电子背散射衍射技术在材料科学研究中的应用.pdf

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1、现代制造工程2010年第7期试验研究电子背散射衍射技术在材料科学研究中的应用+何立晖1，聂小武2，张洪2，邓健平2，何燕2，孔克文2(1哈尔滨师范大学文理学院计算机系，哈尔滨150301；2湖南铁路科技职业技术学院机械工程系，株洲412000)摘要：介绍电子背散射衍射(EBSD)的工作原理、衍射花样包含的物理意义，通过典型实例，系统论述EBSD技术在材料研究领域中的应用，主要包括测定晶体取向、织构、取向关系、应变分布、晶格常数、物相鉴定及晶界性质研究等方面。关键词：电子背散射衍射；材料科学；分析技术中图分类号：TG

2、ll5．23；0722+7文献标识码：A文章编号：167l_3133(2010)07—ool0—04Theapplicationsofelectronback—scatteringdiffractioninmaterialsscienceresearchHELi．huil，NIEXiao．WU2，ZHANGHon92，DENGJian．pin92，HEYan2，KONGKe．wen2(1DepartmentofComputerScience，CollegeofArtsandSciences，HarbinNormal

3、University，Haerhin150301，China；2DepartmentofMechanicalEngineering，HunanVocationalCollegeofRailwayTechnology，Zhuzhou412000，Hunan，China)Abstract：ThebasicprincipleofElectronBack-ScatteringDiffraction(EBSD)techniqueandelectronback-scattereddiffractionpatternareint

4、roduced．TheapplicationsoftheEBSDtechniqueinmaterialsscienceresearcharediscussedbyusingafewtypieMexamples，suchasthedeterminationofcrystalorientation，texture，crystallographicorientationrelationship，stressdistribution，lat-ticeparameters，phaseidentificationandboun

5、darynaturestudy．Keywords：electronback·scatteringdiffxaction；materialsscience；analysistechnique0引言电子背散射衍射(ElectronBack·ScatteringDiffrae-tion，EBSD)技术也叫做取向成像显微技术⋯(Orient,a-tionImagingMicroscopy，OIM)，是通过在一般扫描电镜或电子探针上安装电子背散射衍射探测器、计算机控制与数据处理系统后，对块状样品上亚微米级显微组织进行结晶学分

6、析，从而获悉大量有关晶体取向的空间分布信息，实现了在观察组织形貌的同时进行晶体学数据的分析，用以研究材料的基本性能及特征，如织构、晶粒尺寸、相分布及鉴别、晶界、变形及应变等。通常所说的晶体学织构是从统计学的角度出发观察多晶体取向分布状况，因而是从宏观的角度分析问题，宏观织构往往不能直接揭示或说明多晶材料的微观细致过程。在微观范围，虽然人们可以用透射电镜观察多晶材料亚结构，并用电子衍射确定相应结构的取向，但透射电镜下所能观察的范围通常过于细小，观察的结果一般不具备宏观统计意义。另外，在透射电镜试样的加工过程中很难避免

7、一定程度地改变多晶材料的原始缺陷结构及组织结构状态。因此，透射电镜分析结果有时会夹带一些失真信息[2】。而EBSD技术解决了宏观统计性分析与微观局域性分析之间的矛盾，可以在观测微观组织结构的同时快速和统计性地获取多晶体各晶粒的取向信息[3]，并计算扫描电镜所观察微区组织的织构。与采用X射线衍射进行宏观织构(macrotexture)分析相比，EBSD系统能够揭示局部区域的微观取向分布(microtexture)以及晶界或相界的取向差分布(mesotexture)H]，而x射线衍射不能与微观组织形貌相对应，也不知道不

8、同相的分布状况。因此，EBSD技术成为现代材料科学研究·国家自然科学基金项目(50474009)；湖南省教育厅高校科学研究项目(09C1231)10试验研究现代制造工程2010年第7期的重要实验技术‘5引。本文主要介绍EBSD技术的工作原理、试样制备及其在材料科学研究中的应用。1EBSD的工作原理图1为利用扫描电镜系统组装的ESBD仪器结构。样品室内的试样经