EBSD技術(shù)：材料顯微學(xué)的先進(jìn)工具

電子背散射衍射（EBSD）技術(shù)是一種在材料科學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的顯微學(xué)技術(shù)，它通過(guò)分析樣品與高能電子束相互作用時(shí)產(chǎn)生的反射電子的角度和相位差，來(lái)確定樣品的晶體結(jié)構(gòu)和晶粒取向等關(guān)鍵特征。

EBSD技術(shù)的特點(diǎn)

EBSD技術(shù)的核心在于其能夠保留SEM的常規(guī)特點(diǎn)的同時(shí)，利用電子回旋衍射效應(yīng)對(duì)反射電子進(jìn)行衍射分析，從而獲得晶體學(xué)信息。

EBSD在SEM中的應(yīng)用

在SEM中，當(dāng)電子束入射到樣品上時(shí)，與樣品相互作用會(huì)產(chǎn)生多種效應(yīng)，其中包括電子在規(guī)則排列的晶格面上的衍射。這些衍射構(gòu)成了所謂的“衍射花樣”，它不僅包含了晶系的對(duì)稱性信息，還直接對(duì)應(yīng)于晶面和晶帶軸之間的夾角，與晶系類型和晶體的晶格參數(shù)有直接關(guān)系。這些數(shù)據(jù)可用于通過(guò)EBSD技術(shù)對(duì)晶相進(jìn)行鑒定，對(duì)于已知晶相，則衍射花樣的取向與晶體的取向直接相對(duì)應(yīng)。

EBSD系統(tǒng)組成

為了進(jìn)行EBSD分析，需要一套包括掃描電子顯微鏡和EBSD系統(tǒng)的設(shè)備。系統(tǒng)的核心是SEM，它產(chǎn)生高能電子束并將其聚焦在樣品表面。EBSD系統(tǒng)的硬件部分通常包括一個(gè)靈敏的CCD攝像儀和一套圖像處理系統(tǒng)。CCD攝像儀用于捕捉反射電子圖像，而圖像處理系統(tǒng)則用于對(duì)圖像進(jìn)行花樣平均化和背底扣除等處理，以提取出清晰的衍射花樣。

EBSD探測(cè)器的操作

在SEM中，獲取EBSD衍射花樣的基本操作相對(duì)簡(jiǎn)單。樣品相對(duì)于入射電子束被高角度傾斜，以增強(qiáng)背散射信號(hào)，使其能夠被熒光屏接收。熒光屏與CCD相機(jī)相連，可以直接或經(jīng)過(guò)放大儲(chǔ)存圖像后觀察到EBSD。軟件程序可以對(duì)花樣進(jìn)行標(biāo)定，以獲得晶體學(xué)信息?，F(xiàn)代EBSD系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高速測(cè)量，同時(shí)與能譜EDX探頭配合使用，可以在快速獲取樣品取向信息的同時(shí)進(jìn)行成分分析。

樣品制備原則

為了進(jìn)行有效的EBSD分析，樣品制備需要遵循一定的原則，包括無(wú)殘余應(yīng)力、表面平整（振動(dòng)拋光）、清潔、適合的形狀及尺寸、以及良好的導(dǎo)電性。樣品制備過(guò)程可能包括離子刻蝕、拋光等步驟，以確保樣品表面狀態(tài)適合EBSD分析。

EBSD標(biāo)定及面掃

EBSD分析過(guò)程中，標(biāo)定是關(guān)鍵步驟，它確保了衍射花樣與晶體學(xué)參數(shù)之間的準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)關(guān)系。面掃則是EBSD技術(shù)中的另一個(gè)重要應(yīng)用，它允許研究者在樣品表面上進(jìn)行大面積的晶體學(xué)分析，從而獲得材料微觀結(jié)構(gòu)的全面視圖。EBSD技術(shù)以其高分辨率和豐富的晶體學(xué)信息，在材料科學(xué)研究中扮演著越來(lái)越重要的角色。