电子背散射衍射（EBSD）在材料研究中的应用.pdfVIP

维普资讯 研文与皮 内 在材料研究中的应用 张廷杰 (西北有色金属研究院，陕西 西安 710016) 摘 要：电子背散射衍射(EBSD)作为扫描电子显微镜(SEM)的一个附属装置，可用于金属材料显微 组织和结晶学分析。能够快速获得块状金属材料任一位置的成分、显微组织及单个晶粒的取向。 关键词：显微组织；结晶学取向；材料研究 差 ，还需要严格样品制备。x射线衍射和中子衍射 1 概 述 没有点衍射能力 只能获得成千上万个晶体或晶粒 的平均尺寸分布和平均原子面向分布。TEM是长期 用于原位相鉴定、组织观察和位向测量的分析手 EBSD是20世纪80年代发展起来的对金属材料 段，但是所观察的薄膜样品制备困难，每一薄膜又 块材进行显微组织分析和结晶学分析的新技术。 只有少数晶粒可以看到，所得信息很难反馈到大块 显微组织系指材料的精细几何学 ，显微组织分 样品。由此可见 ，传统的分析技术，各有许多优 析包括材料内晶粒尺寸测定、晶粒形状及各种点、 线、面缺陷分布、各个相的判定及每一种相的分布 点，但是总体上有几大缺点： 等等。结晶学分析则是表征每一晶体内部的原子排 (1)显微组织与结晶学之间没有直接联系起 列和运动方式，即晶体结构的对称性、晶粒取向分 来 ； 析等。 (2)不能从测得的数中得到单个晶粒的取向； 显微组织和结晶学传统分析方法有光学显微镜 (3)不能得到包括晶体连接界面等在内的关于 (OM)，扫描电镜 (SEM)，x射线衍射和透射电镜 晶体空间组元的大量信息； (TEM)及选区电子衍射 (SED)等。这些传统分析 (4)不能区分成分相同 (或相似)但有不同结 技术是相互平行的，但又各 自独立。金相只能获得 晶学的、共存于显微组织中的相。 晶粒尺寸和形貌信息。SEM可以同时得到晶粒尺寸 EBSD又叫背散射菊池衍射 ，以一种独特的衍 和形貌及成分分布数据；还可用选区电子通道花样 射获得晶体的结晶学数据。它作为SEM的一个附 分析 (SAC)分析取向，但是SAC的空间分辨率较 件，可以与SEM的其它功能结合起来：原位成像、 维普资讯 成分分析、分析大块样品、粗糙表面成像等等，克 断裂、原子迁移、偏析、沉淀、孪生和再结晶等。 服了传统分析方法中的一些缺点。 EBSD能从样品中获得3类信息 ：取向及取向 4 相鉴定 差、相标定、应变，根据这几类信息可对材料进行 如下几类的研究和分析。 用EBSD鉴定相结构对化学成分相近的矿物及 某些元素的氧化物、碳化物、氮化物的区分特别有 2 材料各向异性研究 用。如 c和 c (M为cr，Fe，Mn等)在SEM中