射。;一、电子背散射衍射（EBSD）;二、扫描电镜的透射菊池衍射;;三、EBSD仪器简介;三、EBSD仪器简介;四、EBSD谱的标定;晶体取向：指单晶体的坐标系3个晶轴[100]-[010]-[001]在样品坐标系RD-TD-ND或X-Y-Z的相对方位。

CCS：crystalcoordinatesystemforcrystal晶体坐标系（微观）

SCS：samplecoordinatesystemforcrystal样品坐标系（宏观）;取向即为两坐标系之间的夹角关系

α1、β1、γ1为[100]轴与RD、TD、ND的夹角

α2、β2、γ2为[010]轴与RD、TD、ND的夹角

α3、β3、γ3为[001]轴与RD、TD、ND的夹角

α1、α2、α3分别为样品坐标轴RD与晶体坐标轴[100]-[010]-[001]的夹角

β1、β2、β3分别为样品坐标轴TD与晶体坐标轴[100]-[010]-[001]的夹角

γ1、γ2、γ3分别为样品坐标轴ND与晶体坐标轴[100]-[010]-[001]的夹角

方向余弦矩阵，即为两坐标系之间的变换矩阵，也是取向矩阵：;三个行矢量分别表示晶体坐标轴在样品坐标轴上的投影

三个列矢量分别表示样品坐标轴在晶体坐标轴上的投影

三个独立参数即可完整表达晶体取向;RD(X);晶体取向采用欧拉角表征：;3）密勒指数法;密勒指数与欧拉角之间的换算;其中;织构与取向的分析方法

1.X射线衍射法：

定量测量材料宏观织构、统计性好、但分辨率低，约1mm、无形貌信息

2.EBSD中的菊池花样：

微区晶体取向，空间分辨率达0.1μm

3.TEM中的菊池花样：

微区晶体取向，空间分辨率达30nm

;材料微观分析三要素：形貌、成分、晶体结构

形貌：OM、SEM、AFM、STM、STEM(HAADF)

成分：

化学分析

AES、XPS

SEM中的EDS

TEM中的EDS、能量损失谱

晶体结构：

XRD、中子衍射

SEM中的EBSD

TEM中的电子衍射、低能电子衍射;3.极坐标系和直角坐标系的关系-hough变换;X-O-Y图像空间;菊池线（含三条）;2）EBSD确定晶带的晶面指数;输出相及取向结果;EBSD中取向矩阵确定非常复杂，坐标变换涉及到以下4个坐标系：

(1)样品坐标系CSs,O-XsYsZs

其Zs坐标轴一般垂直于样品表面，Xs和Ys坐标轴平行样品平面内两个宏观特征方向。

轧制平板样品，可取Zs//轧面法向ND,Xs//轧制方向RD,Ys//轧面横向TD。

(2)显微镜坐标系CSm，O-XmYmZm

其Zm坐标轴与电子束入射方向反平行，Xm坐标轴平行于样品的倾转轴。

(3)衍射谱坐标系CSp,O-XpYpZp。

(4)晶体坐标系CSc,O-XcYcZc，

固结于晶体点阵的坐标系。 ;样品坐标系CSs;样品坐标系CSs;二、三个坐标系测定原理;电子束坐标系下的一个矢量转化为样品坐标系下矢量的关系为：;屏幕上任一根晶带轴在晶体学坐标系下可表示为[hkl]，在电子束坐标系下经衍射放大后存在关系：;五、EBSD分析结果