电子背散射衍射：科学原理与技术进展

样品制备的关键要素

电子背散射衍射技术（EBSD）是一种用于分析材料微观结构的强大工具，而样品的制备质量直接影响分析结果的准确性。以下是制备样品时需满足的关键要素：
 

 

表面完整性：样品表面应保持平整，避免在制备过程中造成损伤。

 

晶界保护：在制备过程中，应尽量减少对晶粒间晶界的破坏。

 

应力层控制：样品表面应无应力层，以确保衍射数据的准确性。

 

样品制备的工艺流程

1. 机械抛光：适用于多种材料，包括绝缘体、矿物和金属。首先使用金刚石砂纸进行初步打磨，随后用胶质硅完成抛光。尽管这种方法操作简便且效率高，但可能会对样品表面造成一定程度的破坏，并引入残余应力。

 

 

2. 电解抛光：特别适合金属样品，能够提供高质量的表面，使菊池花样更加清晰。电解抛光的制样示意图（下图），这种方法虽然方便且广泛使用，但需要对抛光工艺进行细致的调整和优化。

 

 

3. 氩离子抛光：利用氩离子束轰击样品，无磨料污染和划痕，对样品损伤小，变形小，非常适合EBSD分析，适用于难以抛光的软、硬材料及多层材料。

 

EBSD数据的采集与分析

 

1.相机参数的优化
 

这包括启动相机控制界面，根据分析需求调整相机参数，并调整增益或曝光时间以达到最佳信号水平。此外，背底扣除对于提高花样的对比度和清晰度至关重要。

 

 

2.菊池带的采集与分析

 

菊池带的采集始于获取一幅SEM图像，并在图像上选择感兴趣的区域进行EBSD花样的预览。在数据库中选取相应的物相，提供晶体学信息以支持花样的标定。
 

根据晶粒尺寸选择合适的扫描步长和区域，逐点采集EBSD花样，并由计算机程序自动完成标定。标定过程涵盖了取点、采集花样、图像处理、菊池带识别、数据库对比、结果校对以及输出相和取向信息。

 

 

 

EBSD技术的应用范围
 

EBSD技术在材料科学中有着广泛的应用，尤其是在分析多晶体材料方面。其主要应用领域包括：
 

织构与取向分析：评估材料的晶体取向分布。
 

晶粒形态与尺寸分析：研究晶粒的形状和尺寸分布。

 

晶界特性分析：探索晶界的属性及其对材料性能的影响。

 

形变与再结晶研究：分析材料的形变机制和再结晶过程。
 

物相鉴定与含量测定：识别不同的物相并测定其含量。
 

两相取向关系分析：分析不同物相之间的取向关系。