EBSD电子背散射衍射

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1、电子背散射衍射（EBSD）（ElectronBackScatteredDiffraction）汇报人：目录Contents一EBSD的由来二晶体学基础四EBSD的样品制备三EBSD的原理及系统组成五EBSD实例分析六EBSD的发展EBSD的优势七EBSD的由来目录Contents一、EBSD的由来EBSD——扫描电镜附件之一1.基于SEM的一种测量晶体取向的技术2.安装于电子显微镜（场发射或钨灯丝电镜）或者电子探针上的EBSD系统示意图NordlysNano及Max2——OxfordSEM上装配的EBSD目录ContentsEBSD的由来目录Con

2、tents1928年SeishiKikuchi第一次观察到了电子衍射形成的Kikuchi花样'P'patternofcalcite(Kikuchi,JapaneseJournalofPhysics,V,2,1928.)'P'patternofmica(Kikuchi,JapaneseJournalofPhysics,V,2,1928.)EBSD的由来目录Contents1954年，Alam,Blackman,Pashley.‘HighangleKikuchipatterns.’Proc.RoyalSocietyofLondon.较早报道了背反射条

3、件下的衍射花样。1967年，Coates第一次报道SEM下观察到的菊池花样。80~90年代，优化算法＋摄像技术＋计算机技术发展才催化出EBSD技术走向实用化。二、晶体学基础目录Contents晶体学基础2.1晶体取向（差）的定义一个晶粒相对于其周边其他晶粒的取向差变RD(rollingdir-ection,轧向)TD(transversedirection,横向)ND(normaldirection,法向)目录Contents晶体学基础2.2晶体取向（差）的表征欧拉角(ψ1、Φ、ψ2)：将定点转动的过程分解为三个相互独立的定轴转动欧拉角(ψ1、Φ、

4、ψ2)物理意义：第一次：绕ND轴旋转ψ1角；第二次：绕RD轴旋转Φ角；第三次：绕ND轴旋转ψ2角。这时样品坐标轴和晶体坐标轴重合。目录Contents晶体学基础2.3极图极图是表示某一取向晶粒的某一选定晶面｛hkl｝在包含样品坐标系方向的极射赤面投影图上的位置的图形。｛001｝极图示意图目录Contents晶体学基础立方晶体（001）标准投影图目录Contents晶体学基础2.4反极图反极图是是描述多晶体材料中平行于材料的某一外观特征方向的晶向在晶体坐标架的空间分布的图形，参考坐标架的3个轴一般取晶体的3个低指数的晶向。板织构热压缩低碳钢反极图目录

5、ContentsEBSD的原理及系统组成三、EBSD的原理及系统组成3.1EBSD组成样品（倾斜70）;磷荧光屏;(CCD)录像相机;SEM控制部件、接口;控制EBSD实验的计算机及软件.目录ContentsEBSD的原理及系统组成•电子束轰击至样品表面•电子撞击晶体中原子产生散射，这些散射电子由于撞击的晶面类型(指数、原子密度)不同在某些特定角度产生衍射效应，在空间产生衍射圆锥。几乎所有晶面都会形成各自的衍射圆锥，并向空间无限发散•用荧光屏平面去截取这样一个个无限发散的衍射圆锥，就得到了一系列的菊池带。而截取菊池带的数量和宽度，与荧光屏大小和荧

6、光屏距样品(衍射源)的远近有关•荧光屏获取的电子信号被后面的高灵敏度CCD相机采集转换并显示出来。•不论是在SEM下还是TEM下，获取结构取向信息的基本过程都是通过电子衍射得到与不同晶面直接对应的菊池带衍射花样（或衍射斑花样），因此需要着重对菊池带进行分析，与数据库对比，分析衍射图样。3.2EBSD工作原理目录ContentsEBSD的原理及系统组成3.3菊池带产生原理入射电子束进入样品，由于非弹性散射（能量有损失，波长无变化），在入射点附近发散，在表层几十纳米范围内成为一个点源。某些背散射电子方向刚好与该晶体某特定晶格平面（hkl）夹角符合布拉格

7、定律：nλ=2dsinθ产生衍射，在（-h-k-l）也会发生上述衍射，在三维空间中形成两个与反射面法线成半角(90-θ)的圆锥。带入典型的电子波长算出2θ很小，两个圆锥可以看为两个圆盘，屏幕与两个圆盘交截时形成一对平行线，称kikuchiline(菊池带)。整个菊池花样就是由不同的菊池线对组成。目录ContentsEBSD的原理及系统组成1.菊池带宽度对应正比于衍射晶面面间距2.不同菊池带夹角代表晶面间夹角，所以可以由此确定晶体结构以及空间位置菊池衍射花样的接收目录ContentsEBSD的原理及系统组成(100)(100)(110)(111)不同

8、晶体取向对应不同的菊池花样目录ContentsEBSD的原理及系统组成菊池花样图举例红线为衍射晶面；红线交点代表晶带轴将镍