2.2.2　EBSD技术的应用

在多晶体材料领域,如金属及合金、陶瓷、半导体和矿石等,EBSD技术已经得到了广泛的应用,在晶体微区取向和晶体结构分析方面取得了较大的发展[2]。使用取向成像显微技术能够通过控制扫描过程获取以下材料内部信息。

(1)晶粒尺寸及形状分析

使用侵蚀方法对试样进行处理后,可以使晶界显现出来,但是一些孪晶界和小角度晶界试样,普通的显微呈现方法仍然难以进行观察,因此利用显微组织图像,使用传统的晶粒尺寸测量方法便不能反映真实的晶粒样貌,与实际情况产生较大的误差。EBSD技术可以自动快速地横穿样品进行逐点线扫描,根据试样中晶粒组织特征不同可以对扫描步长进行调节,确定花样的变化,精确勾画出晶界和孪晶界,同时对晶粒尺寸进行统计分析,并且在穿过晶界时可以测量两侧取向的变化。由于从晶体学取向出发,最终获得的测量结果更加符合晶粒的本质。

(2)物相分析

EBSD可以自动取向测量和标定七大晶系任意试样的物相。由于不同的物相具有不同的晶体参数结构,因此其菊池花样具有唯一性,不同物相对应各自的菊池花样。使用EBSD和EDS技术相结合,可以准确有效地鉴定材料中的物相结构,例如钢中的铁素体和奥氏体,化学成分相近的碳、氮化物等。根据分析的数据和最终的取向成像图,也可以很方便地对材料中的相百分含量进行计算。

(3)织构及取向差分析

 通过EBSD可以直接获得不同晶界和不同相界之间的取向差异,这些取向差数据也可以构成取向差分布函数。试样在冷变形后,晶体组织出现择优取向,形成大量小角度晶界,表明样品内部出现了形变织构。EBSD不仅能够检测出显微织构的分布,而且可以测量不同取向在样品中所占的比例。测得的织构可以通过极图、反极图和取向分布函数(ODF)等多种形式表示。极图是试样中所有晶粒的同一选定晶面的晶面极点在空间分布的状态的极射(或极射赤面)投影。使用极图可以表示出织构的类型、强弱以及散漫程度偏离情况,此外它是计算取向分布函数的原始数据的基础,因此对于织构的研究具有很大的重要性。

目前,EBSD可应用于取向关系测量的范例有[3]:确定第二相和基体间的取向关系、穿晶裂纹的结晶学分析、单晶体的完整性、微电子内连使用期间的可靠性、断面的结晶学、高温超导体沿结晶方向的氧扩散、形变研究以及薄膜材料晶粒生长方向测量。