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探索电子背散射衍射技术的全面介绍

kaikai 2024-6-28 16:02:43

EBSD(电子背散射衍射)
EBSD是一种基于电子背散射衍射现象的分析方法。它利用高能电子束与材料表面的晶体原子相互作用产生的散射信号,通过检测和分析这些信号产生的衍射图样,获取材料的晶体学信息,如晶体取向、晶界取向差、物相鉴别以及局部晶体完整性等大量信息。这些信息进一步推导出材料的力学性能和物理特性。

为什么选用电子背散射衍射?
背散射电子是高能电子,由于电子具有波粒二象性,其波长远小于光波长,因此在与物质相互作用时能够提供更高分辨率的信息。同时,高能电子束与晶体原子碰撞会产生大量背散射信号,这些信号可以被探测器捕获并用于进一步分析。




型号:牛津EBSD C-Swift+

电子背散射衍射结合了透射电子显微镜(TEM)的微区分析特性和X射线或中子衍射的大面积样品区域统计分析特性,因此成为当前较为先进的材料表征手段之一。通过EBSD技术,可以获取材料的晶体学信息,如晶体取向、晶界取向差、相位鉴定以及微区应变等大量信息,进而推导出材料的力学性能和物理特性,使其成为一种非常强大的微观组织表征技术。金鉴实验室拥有扫描电镜(SEM)四台、扫描超声波仪(C-SAM)两台、双束聚焦离子束显微镜(FIB-SEM)、X射线透视仪(XRD)、氩离子切割抛光仪、显微红外光谱(Micro-FTIR)、全套的热分析(TGA、TMA和DSC)、显微红外热像仪等大型精密贵重分析仪器设备,提供全面的材料分析解决方案,可以满足对材料特性全面了解的需求。




在扫描电镜(SEM)中,通过将样品倾斜70°,入射电子束与样品表面原子相互作用,产生大量背散射电子。在出射过程中,具有较小能量损失的特定方向的背散射电子会发生布拉格衍射,与样品内周期排列的晶面相互作用。70°的倾斜角使得逃离样品表面的衍射电子数量增加,同时减少了出射电子的传出路径距离。这些携带着样品衍射信息的电子最终被荧光屏接收,形成EBSD图案。结合AZtec软件中强大的标定算法,可以实现对衍射图案的自动标定,从而获取晶体结构和取向信息。



EBSD有什么应用?
C-Swift+可适用于各种EBSD应用,特别适合分析常规金属和合金、矿物和氧化物、变形态金属和合金、TKD实验、晶界工程研究等领域。该技术在金属研究和加工、航天、汽车、核能、微电子、地球科学以及其他科研领域中得到广泛应用。



1. 晶体学研究:可用于研究各种晶体结构和取向,涵盖金属、陶瓷、半导体等材料类型。通过观察和分析材料中的晶粒形貌和晶界特征,揭示材料内部微观结构与宏观性能之间的关系。

2. 材料制备与加工控制:可用于材料取向的优化、晶粒尺寸和形状的控制,以及晶界工程等方面。通过定量分析材料微观结构,指导合理设计材料和优化加工过程,提高材料性能。具备尺寸可控、厚度均匀的特点,适用于多种显微学和显微谱学分析。

3. 界面研究:可应用于研究材料中各种界面的形貌和结构特征,如晶界、相界、颗粒边界等。这些界面对材料性能至关重要。通过定量描述和分析界面,深入了解不同类型界面的本质及其与材料性能之间的关系。

EBSD的优势是什么?
1. 高分辨率:EBSD技术具有极高的空间分辨率,能够达到纳米级甚至更高级别,使其在观察细小晶粒或微观结构时具有显著优势。
2. 高取向精度:EBSD技术能够准确测量晶体取向角度,在研究晶体取向相关问题时非常有用。
3. 快速数据采集:EBSD技术在获取衍射图像时速度快、效率高,能够快速扫描大面积样品并进行数据采集,提高实验效率。

测试设备参数


送样要求
为了确保在电子背散射衍射(EBSD)下获得高质量图案的样品表面,金鉴实验室配备了氩离子抛光仪。以下是送样要求:
1. 块状样品:以待抛光区域为中心点,样品直径不超过30mm,厚度在0~20mm之间(超出部分需要磨掉)。
2. 粉末状晶体样品:需要先进行镶嵌后制备样品,样品重量应为10克以上。

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