[工学]电子显微分析-7.ppt

电 子 背 散 射 衍 射 Electron Backscatter Diffraction (EBSD) 对材料进行微观分析，要看其形态如何，晶粒大小、析出相、是等轴的还是条状的，等等，可以用光学显微镜、SEM、TEM等来观察；要研究其微区成分，可用SEM+EDS，用EPMA，用分析电镜等来分析；要研究其结构，用x射线衍射仪，用TEM作电子衍射等来分析。 分析电镜可以观察形貌、测定微区成分、作微区结构分析。但样品制备很困难，分析区域也非常微小，不能对试样进行大面积的分析工作。80年代发展了EBSD，安装在SEM上，可对样品进行结构分析，配合EDS，在一台设备上完成形貌观察、结构分析和成分分析，而且试样制备容易，分析面积大。 入射电子的弹性相干散射会产生衍射，产生衍射花样，入射电子的非弹性散射，构成背底。对于单次非弹性散射，入射电子能量损失很小（50ev），近似认为波长不变，非弹性散射在晶体中空间的各个方向传播电子波，如果符合布拉格定律，也会发生衍射，出现成对的亮、暗平行线条，叫做菊池线。 Electron backscatter diffraction patterns (or EBSPs) are obtained in the Scanning Electron Microscope (SEM) by focusing a stationary electron beam on a crystalline sample. The sample is tilted to approximately 70 degrees with respect to the horizontal. The diffraction pattern is imaged on a phosphor screen. The image is captured using a low-light SIT or CCD camera. The bands in the pattern represent reflecting planes in the diffracting crystal volume. Thus, the geometrical arrangement of the bands is a function of the orientation of the diffracting crystal lattice. EBSD包含三种信息： 1、晶体学结构的信息 2、晶体学位向关系/位向差的信息 3、应变的信息 物相鉴定 位向成像显微术Orientation Imaging Microscopy(OIM) 由于不同晶粒有不同的位向，逐点采集EBSP，并进行标定，每相邻的二点进行对比，就可以得出根据位向成像得显微组织图。 织构分析 材料的晶体学取向对材料性能影响很大，许多材料存在“择优取向”，即织构，也就是说，在显微组织中，晶体取向并非随即分布，某些取向会经常出现。EBSD可以测量各取向在样品中所占比例，以及这些取向在显微组织中的分布——织构分析。 织构 分析第二相和基体间的位相关系 研究疲劳机理 断口的晶体学分析 高温合金的蠕变 腐蚀、裂纹、断裂 迁移 偏析和沉淀 孪晶 再结晶 界面 应变研究 根据EBSD花样中菊池线的模糊可以证明晶格内有塑性应变存在。 材料的弹性性质 真实晶粒尺寸 根据位向不同，可以得出材料的真实晶粒尺寸，可以显示小角晶界、孪晶等用一般金相法无法显示的细节。 * 扫描电镜的一个主要附件，可以进行结构分析 菊池线的产生 OP,OQ二束非弹性散射波，OP强度小于OQ(散射角大，强度小)，与晶面发生衍射，衍射波OP’强度小于OQ’，造成背底衬度上亮暗不同，由于非弹性散射波在空间所有方向上传播，二个衍射波构成二个圆锥面，在底片上显示出一对平行的亮、暗直线。 As the beam is moved from grain to grain the electron backscatter diffraction pattern (EBSP) will change due to the change in orientation of the crystal lattice in the diffracting volume A elastic stiffness modulus map can then be formed. The example shown here is from a stainless steel golf club iron and a titanium golf clu