三維電子背散射衍射技術(shù)（3D-EBSD）

在材料科學(xué)領(lǐng)域，對材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確分析是至關(guān)重要的。傳統(tǒng)的電子背散射衍射（EBSD）技術(shù)主要提供樣品表面的晶體學(xué)信息，但對于三維物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這些信息就顯得不夠全面。為了深入研究晶粒組織、晶粒尺寸和界面等三維特征，科學(xué)家們發(fā)展了一種新的技術(shù)——三維電子背散射衍射（3D-EBSD）。

從二維到三維的跨越

對于大尺度區(qū)域的三維特征分析，機(jī)械切片技術(shù)是一種常用的方法。通過在樣品的不同深度處暴露新的表面，可以逐層分析材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。然而，這種方法在處理小尺度區(qū)域時(shí)就顯得不那么高效。為了克服這一限制，科學(xué)家們采用了掃描電鏡（SEM）與聚焦離子束（FIB）的結(jié)合技術(shù)。

分析利器

需擁有多臺先進(jìn)的分析儀器，包括四臺掃描電鏡（SEM）、兩臺掃描超聲波儀（C-SAM）、一臺雙束聚焦離子束顯微鏡（FIB-SEM）、X射線透視儀（XRD）等。這些高端設(shè)備為實(shí)驗(yàn)室提供了強(qiáng)大的分析能力，使其能夠進(jìn)行高精度的三維微觀結(jié)構(gòu)分析。

自動化與精確控制

在3D-EBSD的實(shí)施過程中，樣品的放置至關(guān)重要。樣品需要同時(shí)適合離子束切削和EBSD數(shù)據(jù)采集，這通常通過自動切換樣品位置或保持樣品固定不動來實(shí)現(xiàn)。通過不斷重復(fù)采集EBSD數(shù)據(jù)和暴露新的表面，可以在分析區(qū)域內(nèi)建立一個(gè)包含三維微觀組織信息的顯示圖。

數(shù)據(jù)采集與分析

為了獲得良好的分辨率，需要采集大量的切片數(shù)據(jù)。例如，圖2所示的銅樣品分析，就是通過在x, y和z三個(gè)方向以0.2μm的步長采集數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的。這種技術(shù)不僅能夠展現(xiàn)晶粒之間的界面，還能提供晶粒尺寸和形狀的詳細(xì)信息。金鑒實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)團(tuán)隊(duì)能夠?yàn)榭蛻籼峁?zhǔn)確、可靠的材料性能分析，支持客戶在研發(fā)和生產(chǎn)中的決策。

三維取向圖的重建與處理

通過3D-EBSD技術(shù)，可以獲得材料的三維取向圖。這些圖像經(jīng)過重建和處理后，可以在X，Y和Z平面上展示截面，從而突出顯示選定的晶粒。這種三維展示為研究材料的微觀結(jié)構(gòu)提供了前所未有的視角。

3D-EBSD在材料科學(xué)中的應(yīng)用前景

三維電子背散射衍射技術(shù)（3D-EBSD）為材料科學(xué)領(lǐng)域提供了一種強(qiáng)大的工具，使得科學(xué)家能夠更深入地理解材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，3D-EBSD在材料科學(xué)中的應(yīng)用將越來越廣泛，為新材料的開發(fā)和現(xiàn)有材料性能的提升提供強(qiáng)有力的支持。