在扫描电子显微镜(SEM)领域,电子背散射衍射(EBSD)技术已经成为金属、陶瓷和地质科学家们分析材料的显微结构和织构的重要工具。EBSD系统的进步,特别是自动化花样分析和显微镜电子束及样品台的精确控制,使得对样品表面进行线扫描或面扫描变得快速而自动化。通过这些技术,可以迅速从采集的数据中生成取向成像图(OIM)、极图和反极图,并计算取向(差)分布函数。这意味着在短时间内可以收集到大量关于样品的晶体学信息,包括但不限于织构和取向差异分析、晶粒大小和形态分布、晶界特性、亚晶和孪生界面的性质、应变和再结晶分析、相识别以及相比例计算等。EBSD之所以在多种材料的研究中得到广泛应用,正是因为它能提供这些丰富的晶体学信息。 晶界、亚晶及孪晶性质的分析 晶界、亚晶和孪晶是固体材料微观结构中重要的组成部分,它们对材料的性能和行为产生着深远的影响。对于这些微观结构的分析不仅可以帮助我们更好地理解材料的特性,还可以为材料设计和工程应用提供重要指导。 晶界是晶体内部不同取向的晶粒之间的界面,其性质直接影响着材料的力学性能、热力学稳定性和化学活性。通过对晶界的形貌、能量、迁移和扩散等方面的分析,可以深入了解晶界对材料力学性能的影响机制,以及在材料变形、断裂和腐蚀过程中的作用。 亚晶是介于完整晶体和非晶态之间的一种结构形态,具有局部有序性。亚晶的形成和演变对材料的塑性变形和强度行为具有重要影响。通过对亚晶的形貌、尺寸分布和运动规律的分析,可以揭示材料的塑性变形机制,为材料强度和韧性的提高提供理论支持。 孪晶是晶格中两个或多个取向相近但不同的晶体颗粒之间的特殊界面,其存在对材料的塑性变形行为和断裂韧性具有显著影响。通过对孪晶的类型、密度和分布规律的分析,可以揭示材料的变形机制和断裂行为,并为材料的力学性能优化提供重要参考。 得到EBSD整个扫描区域相邻两点之间的取向差信息后,可进行研究的界面有晶界、亚晶、相界、孪晶界、特殊界面(重合位置点阵CSL等)。 叠加了晶界取向差的OIM花样质量(IQ)面分布 IQ是晶体质量(点阵畸变)、相机测量参数(亮度与对比度)、SEM设置、试样表面条件以及局部晶体取向的函数 反极图面分布图 (Inverse pole figure maps) 色彩代表了平行于参考方向的晶向(这里参考方向为试样的轧制方向)
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