EBSD海报所用的素材收集。

注：图片的主要来源（牛津仪器）没有注明对应的文章，所以也无法引用了。

资料

原理

1、EBSD直接得到的图像：菊池线 Kikuchi bands

Fig1 菊池花样

菊池线的形成，需要足够厚样品上的漫散射电子与晶体平面发生布拉格衍射：$n \lambda = 2dsin\theta$

Fig2 菊池线产生原理

上图将菊池线的产生过程表示得较为直观、完整：漫散射电子与(hkl)成$\theta$角，

Hough transform: 笛卡尔坐标转换为极坐标表示

2、文献中说的EBSD map则通常指orientation map，即取向图。

Fig3 Typical Orientation Map

Display Microstructure

• 微观组织表征

  • 相鉴定
  • 相分布
  • 晶粒尺寸数据
  • 晶界表征
  • 织构（晶体择优取向的程度）
  • 局部应变变化

1、Phase 相

Phase Maps 相图

确定各相分布情况以及所占的比例 Determine phase distribution and phase fraction

Fig4 Phase Map

图中双相钢包含奥氏体（蓝色）、铁素体（红色）相、金属间化合物σ相（绿色）和χ相（黄色），各相占比影响钢的机械性能、耐腐蚀性。

2、Grain 晶粒

Fig5 Grain Size

定义临界取向角，使所有角度高于该定义临界角的边界段均视为晶界 Define a critical disorientation angle, so that all boundary segments with an angle higher than this defined critical angle are considered grain boundaries.

分析软件：AZtecCrystal

得到：

• Grain size 晶粒尺寸

• Grain shape / morphology 晶粒形状

• Grain average orientation 晶粒平均取向

• Grain internal orientation variation 晶粒内部取向分布

• Fraction of twinned grains 孪晶比例

3、Boundaries 晶界

Fig6 Grain Boundary

画出Disorientation angle frequency distribution，识别出不同类型的晶界

得到：

• Boundary disorientation 晶界取向

• Boundary rotation axes 晶界旋转轴

• Boundary traces 晶界轨迹

• Special boundary identification 孪晶等特殊

• Full boundary length statistics 晶界长度

4、Orientation 取向

取向标定

教材P119-123

TEM的取向标定：样品表面和投影屏幕平行

1. 测3个菊池带(对应晶面指数$(h_{1}h_{1}h_{1})(h_{2}h_{2}h_{2})(h_{3}h_{3}h_{3})$)，计算出其相交处也即晶带轴的晶向指数$[u_{1}v_{1}w_{1}][u_{2}v_{2}w_{2}][u_{3}v_{3}w_{3}]$ 叉乘计算：$[u,v,w]=(h_1h_{1}h_{1})×(h_{2}k_{2}l_{2})$

2. 测量菊池极间距$R_{12}, R_{23}, R_{31}$，算出晶带轴间夹角$\alpha_{12},\alpha_{23},\alpha_{31}$，调整第一步的晶向指数之比例常数，使其算出的$cos\theta_{12}=\frac{u_{1}u_{2}+v_{1}v_{2}+w_{1}w_{2}}{\sqrt{ u_{1}^2+v_{1}^2+w_{1}^2 }\sqrt{ u_{2}^2+v_{2}^2+w_{2}^2 }} \approx cos\alpha_{12}= \frac{R_{12}}{L}$（自洽原则定出唯一的晶向指数）

3. 量出菊池极与屏幕中心的距离$R_{1},R_{2},R_{3}$，计算$cos\alpha_i =\frac{u_{i}h+v_{i}k+w_{i}l}{\sqrt{ u_{i}^2+v_{i}^2+w_{i}^2 }\sqrt{ h^2+k^2+l^2 }}$ ，算出样品法向的晶向指数$[hkl]$。

4. 计算样品轧向$[uvw]$

SEM的取向标定：考虑样品旋转（70°）、屏幕与电子束平行，此时二者成20°，做坐标变换。

Pole Figures 极图

Fig7 Pole Figure of Brass

用于直观展现对称性（分布）、择优取向（深浅）。

e.g.1 以表面法向ND为Z轴，轧制方向RD方向为X轴，横向TD方向为Y轴，多数晶粒以<100>取向落在RD方向时，X轴方向上的落点密集，说明X方向上存在择优取向。

e.g.2 图中{110}方向存在择优取向。

Inverse Pole Figures 反极图

Fig8 反极图

三个正交方向上，重要晶向的晶粒分布图。

Orientation Distribution Functions 取向分布函数

Fig9 ODF

取向分布函数可以理解为具有特定取向的晶粒所占的体积分数。

ODF($\phi_{1},\phi_{2},\phi_{3}$,Intensity/Percentage) 三个$\phi$是欧拉角

Orientation Maps 取向图

原理部分已有说明。

5、Strain 应变

Fig10 Strain

所需数据：

• Local crystal lattice orientation gradient 局部晶体晶格取向梯度

• Dislocation densities 位错密度

• Intragranular orientation deviation 颗粒内部的取向偏差

• Intragranular orientation spread 颗粒内部的取向扩散

• Distribution of low angle boundaries

higher strain -> failure mechanism

技术融合

Fig11 EDS-EBSD

EDS-EBSD：化学成分差异验证EBSD的结果

Fig12 FIB-EBSD

FIB-EBSD：3D的EBSD

In-situ EBSD：高温相变观察 hightemp phase transformations

Fig13 EBSD-ECCI Mansour et al. (2018), Ceramics International, 45 (15), pp.18666-18671.

EBSD-ECCI：可控ECCI (先EBSD测量出特定晶粒的取向，计算出理想的满足双束衍射的样品取向，然后得到高对比度差异的位错网络）

海报信息