[工学]电子显微分析

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1、电子背散射衍射ElectronBackscatterDiffraction(EBSD)扫描电镜的一个主要附件，可以进行结构分析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、

2、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。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。Electronbackscatt

3、erdiffractionpatterns(orEBSPs)areobtainedintheScanningElectronMicroscope(SEM)byfocusingastationaryelectronbeamonacrystallinesample.Thesampleistiltedtoapproximately70degreeswithrespecttothehorizontal.Thediffractionpatternisimagedonaphosphorscreen.Theimageiscapturedusingalow-lightSITorCCDcamera.Theba

4、ndsinthepatternrepresentreflectingplanesinthediffractingcrystalvolume.Thus,thegeometricalarrangementofthebandsisafunctionoftheorientationofthediffractingcrystallattice.Asthebeamismovedfromgraintograintheelectronbackscatterdiffractionpattern(EBSP)willchangeduetothechangeinorientationofthecrystallatt

5、iceinthediffractingvolumeEBSD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OrientationImagingMicroscopy(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

6、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Aelasticstiffnessmodulusmapcanthenbeformed.Theexampleshownhereisfromastainlesssteelgolfclubironandatitaniumgolfclubdriver.TheTisampleshowedastrongWidmanstättenstructure.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

7、无法显示的细节。