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说明背散射电子衍射取向衬度原理

背散射电子衍射(EBSD)概述：

背散射电子衍射(EBSD)是一项在扫描电镜中获得样品结晶学信

息的技术。EBSD将显微组织和晶体学分析相结合，可用来测量晶体

取向、晶界取向差、鉴别物相、以及局部晶体完整性的信息。与金相，

投射，XRD，扫描等表征手段所得数据相比，EBSD数据信息量非常丰

富，而且获取的晶粒取向信息更直观。

背散射电子衍射装置(EBSD)：是扫描电子显微镜(SEM)的附件之

一，它能提供如晶间取向、晶界类型、再结晶晶粒、微织构、相辨别

和晶粒尺寸测量等完整的分析数据。EBSD数据来自样品表面下

10-50nm厚的区域，且EBSD样品检测时需要倾转70°，为避免表面

高处区域遮挡低处的信号，所以要求EBSD样品表面“新鲜”、清洁、

平整、良好的导电性、无应力等要求。

背散射电子衍射(EBSD)形成原理：

电子背散射衍射仪一般安装在扫描电镜或电子探针上。样品表面

与水平面呈70°左右。当入射电子束进入样品后，会受到样品内原

子的散射，其中有相当部分的电子因散射角大逃出样品表面，这部分

电子称为背散射电子。背散射电子在离开样品的过程中与样品某晶面

族满足布拉格衍射条件2dsinθ=λ的那部分电子会发生衍射，形

成两个顶点为散射点、与该晶面族垂直的两个圆锥面，两个圆锥面与

接收屏交截后形成一条亮带，即菊池带。每条菊池带的中心线相当于

发生布拉格衍射的晶面从样品上电子的散射点扩展后与接收屏的交

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截线，如下图所示。一幅电子背散射衍射图称为一张电子背散射衍射

花样（EBSP）。一张EBSP往往包含多根菊池带。接收屏接收到的EBSP

经CCD数码相机数字化后传送至计算机进行标定与计算。值得指出

的是，EBSP来自于样品表面约几十纳米深度的一个薄层。更深处的

电子尽管也可能发生布拉格衍射，但在进一步离开样品表面的过程中

可能再次被原子散射而改变运动方向，最终成为EBSP的背底。因此，

电子背散射衍射是一种表面分析手段。其次，样品之所以倾斜70°

左右是因为倾斜角越大，背散射电子越多，形成的EBSP花样越强。

但过大的倾斜角会导致电子束在样品表面定位不准，降低在样品表

面的空间分辨率等负面效果，故现在的EBSD都将样品倾斜70°左

右。

EBSD的形成原理

背散射电子衍射(EBSD)应用：

电子背散射衍射技术已广泛地成为金属材料工作者、陶瓷和地质

矿物学家分

析显微结构及织构的强有力的工具。从采集到的数据可绘制取向

地图、极图和反

极图，还可计算ODF。

1取向测量及取向关系分析

EBSD最直接的应用就是进行晶粒取向的测量，那么不同晶粒或

不同相间的取向差异也就可以获得，这样一来就可以研究晶界或相界、

孪晶界、特殊界面（重

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位点阵）等。

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，并且

能知道这些取向在显微组织中的分布，这是织构分析的全新方法。

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。