晶体材料表征的新技术——电子背散射衍射技术.pdf

晶体材料表征的新技术——电子背散射衍射技术 杨 平 (北京科技大学材料学系) 摘要：从晶体的特性及晶体学基本舍义说明晶体学在材 而晶体最重要的特征之一是它的各向异性，即晶体 料研究中的重要性．引出测定晶体学参数的新技术，即电子 的多数物理性能和力学性能与晶体的方向相关(许 背散射衍射(EBSD)技术；简述了EBSD技术的基本含义、特 多材料优异的性能就是靠利用这种各向异性)。这 点及发展过程；描述了EBSD技术的原理及硬软件；介绍了3 种现象很容易理解，因为晶体中原子排列的线密度 个应用实例(低碳钢形变过程晶粒取向变化过程、镁合金中 和面密度随晶体的方向而异，见图1a。图1b表示 2类挛晶的鉴别和高锰钢相交取向关系)；最后讨论了EBSD BCC结构的铁硅单晶体3个典型方向的磁场强度 技术与体视学的关系。 与磁感应强度的关系；可见，(100)方向是易磁化方 关键词：晶体学；EBSD；材料表征 向，而(111)是难磁化方向。如果将铁硅多晶体的 晶粒都制备成磁场方向与(100)方向一致，将获得 优异的软磁性能。 1 晶体材料的特性及晶体学 材料分晶体、非晶体、液晶；大多数材料是晶体， I．- 磁五 肄= 差董 U m C 讲 王 field Magneticintensity(H1．A／m磁场强度 (a) 铁硅单晶体不同晶体擘方向磁化曲线上磁感值的获取(b) 图1 晶体内原子排列密度的差异(a)和磁性能与晶体学方向的关系(b) 晶体的方向性不像其外形容易观察到，多晶材 料经过加工更难以知道内部原子排列的情况。因我 ofVector 的学生使用的教课书“Elements Analysis” 们并不能直接观察到原子排列情况，这就需要一种 Peter 提出的；爱瓦尔德(Paul Ewald)于1913年使用 有效的检测技术告诉我们，晶体的(111)面在哪里? 倒易点阵概念解释正交晶体的衍射花样．见图2。 这就是衍射技术。以电子束为例，高能电子束入射 著名的爱瓦尔德球表现出了入射束、衍射方向和发 到晶体内，通常产生2种衍射信息，衍射斑点与衍射 生衍射面的几何关系(晶体学家和物理学家Paul 条带。每个衍射斑是一类原子面的“反射”，衍射斑 P