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电子背散射衍射(EBSD)简介-2007

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EBSD简介

EBSD简介

角度分辨率是表示标定取向结果的准确程 度,但是目前还没有一个公认的确切的定义。 目前主要有以下两种方法定义:
1) 用标定的取向与该点的理论取向的取 向差表示角度分辨率;
2) 将取向转换为轴角对,用标定取向的角 度与该点理论取向的角度的差表示角度分 辨率。
角度分辨率主要取决于电子束的束流大小。 束流越大, EBSD花样也越清晰,标定结果也 越精确,则分辨率也越高。同时也取决于样 品的表面状态,样品表面状态越好,花样也越 清晰,分辨率也越高。样品的原子序数越大, 所产生的EBSP信号也越强,分辨率也越高。
所以提高加速电压和增加束流可以提高 EBSP的角度分辨率。
4 EBSD分析对样品的要求及制备方法
对样品的要求
1 表面平整、清洁、无残余应力 2 导电性良好 3 适合的形状及尺寸
样品的制备方法 金属样品：
机械抛光+化学侵蚀 硬度较高、合金 陶瓷样品： 机械抛光，推荐石英硅乳胶(Colloidal silica) 金属基复合材料：离子束刻蚀
电子背散射衍射分析技术(EBSD/EBSP)简介
20世纪90年代以来，装配在SEM上的电子 背散射花样(Electron Back-scattering Patterns，简称EBSP)晶体微区取向和晶体结 构的分析技术取得了较大的发展，并已在材 料微观组织结构及微织构表征中广泛应用。 该技术也被称为电子背散射衍射(Electron Backscattered Diffraction，简称EBSD)。
由HKLChannel 5 软件包可计算出特殊孪 晶界面占总界面数量的百分比从图可见,变 形10 %后,很多晶粒中都产生了{1012}拉伸 孪晶,同时有的晶粒中也出现了两种{1012} 孪生变体相遇的情况,并能进一步确定各种 孪晶界面的类型和相对的比例。应用EBSD 技术可以精确地勾画出孪晶界,可以获得在

ebsd测大小角度晶界原理

ebsd测大小角度晶界原理

ebsd测大小角度晶界原理
EBSD（电子背散射衍射）是一种材料表征技术，它利用电子束
与晶体表面相互作用时产生的背散射衍射图样来获取关于晶体结构、晶界取向和晶粒取向的信息。

通过分析这些信息，可以测量晶界的
大小和角度。

在EBSD测量中，首先需要将样品表面抛光，以确保获得清晰的
电子背散射衍射图样。

然后使用电子束照射样品表面，观察并记录
背散射衍射图样。

这些图样包含了关于晶粒取向和晶界取向的信息。

通过分析这些图样，可以确定晶界的位置、取向和长度。

晶界
的大小可以通过测量晶界的长度来确定，而晶界的角度可以通过比
较相邻晶粒的取向来计算。

EBSD测量晶界大小和角度的原理基于晶体学原理和电子衍射的
物理原理。

晶界是相邻晶粒之间的界面，通过分析不同晶粒的取向，可以确定晶界的角度。

同时，晶界的长度可以通过测量相邻晶粒之
间的距离来确定。

总的来说，EBSD测量晶界大小和角度的原理是基于电子背散射
衍射图样中包含的晶体结构信息，通过分析这些信息来确定晶界的位置、大小和角度。

这项技术在材料科学和工程领域中具有重要的应用，可以帮助研究人员深入了解材料的微观结构和性能。

第14章电子背散射衍射-EBSD

第14章电子背散射衍射-EBSD

(14-3)
令g1= g2，可得米勒指数与欧拉角的互换公式
Φ arccosl
k 2 arccos 2 2 h k
(14-5)
(14-6)
(14-7)
16
1 arcsin
w 2 2 h k
第二节 电子背散射衍射技术相关晶体学基础
当两相的晶体结构存在较大差别，或第二相尺寸较大时，两 相间为此类界面。
3）部分共格相界 借助位错维持其共格性的界面。
此类界面在马氏体转变及外延生长晶体中较常见。
8
第二节 电子背散射衍射技术相关晶体学基础
三、晶体取向坐标系建立
如图14-5，样品坐标系，由轧向RD、横向TD 、法向ND 三个互相垂直的方向构成； 晶体坐标系(以立方晶体为例)， 由3个互相垂直的晶轴[100]、[010]和[001]组成。
3
第一节 概 述
EBSD的发展经历： 1928年，日本学者Kikuchi在TEM中首次发现了带状电子 衍射花样，并对此衍射现象进行解释，称此为菊池花样。 1972年，Venables和Harland在扫描电镜中，得到了背散射 电子衍射花样。
20世纪80年代后期， Dingley得到了晶体取向的分布图。并 成功地将EBSD技术商品化
20世纪90年代初， 成功研究出自动计算取向、有效图像处 理以及自动逐点扫描技术，之后能谱分析和EBSD分析的 有效结合使相鉴定更加有效和准确。 2000年以后， EBSD标定速度大幅提升，加快了EBSD的发 展和推广。
4
第二节 电子背散射衍射技术相关晶体学基础
一、晶界类型 1）小角度晶界：指相邻晶粒位向差10的晶界，一般 2。 其中包括倾斜晶界、扭转晶界和重合晶界等。

电子背散射衍射技术及其应用

电子背散射衍射技术及其应用

电子背散射衍射技术及其应用张寿禄(太原钢铁集团有限公司钢铁研究所,山西太原030003)电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD),是开始于20世纪90年代初的一项应用于扫描电子显微镜(SEM)的新技术。

此技术实现了在块状样品上观察显微组织形貌的同时进行晶体学数据的分析,改变了传统的显微组织和晶体学分析是两个分支的研究方法。

它大大地拓展了SE M的应用范围,目前已经变成了类似于X射线能谱仪(E DS)的SE M的一个标准附件。

1 EBSD的理论基础1 1 电子背散射衍射花样(EBSP)的形成电子背散射衍射花样(electron backscattered pattern),简称 EBSP 。

它实质上是菊池花样。

在SE M中,非弹性电子的弹性散射,形成菊池衍射圆锥。

对于典型的SE M工作条件(20kV),计算得布拉格衍射角 约为0 5 ,则衍射圆锥的顶角接近180 ,因此如果将荧光屏直接置于样品之前使其与衍射圆锥相截成一对平行线,即 菊池线 。

不同晶面的衍射菊池线组成EBSP,见图1。

1 2 试验条件图2是丹麦的HKL Technology APS公司EBSD 系统的基本构成。

除了扫描电子显微镜外,EBSD系统基本由CCD相机、图像处理系统和计算机系统组成。

目前,进行EB SP的采集需要将样品高角度倾斜(70 左右),以增强背散射信号,荧光屏与高灵敏的CCD相机相连,EB SP经放大处理后显示在计算机显示器上,然后经软件进行EB SP的菊池带识别和标定。

进行EBSD试验,要求SEM的电子束是稳定的,样品应不充电,表面无严重形变的晶体。

由于EBSD系统对SE M电子束和样品台的自动控制,实现了EBSP花样的自动采集和标定,使得在短时间内可以获得大量的晶体学信息。

1 3 EBSD的测量局限目前,EBSD的测量空间分辨率一般为0 5 m (W-SEM,20kV,Al)或0 1 m(FEG-SE M,20kV, Al),角分辨率为0 5 。

EBSD入门简介

EBSD入门简介
31
小结
EBSD技术特点： • 空间分辨率: approx. 10 nm
• 角度分辨率: 0.25 - 1°
• 标定速率: 0.01 - 1s / point
• 样品制备: 电解抛光，离子减薄，腐蚀等
EBSD技术优势： • 一种物相鉴定的新方法 • 标准的微区织构分析方法 • 具有大样品区域统计的特点 • 与能谱结合，可集成分析显微形貌、成分和取向
η＝Ib/I0 背散射系数; δ＝Is/I0 SE产额；α＝Ia/I0 吸收系数；τ＝It/I0 透射系数。
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
4
材料微观分析的三要素：形貌、成分、晶体结构 成分：
化学分析、 扫描电镜中的能谱或电子探针、 透射电镜中的能谱、能量损失谱
晶体结构：
X－光衍射或中子衍射 扫描电镜中的EBSD 透射电镜中的电子衍射
扫描类型
➢ 点扫描 单个点的取向信息。
➢ 线扫描 得到一条线上的取向信息
➢ 面扫描 可以得到取向成像图。
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
20
面扫描模式
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
21
EBSD数据信息
相
空间坐标 取向信息
测量偏差 菊池带信息
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
=25 µm ;B C +G B +D T +E 1-3;S tep=0.7 µm ;G rid200x200
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
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晶界特性分析
镍基超合金中的孪晶（红色）
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9

EBSD分析技术及其在钢铁材料研究中的应用

EBSD分析技术及其在钢铁材料研究中的应用
周１菊池线对产生的几何示意图 Ｆｉ昏１ Ｇ∞ｍｅｔｒｙ ｓｃｈ郫ｎａｔｉｃ ｄ翻ｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ
ｆｏｒｍｉｎｇ Ｋｉｋｕｃｈｉｌｉｎｅｓ
Ｆｉｇ．２
图２ ｓＥＭ－ＥＢｓＤ系统示意图 Ｓｃｈｅｍ矗ｔｉｃ ｄｅｓｃｒ｛ｐｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｒｄｗａ他ｆｏｒ ＳＥＭ—ＥＢＳＤ
衍射花样 标定娃理过程
国３背散射菊池衍射花样形成示意图 Ｆ｛舀３ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄ船ｃｒｉｐｔｉＯｎ ｎｆ ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ
ＥＢＳＤ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ
ＷＡＮＧ Ｃｈｕｎ—ｆａｎｇ， ＳＨＩ Ｊｉｅ， ＷＡＮＧ Ｍａｏ—ｑｉｕ， ＨＵＩ Ｗｅｉ—ｊｕｎ， ＤＯＮＧ Ｈａｎ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｒｅｓｅａｒｃ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅ巧ｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ）
随着现代材料科学的发展，新材料的开发已经 逐渐建立在成分一结构一组织一性能的定量或半定量 关系的基础上。大量研究表明，晶界的性能还取决 于其类型和结构。ＥＢＳＤ技术对晶界类型、取向、位 向差和织构及其分布进行观察、统计测定和定量分 析，从而建立晶界结构、取向和织构等与多晶材料性 能的定量和半定量关系，为材料的晶界设计与控制 技术奠定基础［３ ０。。
用Ｅ］３ＳＤ可以直接获得相邻晶体之间的取向差，
图４，。ｅ－０．００２ ６ｃ板条马氏体的ｓＥＭ照片（ａ）瓢晶体取向图（ｂｊ
Ｆｉ磐４ ｓＥＭ ｉ黝喀ｅ ｏｆ ｊａｔｈ傩肌ｅｎｓｉｔｅ ｉｎ拎０．０８２ ６Ｃ划ｌｏｙ（丑）粕ｄ ｃｏｒ嘲ｐ蚰ｄｉｎｇ ｃ呵ｓｔ丑ｌ。ｏｒｉ∞ｔａｔｉｏｎ啪ｐⅡ呦ｓＩＩｒｅｄ ｂｙ ＥⅨ；Ｄ｛ｂ）

EBSD入门简介


花样质量重构的取向图
反映了晶体的完整程度，衬度高表明晶体完整性好，反之，组织结构扭 曲严重，其局部发生了塑性变形，以此间接反映微观组织结构。
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
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数据演示 –FCC、BCC
•取向成像图分析-Tango • 极图及反极图 • 取向分布函数
镍基超合金中的孪晶（红色）
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
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硅钢相邻点的取向差分析
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
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合金钢中析出相的相鉴定
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
29/40
双相钢中相的分布
清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
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配合能谱数据进行未知相的鉴定
Index…
Acquire EBSP 清华大学博士生开题报告博士论文选题报告 2007.1.9
Phase Identified!
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小结
EBSD技术特点： • 空间分辨率: approx. 10 nm
• 角度分辨率: 0.25 - 1°
• 标定速率: 0.01 - 1s / point
(1)
nBSE: 背散射电子数， nB：入射电子数, iBSE: 背散射 电流, iB : 入射电流
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1. 背散射电子（BSE）
入射电子在样品中经过弹性和非弹性散射后，再逸出试样表面的部分高能电子。 能量：> 50 eV ~ E0；溢出深度：几百nm
第六章 EBSD技术入门简介

EBSD介绍

EBSD（电子背散射衍射简介）20世纪90年代以来，装配在SEM上的电子背散射花样(Electron Back-scattering Patterns，简称EBSP)晶体微区取向和晶体结构的分析技术取得了较大的发展，并已在材料微观组织结构及微织构表征中广泛应用。

该技术也被称为电子背散射衍射(Electron Backscattered )，为快速定量统计研究材料的微观组织结构和织构奠定了基础，已成为材料研究中一种有效的分析手段。

目前EBSD技术的应用领域集中于多种多晶体材料——工业生产的金属和合金、陶瓷、半导体、超导体、矿石——以研究各种现象，如热机械处理过程、塑性变形过程、与取向关系有关的性能（成型性、磁性等）、界面性能（腐蚀、裂纹、热裂等）、相鉴定等。

︒m 和0.5μDiffraction，简称EBSD)等。

EBSD的主要特点是在保留扫描电子显微镜的常规特点的同时进行空间分辨率亚微米级的衍射。

EBSD改变了以往织构分析的方法，并形成了全新的科学领域，称为“显微织构”——将显微组织和晶体学分析相结合。

目前，EBSD技术已经能够实现全自动采集微区取向信息，样品制备较简单，数据采集速度快(能达到约36万点/小时甚至更快)，分辨率高(空间分辨率和角分辨率能分别达到0.1电子背散射衍射的工作原理在扫描电子显微镜（SEM）中，入射于样品上的电子束与样品作用产生几种不同效应，其中之一就是在每一个晶体或晶粒内规则排列的晶格面上产生衍射。

从所有原子面上产生的衍射组成“衍射花样”，这可被看成是一张晶体中原子面间的角度关系图。

图1是在单晶硅上获得的花样。

衍射花样包含晶系（立方、六方等）对称性的信息，而且，晶面和晶带轴间的夹角与晶系种类和晶体的晶格参数相对应，这些数据可用于EBSD相鉴定。

对于已知相，则花样的取向与晶体的取向直接对应。

EBSD系统组成系统设备的基本要求是一台扫描电子显微镜和一套EBSD系统.EBSD采集的硬件部分通常包括一台灵敏的CCD摄像仪和一套用来花样平均化和扣除背底的图象处理系统。

电子背散射衍射

电子背散射衍射1电子背散射衍射的简介电子背散射衍射（Electron Back-Scatter Diffraction，EBSD）是晶体结构分析的一种传统方法，它是以电子束来替代X射线用于形变观察，广泛应用于金属材料组织及多孔性材料研究。

EBSD在研究中用于主动探测分子结构，其系统可以仅由单个晶体单元测定，从而可以以极低的效率读取电子微结构信息。

相比于X射线衍射，EBSD在晶体结构观察方面有较强的应用效果，特别是在研究深处球形低密度晶体和无晶格结构的材料的表征。

2基本原理EBSD是将电子束抛射到被观察的样品上，电子的射线的反射波会振动各个位置的原子，产生一个和电子光的特性提供的计算机图形表示的尖峰信号，收集这些尖峰信号可以计算出该样品晶体结构的方位。

EBSD是一种非破坏测试方法，可以准确获取样品的晶体结构信息，非常适合大面积测量。

在确定晶体结构时可以使用点状法，也可以使用条状法，其中点状法对非晶质样品、复杂结构样品和小尺寸样品更有效。

3主要用途1、EBSD用于研究晶体和低晶体的空间组织和多孔性，在于探测和辨识复杂的晶体结构和力学行为；2、EBSD用于研究金属材料和非晶质样品的晶界行为，例如调控材料厚度，研究其形变和特殊缺陷后的晶界演变状态；3、EBSD用来识别材料表面质量，分析迁移缺陷和外加压力的影响；4、EBSD也用于研究产品的性能，测量非晶态材料的非晶核尺寸和分布；5、EBSD也可以用来研究工程材料的拉伸性能，模型推导的工艺优化设计；6、EBSD对于研究织物纤维表面构造和孔洞分布，有很高的效率；7、EBSD也常用于研究表面磨损和磨耗性能，了解材料抗冲量等性能指标。

4问题和发展虽然EBSD技术具有很多优点，但存在一些问题，比如它的测量速度较慢，并且需要做许多设置，这可能会对科学家应用EBSD技术造成一定影响。

另外，由于EBSD需要较多的信号来绘制空间晶体结构图形，仅使用一个检测器可能无法获得足够的信号，因此EBSD的数据量会比一般电子显微镜大。

岩石组构学研究的最新技术_电子背散射衍射_EBSD_徐海军

( F a c u l t y o f E a r t hS c i e n c e s , C h i n a U n i v e r s i t y o f G e o s c i e n c e s , W u h a n , H u b e i 430074, C h i n a )
A b s t r a c t :P e t r o f a b r i ca n a l y s i s i s o n e o f t h e i m p o r t a n t w o r k i n s t r u c t u r a l g e o l o g y , a n dp l a y s a c r i t i c a l r o l e f o r o u r u n d e r s t a n d i n g o f m a n y g e o l o g i c a l p r o c e s s e s .P e t r o f a b r i cs u b j e c t t r a c e s i t s o r i g i nt ot h e e a r l y t w e n t i e t hc e n t u r y , a n dd o m u c ht ot h e e a r t hs c i e n c e w i t ht h eg r e a t d e v e l o p m e n t s o f t h e o r i e s a n dt e c h n i q u e s e v e r s i n c e .P r o f e s s o r C h i J i s h a n g w a s o n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t f o u n d e r s o f p e t r o f a b r i c s u b j e c t i nC h i n a , a n d d i di n v a l u a b l e c o n t r i b u t i o n s t o i t s d e v e l o p m e n t s . I nt h e l a s t 10 y e a r s , t h e e l e c t r o n b a c k s c a t t e r d i f f r a c t i o n ( E B S D )t e c h n i q u e h a s d e v e l o p e di n t oa p o w e r f u l t o o l f o r t h e s t u d y o f p e t r o f a b r i c s i n t h e s c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o s c o p e ( S E M ) . T h e q u a n t i t a t i v ec r y s t a l l o g r a p h i co r i e n t a t i o n d a t a f r o mE B S Dh a v e aw i d e v a r i e t y o f p o t e n t i a l a p p l i c a t i o n s i ng e o l o g y , i n c l u d i n gp h a s ei d e n t i f i c a t i o n , s t u d y i n gd e f o r m a t i o nm e c h a n i s m s , c r y s t a l l o g r a p h i cp r e f e r r e do r i e n t a t i o na n a l y s i s , c o n s t r a i n i n g d i s l o c a t i o ns l i ps y s t e m s , s t u d y i n gm e t a m o r p h i cp r o c e s s e s a n dm o r e .T h i sp a p e r b r i e f l yd e s c r i b e s s o m eo f t h e p h y s i c a l f u n d a m e n t a l s a n d t h e p r a c t i c a l s e t u p o f t h e t e c h n i q u e a n d i t s a p p l i c a t i o n s c o p e i n g e o l o g y . T h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f E B S Da s c o m p a r e dt o s o m e t r a d i t i o n a l m e t h o d s s u c h a s u n i v e r s a l s t a g e , X r a yd i f f r a c t i o n , n e u t r o n d i f f r a c t i o na n dt r a n s m i s s i o n e l e c t r o n m i c r o s c o p e ( T E M )a r e a l s o d i s c u s s e d . F i n a l l y , w e p r e s e n t e dh e r ea na p p l i c a t i o ne x a m p l e o f t h ep e t r o f a b r i c s t u d y o f g a r n e t a n do m p h a c i t e i n t h eD a b i e S u l uu l t r a h i g hp r e s s u r e e c l o g i t e . K e yw o r d s : p e t r o f a b r i c ;E B S D ;C P O ; e c l o g i t e ;g a r n e t ;o m p h a c i t e
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EBSD仪器系统的组成
EBSD仪器系统的基本组成包括一台扫描电镜和 一套电子背散射衍射仪。扫描电镜是EBSD的寄主仪 器，为其提供样品室和高能电子束，并与EBSD一起 实现对样品台和电子束以及图像采集的控制功能。 EBSD分为硬件和软件两大部分：硬件系统通常包括 一台高灵敏度的 CCD相机和一套用来进行电子背散 射衍射花样平均化和背景校正的图像处理系统；软 件系统则主要用于控制EBSD图像的采集和数据分析。 此外，还涉及到仪器的辅助设备，包括扫描电镜和 电子背散射衍射仪的附件、样品磨片机和抛光机、 离子溅射仪、超声波清洗器和电解抛光仪等。
EBSP 的产生过程
• 电子束轰击样品
• 电子全方位散射
• 满足晶面(hkl)布拉格 方程 (nl=2dsinq) 的电 子出射，形成菊池条 带（Kikuchi bands） • 电子轰击荧光屏发光 • CCD相机探测到发光 信号，数字化成像后 传给计算机
Phosphor Iron unit cell
电子背散射衍射花样（EBSP）的采集和标定示意图
2. 取向衬度图（orientation contrast image，简称OCI，或者OC图像）
（a）取向衬度图（OCI）形成机制示意图（Prior et al., 1999） （b、c）榴辉岩OCI及其对应区域的原子衬度图（BSI）
二、仪器组成和测试流程
1.
mica
取向衬度图（OCI）
Orientation Contrast Imaging
quartz
100mm
原子衬度图（BSI） • 反映平均原子序数 • 颗粒内部亚结构信息少 取向衬度图（OCI） • 反映颗粒取向数据 • 颗粒内部亚结构信息丰富 From Steve Reddy
2.
相鉴定（Phase Identification）
Spherical Kikuchi map
• EBSP自动分析和标定
From Scott Sitzman
nl 2d hkl sin q
晶体产生电子背散射衍射花样的示意图
（a）样品在电子束轰击下产生的各种信息；（b）不同电子信息在电子束入射点附近的作用范围；（c）高度倾 斜样品内部背散射衍射电子产生菊池条带的示意图；（d）金红石的菊池花样及其标定结果。
From Scott Sitzman
Acquire Chemistry
Search Structural Database
Index…
Phase Identified! Acquire EBSP
3. 面扫描（Mapping）
SEM Image Orientation Map
EBSP’s
From HKL－EBSD培训资料，2006

其它相关信息
样品变形程度 样品中的主要矿物组成及其颗粒度 测量矿物的电子探针数据及其分析结果 测量矿物的晶体对称性、空间群、晶胞参数（a, b, c & α, β, γ）和原子位置 （这些数据可以从矿物数据库中获取）
电子背散射衍射（EBSD）测试流程示意图
榴辉岩（MB98-08）EBSD面扫描的测量数据
花样分辨率：1344×1024像素
快速分析：>80,000 数据点 / 小时
实验样品及要求

样品材料
岩石薄片（光片），金属，合金，陶瓷，半导体，等。
样品大小（以岩石薄片为例）
厚度≤10mm，长度≤25mm，宽度≤15mm。
样品处理
定向 抛光（机械抛光，最后一步需要采用硅胶悬 浮液高度抛光；电解抛光；离子蚀刻；化学蚀刻。） 喷碳（不导电样品）
数据点 相编号 点位置(μm) X 1 2 2 1 0 4 Y 0 0 晶体取向欧拉角(°) φ1 236.04 50.64 Φ 43.69 125.93 φ2 72.32 162.12 0.53 0.45 MAD(°) 菊池条带参数 对比度 117 116 坡度 129 149
3
… 14800 14801 14802 … 22398 22399 22400
From Scott Sitzman
7. 应变分析
重结晶
变形
塑性应变证实规则排列的位 错阵列至少可以引起部分颗 粒内部半连续的晶格旋转。 这种晶体内部的定向误差可 以进行测量。自由位错和混 乱位错仅仅引起花样质量的 降低。
Images courtesy L.N. Brewer, M.A. Othon (GE GRC)
显微构造定量研究（quantification of microstructures）
变质过程研究（metamorphic process）
岩浆作用过程（magmatic process）
约束化学微量取样（geochemical micro-sampling） 等等……
Prior David J. 1999. American Mineralogist, 84:1741-1459.
From Massonne H.-J. & Neuser R. D., Mineralogical Magazine, 2005
数据可视化：普通的显微构造图
石英岩 quartzite
定向图+花样品质+颗粒边界 Orientation map + pattern quality + grain boundaries
From Scott Sitzman
4. 颗粒大小分析（Grain Size Analysis）
From Scott Sitzman
1. Fe-Ti氧化物的鉴定
上图：铁钛氧化物三角图解（Dunlop & Ozdemir, 1997) 左上：合成钛铁氧化物的SEM和EDX分析 左下：钛铁氧化物的EBSPs及其标定结果 From Franke C. et al., Geophys. J. Int. (2007) 170, 545–555
72.26
… 60.31 59.90 60.90 … 328.36 328.68 146.73
0.71
… 0.24 0.49 0.63 … 0.99 0.77 0.96
117
… 92 89 89 … 94 93 90
134
… 151 143 156 … 115 111 105
三、EBSD的主要功能简介
2
… 2 2 2 … 1 1 1
12
… 316 320 324 … 628 632 636
0
… 368 368 368 … 556 556 556
236.60
… 356.79 357.18 355.73 … 128.66 129.47 130.33
43.81
… 44.68 45.18 44.25 … 86.28 87.30 87.29
电子背散射衍射花样（EBSP）的结晶学基础
• EBSP的对称源自晶格对称 – 晶系，劳厄群，空间群 • 晶体的形成 – 始于单位晶胞 – 遵循一定原则 – 重复到无限
[uvw] <uvw> (hkl) {hkl}
is a crystal direction is a family of directions is a crystal plane is a family of planes
内 容
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
理论基础 仪器组成和测试流程 EBSD的主要功能简介 EBSD方法在地质学上的应用 EBSD与其它方法的比较 本实验室的前期工作 构造地质学应用EBSD的实例
一、理论基础
1. 电子背散射衍射花样（EBSP）
块状样品上产生的电子背散射衍射 花样（ electron backscatter diffraction pattern，EBSP）与薄膜（thin foils）在 透射电镜（ TEM ）中形成的菊池衍射花 样（Kikuchi diffraction patterns）有很多 相似点，都是建立在高能电子束轰击样 品时产生的一系列复杂的反应基础上。
1 1. 5 2 2. 5
f2=75°
f1=90°
F=90° f2=80° f2=85°
From Scott Sitzman
6. 颗粒边界特征（Grain Boundary Characterization）
Silica (quartz)
Ni-based Superalloy
=25 µm ; M ap3; S t ep=0. 5 µm ; G r i d136x104
EBSD +EDX+SEM
EBSD
& SEM EDS SEM 极靴
EBSD EBSD探测器
仪器型号和性能参数
我校“211”项目资助 2006年引进
生产厂家：丹麦HKL技术有限公司
仪器型号：Nordlys-Ⅱ & Channel 5.0 System
性能参数（20 kV，1nA）： 支持11种劳厄群和230种空间群 空间分辨率：0.5μm 角度分辨率：0.5°
2. 超高压榴辉岩石榴石合晶体的取向分析
岛状合晶石榴石的成分和取向结果（GPMR实验室）
From Cheng Hao et al., American Mineralogist, Volume 92, pages 1119–1129, 2007
3. 单斜辉石中钛铁矿出溶体的取向分析
[100]ol || [001]ilm
Rolled Al
Y0
Hale Waihona Puke 101Y01 2 3 4 5
Z0
Z0
From Scott Sitzman
高级结构分析：定向分布函数（ODF）
f2=0°
f2=5°
f2=10°
f2=15°
f2=20°