材料分析方法 第3版( 周玉) 出版社配套 第14章 機(jī)械工業(yè)出版社課件

第二篇材料電子顯微分析,第八章電子光學(xué)基礎(chǔ)第九章透射電子顯微鏡第十章電子衍射第十一章晶體薄膜衍襯成像分析第十二章高分辨透射電子顯微術(shù)第十三章掃描電子顯微鏡第十四章電子背散射衍射分析技術(shù)第十五章電子探針顯微分析第十六章其他顯微結(jié)構(gòu)分析方法,1,學(xué)習(xí)交流PPT,第十四章電子背散射衍射分析技術(shù),本章主要內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電子背散射衍射技術(shù)硬件系統(tǒng)第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定第五節(jié)電子背散射衍射技術(shù)成像及分析第六節(jié)電子背散射衍射技術(shù)數(shù)據(jù)處理,2,學(xué)習(xí)交流PPT,電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)，開始于20世紀(jì)80年代，該技術(shù)是基于掃描電子顯微鏡為基礎(chǔ)的新技術(shù)利用此技術(shù)可以觀察到樣品的顯微組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)獲得晶體學(xué)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析這種技術(shù)兼?zhèn)淞薠射線統(tǒng)計(jì)分析和透射電鏡電子衍射微區(qū)分析的特點(diǎn)，是X射線衍射和電子衍射晶體結(jié)構(gòu)和晶體取向分析的補(bǔ)充電子背散射衍射技術(shù)已成為研究材料形變、回復(fù)和再結(jié)晶過(guò)程的有效分析手段，特別是在微區(qū)織構(gòu)分析方面的應(yīng)用,第一節(jié)概述,3,學(xué)習(xí)交流PPT,EBSD的發(fā)展大致經(jīng)歷以下幾個(gè)階段：1928年，日本學(xué)者Kikuchi在透射電鏡中，首次發(fā)現(xiàn)了帶狀電子衍射花樣，并對(duì)此衍射現(xiàn)象進(jìn)行解釋，故稱這種線條花樣為菊池花樣1972年，Venables和Harland在掃描電鏡中，得到了背散射電子衍射花樣20世紀(jì)80年代后期，Dingley得到了晶體取向的分布圖。并成功地將EBSD技術(shù)商品化20世紀(jì)90年代初，成功研究出自動(dòng)計(jì)算取向、有效圖像處理以及自動(dòng)逐點(diǎn)掃描技術(shù)，之后能譜分析和EBSD分析的有效結(jié)合使相鑒定更加有效和準(zhǔn)確2000年以后，EBSD標(biāo)定速度的大幅提升，加快了EBSD的發(fā)展和推廣,第一節(jié)概述,4,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),一、晶界類型1)小角度晶界指相鄰晶粒位向差小于10的晶界，一般2其中包括傾斜晶界、扭轉(zhuǎn)晶界和重合晶界等，分見圖14-1、圖14-2和圖14-3,圖14-1對(duì)稱傾斜晶界示意圖,圖14-2不對(duì)稱傾斜晶界示意圖,5,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),一、晶界類型1)小角度晶界指相鄰晶粒位向差小于10的晶界，一般2其中包括傾斜晶界、扭轉(zhuǎn)晶界和重合晶界等，分見圖14-1、圖14-2和圖14-3,圖14-3扭轉(zhuǎn)晶界構(gòu)造示意圖,6,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),一、晶界類型2)大角度晶界指相鄰晶粒的取向差大于10的晶界常見模型有，皂泡模型、過(guò)冷液體模型、小島模型和重合位置點(diǎn)陣模型，重合位置點(diǎn)陣模型見圖14-4、,圖14-4重合位置點(diǎn)陣構(gòu)造示意圖,7,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),二、相界面結(jié)構(gòu)或成分不同的兩間的界面稱為相界面。相界面可分為三種類型1)共格相界界面上的原子同時(shí)位于兩相晶格點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)上，此時(shí)界面兩側(cè)的兩相存在取向關(guān)系；界面附近常伴有晶格畸變。合金脫溶分解初期形成的新相，或兩相點(diǎn)陣常數(shù)相近，或晶體結(jié)構(gòu)相同時(shí)，往往具有共格界面2)非共格相界完全沒有共格關(guān)系的界面。當(dāng)兩相的晶體結(jié)構(gòu)存在較大差別，或第二相尺寸較大時(shí)，兩相間為此類界面3)部分共格相界借助位錯(cuò)維持其共格性的界面。此類界面在馬氏體轉(zhuǎn)變及外延生長(zhǎng)晶體中較常見,8,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),三、晶體取向坐標(biāo)系建立如圖14-5，樣品坐標(biāo)系，由軋向RD、橫向TD、法向ND三個(gè)互相垂直的方向構(gòu)成；晶體坐標(biāo)系(以立方晶體為例)，由3個(gè)互相垂直的晶軸100、010和001組成，,圖14-5樣品坐標(biāo)系和晶體坐標(biāo)系各軸相互間的位置關(guān)系,9,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),三、晶體取向坐標(biāo)系建立樣品坐標(biāo)系和晶體坐標(biāo)系各軸間的關(guān)系可用夾角余弦表示。由此可以構(gòu)建一個(gè)方向余弦矩陣g(14-1)式中，1,2和3分別是樣品坐標(biāo)系RD與晶體坐標(biāo)系100，010和001間夾角；1,2和3是TD與100，010和001間夾角；1,2和3是ND與100，010和001間夾角該矩陣為正交矩陣，其中有3個(gè)分量是獨(dú)立的，只需3個(gè)獨(dú)立分量即可確定晶體取向。但用此方法反映晶體取向比較復(fù)雜,10,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),三、晶體取向坐標(biāo)系建立用樣品坐標(biāo)系和晶體坐標(biāo)系各軸間的夾角表示晶體取向比較繁瑣，且不夠清晰。為此可利用晶體旋轉(zhuǎn)角度構(gòu)建晶體取向特征旋轉(zhuǎn)表示法用歐拉角描述晶體取向，歐拉角用3個(gè)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)角度1、和2表示初始位置，晶體的100、010和001分別與樣品坐標(biāo)系RD、TD和ND重合；晶體旋轉(zhuǎn)過(guò)程為，首先晶體繞001旋轉(zhuǎn)1，再繞100旋轉(zhuǎn)，最后繞001旋轉(zhuǎn)2。這3個(gè)角度即歐拉角具體的旋轉(zhuǎn)操作如圖14-6所示,11,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),三、晶體取向坐標(biāo)系建立圖14-6所示為晶體繞晶軸旋轉(zhuǎn)的歐拉角,圖14-6用以描述晶體旋轉(zhuǎn)的歐拉角,12,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),四、晶體取向數(shù)字表示方法及換算晶體取向數(shù)字表示方法主要包括，指數(shù)、矩陣、歐拉角和軸角對(duì)1)指數(shù)法用(hkl)uvw表示，即晶體中(hkl)晶面平行于板材軋面，uvw方向平行于軋向2)矩陣法用取向矩陣表示，如式(14-1)，即晶體的坐標(biāo)系與樣品坐標(biāo)系各軸之間的夾角關(guān)系3)歐拉角與歐拉空間用1、和2表示，利用3個(gè)歐拉角可建立坐標(biāo)系，構(gòu)成歐拉空間，如圖14-7所示4)軸角對(duì)用uvw表示，即晶體以u(píng)vw為軸旋轉(zhuǎn)角，晶體坐標(biāo)系將與樣品坐標(biāo)系重合,13,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),四、晶體取向數(shù)字表示方法及換算圖14-6所示為樣品坐標(biāo)系和晶體取向及歐拉空間。在歐拉空間中，可用一點(diǎn)(12)表示一種晶體取向,圖14-7樣品坐標(biāo)系和晶體取向及歐拉空間,14,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),四、晶體取向數(shù)字表示方法及換算晶體取向亦可用某一晶面(hkl)的法線、該晶面上相互垂直的2個(gè)晶向uvw和xyz在樣品坐標(biāo)系中的取向表示。這3個(gè)方向可構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正交矩陣，稱為變化矩陣g1(14-2)矩陣式(14-2)中，xyz、hkl和uvw為各自方向上單位矢量的指數(shù)，即歸一化指數(shù)晶體進(jìn)行3個(gè)歐拉角的旋轉(zhuǎn)操作，其晶體取向也可用旋轉(zhuǎn)矩陣g2表示，即,15,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),四、晶體取向數(shù)字表示方法及換算=(14-3)令g1=g2，可得米勒指數(shù)與歐拉角的互換公式(14-5)(14-6)(14-7),16,學(xué)習(xí)交流PPT,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),五、晶體取向圖像表示法1)極圖法如圖14-8，晶胞置于樣品坐標(biāo)系RD-TD-ND的中心，B為參考點(diǎn)，RD、TD所在平面為投影面，則C點(diǎn)即為100晶向的極點(diǎn)(參見第七章)。由圖示可得001極軸r為r=sincosk1+sinsink2+cosk3(14-8)式中，k1、k2和k3是RD、TD和ND方向的單位矢量,圖14-8極圖法示意圖,17,學(xué)習(xí)交流PPT,圖14-9鎳的001極圖,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),五、晶體取向圖像表示法1)極圖法如圖14-9a所示，001極點(diǎn)的分布是離散的，說(shuō)明多晶體晶粒取向是混亂的；當(dāng)多晶體存在織構(gòu)時(shí)，極點(diǎn)出現(xiàn)不均勻分布，用極點(diǎn)密度表示取向強(qiáng)度，強(qiáng)度等級(jí)用顏色或等密度線表示，見圖14-9b,18,學(xué)習(xí)交流PPT,圖14-10反極圖構(gòu)造示意圖,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),五、晶體取向圖像表示法2)反極圖法反極圖的構(gòu)造過(guò)程如圖14-10所示，反極圖常取單位投影三角形，用以描述樣品坐標(biāo)軸在晶體坐標(biāo)系中的位置如，每個(gè)晶粒有一個(gè)方向與RD平行，這一方向的極射赤面投影，為該方向的極點(diǎn),19,學(xué)習(xí)交流PPT,圖14-11鎳的反極圖,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),五、晶體取向圖像表示法2)反極圖法圖14-11所示為鎳的ND、RD和TD反極圖?？梢钥闯觯琑D反極圖中001附近極點(diǎn)密度最高，說(shuō)明大多數(shù)晶粒的001晶向與軋向RD平行此結(jié)論與圖14-9給出的結(jié)果一致,20,學(xué)習(xí)交流PPT,圖14-12歐拉空間及空間分割示意圖,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),五、晶體取向圖像表示法3)取向分布函數(shù)ODF利用取向空間的g(1,2)的分布密度f(wàn)(g)，則可表示整個(gè)空間的取向分布，稱其為空間取向分布函數(shù)(ODF)如圖14-12所示，ODF反映的是三維空間取向分布,21,學(xué)習(xí)交流PPT,圖14-13鎳的ODF截面圖,第二節(jié)電子背散射衍射技術(shù)相關(guān)晶體學(xué)基礎(chǔ),五、晶體取向圖像表示法3)取向分布函數(shù)ODF為使用方便，通常用等2截面圖，見圖14-13,22,學(xué)習(xí)交流PPT,第三節(jié)電子背散射衍射技術(shù)硬件系統(tǒng),圖14-15EBSD分析系統(tǒng)示意圖,一、硬件系統(tǒng)整體布局示意EBSD分析系統(tǒng)如圖14-15所示。整個(gè)系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成：樣品、電子束系統(tǒng)、樣品臺(tái)系統(tǒng)、SEM控制器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、高靈敏度的CCD相機(jī)、圖像處理器等。,23,學(xué)習(xí)交流PPT,第三節(jié)電子背散射衍射技術(shù)硬件系統(tǒng),圖14-16EBSD分析系統(tǒng)實(shí)物照片,二、硬件系統(tǒng)整體布局實(shí)物EBSD分析系統(tǒng)作為掃描電鏡附件，實(shí)物照片見圖14-16,24,學(xué)習(xí)交流PPT,第三節(jié)電子背散射衍射技術(shù)硬件系統(tǒng),圖14-17EBSD探頭在掃描電鏡樣品室中的位置,二、硬件系統(tǒng)整體布局實(shí)物EBSD探頭在SEM電鏡樣品室內(nèi)位置如圖14-17a所示；分析時(shí)，樣品需傾斜70，一般可使用預(yù)制傾斜70樣品臺(tái)，見圖14-17b,25,學(xué)習(xí)交流PPT,第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定,圖14-18入射電子在材料表面發(fā)生衍射示意圖,一、電子背散射衍射技術(shù)原理電子束入射到晶體內(nèi)，會(huì)發(fā)生非彈性散射而向各個(gè)方向傳播，散射強(qiáng)度隨著散射角增大而減小，若散射強(qiáng)度用箭頭長(zhǎng)度表示，強(qiáng)度分布呈現(xiàn)液滴狀，如圖14-18所示,26,學(xué)習(xí)交流PPT,第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定,一、電子背散射衍射技術(shù)原理由于樣品對(duì)入射電子的非彈性散射，在入射點(diǎn)處形成向空間各方向發(fā)射的點(diǎn)光源有些方向的電子與(hkl)晶面間的夾角為布拉格角，這些方向的電子構(gòu)成了半頂角為90的圓錐面散射方向位于此圓錐面上的電子，入射到(hkl)晶面因滿足布拉格條件=2dsin，而產(chǎn)生衍射衍射方向的電子將構(gòu)成一個(gè)半頂角為90的衍射圓錐同樣，(-h-k-l)晶面的衍射束也將構(gòu)成一個(gè)衍射圓錐，參見圖14-19,27,學(xué)習(xí)交流PPT,第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定,一、電子背散射衍射技術(shù)原理圖14-9所示為入射電子在晶面的兩側(cè)發(fā)生衍射示意圖，在(hkl)晶面兩側(cè)形成兩個(gè)對(duì)稱的衍射圓錐,圖14-19入射電子在晶面的兩側(cè)發(fā)生衍射示意圖,28,學(xué)習(xí)交流PPT,第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定,一、電子背散射衍射技術(shù)原理如圖14-20，兩個(gè)衍射圓錐與CCD相機(jī)的熒光屏的交線為一對(duì)雙曲線。但由于角很小，衍射圓錐面接近平面，故實(shí)際上接近一對(duì)平行線，菊池線對(duì)(帶)中線可認(rèn)為是衍射晶面與熒光屏的交線,圖14-20入射電子在晶面的兩側(cè)發(fā)生衍射示意圖,29,學(xué)習(xí)交流PPT,第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定,一、電子背散射衍射技術(shù)原理圖14-21所示為經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)標(biāo)定的典型的Al的菊池花樣。分析時(shí)，通常將樣品傾斜70以提高信號(hào)強(qiáng)度，CCD探頭便可采集到來(lái)自樣品表面幾十納米薄層的衍射花樣,圖14-21Al的典型菊池帶圖譜,30,學(xué)習(xí)交流PPT,第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定,一、電子背散射衍射技術(shù)原理電子背散射衍射花樣由寬度不等、縱橫交錯(cuò)的多條菊池帶組成。菊池帶的交點(diǎn)稱為菊池極，相交于同一菊池極的菊池帶對(duì)應(yīng)的晶面構(gòu)成一個(gè)晶帶，菊池極所代表的方向?yàn)榇司Ц骶娴墓灿蟹较?，即晶帶軸菊池帶寬度w與相應(yīng)衍射晶面間距d的關(guān)系為w=R(14-20)=2dsin(14-21)式中，R為熒光屏上菊池帶與樣品上電子束入射點(diǎn)之間的距離；為入射電子束的波長(zhǎng)，因在樣品表層幾十納米的范圍內(nèi)大部分非彈性散射電子的波長(zhǎng)變化非常小,31,學(xué)習(xí)交流PPT,第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定,二、衍射花樣標(biāo)定原理將菊池花樣通過(guò)Hough變換，根據(jù)菊池帶的位置，與標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)比標(biāo)定個(gè)菊池極指數(shù)，以上過(guò)程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行如圖14-22，由原點(diǎn)向直線作垂線，交點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y)，若垂線長(zhǎng)為，其與x軸間夾角，則有如下關(guān)系=xcos+ysin(14-22),圖14-22Hough變換原理,32,學(xué)習(xí)交流PPT,第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定,二、衍射花樣標(biāo)定原理如圖14-23所示，Hough變換可將圖像空間的直線變換為Hough空間的點(diǎn)。直線上A、B、C、D四點(diǎn)，對(duì)應(yīng)4條Hough正弦曲線，這4條Hough正弦曲線的交點(diǎn)(,)，即為該直線對(duì)應(yīng)于Hough空間點(diǎn)的位置,圖14-23Hough變換的線與點(diǎn)的轉(zhuǎn)換,33,學(xué)習(xí)交流PPT,第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定,二、衍射花樣標(biāo)定原理圖14-24所示為Hough變換模擬示意圖。通過(guò)Hough變換后，菊池帶形成類似蝴蝶結(jié)的一個(gè)點(diǎn)Hough變換的基本原理在于利用點(diǎn)與線的對(duì)偶性，將原始圖像空間的曲線變換為參數(shù)空間的點(diǎn),圖14-24Hough變換模擬示意圖,34,學(xué)習(xí)交流PPT,第四節(jié)電子背散射衍射技術(shù)原理及花樣標(biāo)定,二、衍射花樣標(biāo)定原理圖14-25所示為花樣自動(dòng)標(biāo)定時(shí)的Hough變換圖像,圖14-25Hough變換實(shí)例,35,學(xué)習(xí)交流PPT,第五節(jié)電子背散射衍射技術(shù)成像及分析,一、相機(jī)操作開啟相機(jī)控制窗口，根據(jù)分析需要，合理選擇和設(shè)定相機(jī)參數(shù)在滿足花樣清晰度的前提下，盡可能縮短花樣采集時(shí)間，以提高掃描速度,相機(jī)參數(shù)選擇及對(duì)花樣質(zhì)量的影響,36,學(xué)習(xí)交流PPT,第五節(jié)電子背散射衍射技術(shù)成像及分析,一、相機(jī)操作調(diào)節(jié)增益或曝光時(shí)間使信號(hào)水平為最佳狀態(tài)，見圖14-29確定信號(hào)水平后，再進(jìn)行背底扣出，以改善花樣的襯度和清晰度，從而提高花樣標(biāo)定成功率，背底扣出前后的菊池花樣見圖14-30,圖14-30背底扣出前后的衍射花樣,圖14-29各種信號(hào)水平狀態(tài),37,學(xué)習(xí)交流PPT,第五節(jié)電子背散射衍射技術(shù)成像及分析,二、菊池帶采集首先采集一幅SEM圖像；選定感興趣的區(qū)域，在圖像上任取一點(diǎn)，預(yù)覽EBSD花樣，如圖14-32所示,圖14-32Interactive界面及花樣預(yù)覽,38,學(xué)習(xí)交流PPT,第五節(jié)電子背散射衍射技術(shù)成像及分析,二、菊池帶采集在數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇待分析的物相，以提供花樣標(biāo)定所需的相關(guān)晶體學(xué)信息，圖14-34所示為Ni的數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)晶粒尺寸，選擇合適的掃描步長(zhǎng)和掃描區(qū)域，開始逐點(diǎn)采集EBSD花樣，計(jì)算機(jī)程序同步自動(dòng)標(biāo)定,圖14-34Ni的數(shù)據(jù)庫(kù),39,學(xué)習(xí)交流PPT,第五節(jié)電子背散射衍射技術(shù)成像及分析,二、菊池帶采集菊池花樣標(biāo)定結(jié)果如圖14-34所示,圖14-35Ni的菊池花樣標(biāo)定結(jié)果,40,學(xué)習(xí)交流PPT,第六節(jié)電子背散射衍射技術(shù)數(shù)據(jù)處理,EBSD花樣包含的晶體學(xué)信息豐富EBSD技術(shù)自動(dòng)化程度高，分析速度快EBSD技術(shù)功能強(qiáng)大、應(yīng)用快捷方便EBSD技術(shù)的應(yīng)用范圍正日益擴(kuò)大，主要應(yīng)用包括1)織構(gòu)和取向分析2)晶粒形狀及尺寸分布分析3)晶界性質(zhì)分析4)形變與再結(jié)晶分析5)物相鑒定及相含量測(cè)定6)兩相取向關(guān)系測(cè)定等等,41,學(xué)習(xí)交流PPT,一、晶粒取向分布及取向差圖14-37所示為顯示Ni晶粒形貌的取向成像圖，相同取向的晶粒用相同顏色表示圖中晶粒的顏色用ND反極圖配色，說(shuō)明紅色晶粒的法線平行于001，藍(lán)色和綠色晶粒的法向分別平行于111和101,第六節(jié)電子背散射衍射技術(shù)數(shù)據(jù)處理,圖14-37Ni的晶粒取向分布圖,42,學(xué)習(xí)交流PPT,一、晶粒取向分布及取向差圖14-38所示為圖14-37中Ni晶粒的取向差統(tǒng)計(jì)圖，大多數(shù)晶粒的取向差小于3或等于60圖14-39所示為圖14-37中Ni晶粒取向差沿一直線的變化。在晶粒內(nèi)部取向差變化很小(3)；在晶界處取向差出現(xiàn)一個(gè)突變，如15、40、60等,第六節(jié)電子背散射衍射技術(shù)數(shù)據(jù)處理,圖14-39取向差沿直線上的變化曲線,圖14-38晶粒取向差統(tǒng)計(jì)圖,43,學(xué)習(xí)交流PPT,第六節(jié)電子背散射衍射技術(shù)數(shù)據(jù)處理,二、圖像質(zhì)量圖及應(yīng)力應(yīng)變分析菊池花樣的質(zhì)量是指菊池帶的銳化(清晰)程度，用參數(shù)IQ表示，IQ可根據(jù)花樣中幾條菊池帶的衍射強(qiáng)度之和求出影響花樣質(zhì)量IQ的因素很多，包括材料的種類、試樣表面狀態(tài)、應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、晶粒取向及晶粒尺寸等；單晶材料中，應(yīng)力和應(yīng)變梯度是影響IQ變化的主要因素對(duì)于同一樣品，不同區(qū)域的菊池花樣質(zhì)量IQ，主要取決于其應(yīng)力或應(yīng)變狀態(tài)。因此，IQ可評(píng)價(jià)材料微區(qū)應(yīng)變的分布利用菊池花樣質(zhì)量IQ成像，圖像中用明亮程度表示IQ，即亮點(diǎn)表示花樣質(zhì)量好；暗點(diǎn)表示花樣質(zhì)量差，對(duì)應(yīng)的樣品位置存在較大應(yīng)變IQ成像法適用于晶粒內(nèi)部的應(yīng)變分布測(cè)量，對(duì)于晶?；虍愊嘀g的應(yīng)變分布測(cè)定不宜使用,44,學(xué)習(xí)交流PPT,第六節(jié)電子背散射衍射技術(shù)數(shù)據(jù)處理,二、圖像質(zhì)量圖及應(yīng)力應(yīng)變分析圖14-40、14-41、14-42均為菊池花樣質(zhì)量圖像。由圖14-40可見，晶粒內(nèi)部的應(yīng)變并不均勻；如圖14-41所示的Al晶粒變形程度存在較大的差別；雙相鈦合金中，-鈦晶粒較亮，而-鈦晶粒較暗，這種差異可能是-鈦晶粒變形程度較大，也可能是因?yàn)閮煞N相衍射強(qiáng)度存在差別，見圖14-42,45,學(xué)習(xí)交流PPT,第六節(jié)電子背散射衍射技術(shù)數(shù)據(jù)處理,三、晶粒形貌圖及尺寸分析EBSD技術(shù)利用取向成像法，在獲取顯示晶粒形貌的圖像(圖14-43)的同時(shí)，可方便地測(cè)量其晶粒尺寸及尺寸分布，見圖14-44，直徑約20m的晶粒數(shù)量最多影響晶粒尺寸測(cè)量結(jié)果的因素主要是，掃描步長(zhǎng)和取向差角范圍的設(shè)定,圖14-43鎳晶粒形貌的取向成像圖,圖14-44鎳晶粒尺寸分布圖,46,學(xué)習(xí)交流PPT,第六節(jié)電子背散射衍射技術(shù)數(shù)據(jù)處理,四、晶界類型分析如前所述，EBSD技術(shù)可以測(cè)量晶粒間的取向差，若將取向差按角度范圍分類，可區(qū)分小角度晶界和大角度晶界，并可計(jì)算各類晶界所占的比例。如圖14-45中，515的晶界在用綠線表示，所占份數(shù)為0.41%。根據(jù)特定的取向差，還可確定孿晶界、重合位置點(diǎn)陣晶界等特殊晶界,圖14-45鈦合金的晶界及分析結(jié)果,47,學(xué)習(xí)交流PPT,第六節(jié)電子背散射衍射技術(shù)數(shù)據(jù)處理,五、物相鑒別與鑒定及相取向關(guān)系利用已知物相的晶體學(xué)數(shù)據(jù)(可借助數(shù)據(jù)庫(kù))，通過(guò)衍射花樣標(biāo)定而鑒定物相，不同物相用不同顏色成像，即可獲得如圖14-46所示相分布圖像，并可計(jì)算各相所占的份數(shù)圖14-46中，紅色表示-鈦，綠色表示-鈦，-鈦和-鈦分別占73.8%和26.2%,圖14-46,雙相鈦合金的相分布圖像,48,學(xué)習(xí)交流PPT,第六節(jié)電子背散射衍射技術(shù)數(shù)據(jù)處理,五、物相鑒別與鑒定及相取向關(guān)系當(dāng)樣品被分析區(qū)域有兩相共存時(shí)，兩相間往往可能存在某種特定的取向關(guān)系，測(cè)定取向關(guān)系