三维电子背散射衍射(EBSD)技术：FIB-SEM与EBSD的结合应用案例

三维电子背散射衍射技术（3D-EBSD）

 

在材料科学领域，对材料的微观结构进行精确分析是至关重要的。传统的电子背散射衍射（EBSD）技术主要提供样品表面的晶体学信息，但对于三维物体的内部结构，这些信息就显得不够全面。为了深入研究晶粒组织、晶粒尺寸和界面等三维特征，科学家们发展了一种新的技术——三维电子背散射衍射（3D-EBSD）。

从二维到三维的跨越

 

对于大尺度区域的三维特征分析，机械切片技术是一种常用的方法。通过在样品的不同深度处暴露新的表面，可以逐层分析材料的内部结构。然而，这种方法在处理小尺度区域时就显得不那么高效。为了克服这一限制，科学家们采用了扫描电镜（SEM）与聚焦离子束（FIB）的结合技术。

分析利器

 

需拥有多台先进的分析仪器，包括四台扫描电镜（SEM）、两台扫描超声波仪（C-SAM）、一台双束聚焦离子束显微镜（FIB-SEM）、X射线透视仪（XRD）等。这些高端设备为实验室提供了强大的分析能力，使其能够进行高精度的三维微观结构分析。

自动化与精确控制

 

在3D-EBSD的实施过程中，样品的放置至关重要。样品需要同时适合离子束切削和EBSD数据采集，这通常通过自动切换样品位置或保持样品固定不动来实现。通过不断重复采集EBSD数据和暴露新的表面，可以在分析区域内建立一个包含三维微观组织信息的显示图。

 

数据采集与分析

 

为了获得良好的分辨率，需要采集大量的切片数据。例如，图2所示的铜样品分析，就是通过在x, y和z三个方向以0.2μm的步长采集数据来实现的。这种技术不仅能够展现晶粒之间的界面，还能提供晶粒尺寸和形状的详细信息。金鉴实验室的专业团队能够为客户提供准确、可靠的材料性能分析，支持客户在研发和生产中的决策。

三维取向图的重建与处理

 

通过3D-EBSD技术，可以获得材料的三维取向图。这些图像经过重建和处理后，可以在X，Y和Z平面上展示截面，从而突出显示选定的晶粒。这种三维展示为研究材料的微观结构提供了前所未有的视角。

3D-EBSD在材料科学中的应用前景

 

三维电子背散射衍射技术（3D-EBSD）为材料科学领域提供了一种强大的工具，使得科学家能够更深入地理解材料的内部结构。随着技术的不断进步，3D-EBSD在材料科学中的应用将越来越广泛，为新材料的开发和现有材料性能的提升提供强有力的支持。