EBSD电子背散射衍射
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（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。
EBSD的工作原理结构及操作
EBSD的工作原理结构及操作EBSD全称为电子背散射衍射（Electron BackscatterDiffraction），是一种通过分析电子背散射衍射模式来获取材料晶体结构信息的技术。
它有效地结合了电子显微镜和X射线衍射的优点，具有高分辨率、低损伤、大尺寸范围和材料相组成信息等特点。
EBSD的工作原理基于电子束的相互作用和散射行为。
当电子束照射到材料表面时，一部分电子通过弹性散射返回到探测器上，形成背散射衍射图样。
这些电子经历了物理、电子和磁场散射，产生了衍射纹样。
EBSD通过分析和解释这些衍射图样，可以获取材料的晶体结构信息和晶体取向。
EBSD的结构主要包括电子显微镜、电子束激发系统、电子背散射检测系统和计算机数据处理系统。
电子显微镜是EBSD系统的主要部件，它提供高分辨率的成像功能和电子束对材料表面的激发。
电子束激发系统产生高能量的电子束并控制其扫描方向和扫描速度。
电子背散射检测系统用于收集和记录背散射衍射图样，它一般包括光学显微镜、背散射探测器和互动器。
计算机数据处理系统对采集到的衍射图样进行处理、解析和分析，得到所需的晶体结构和取向信息。
EBSD的操作步骤一般包括样品制备、样品放置和显微镜调整、样品扫描和收集衍射图样、数据处理和分析。
在样品制备方面，需要把材料切割成薄片、抛光并清洁表面。
将样品放入电子显微镜的样品台上，并调整显微镜的对焦、放大倍数、对比度等参数，以获得清晰的图像。
接下来，在适当的电子束参数下，对样品进行扫描，收集并记录背散射衍射图样。
最后，利用计算机软件对收集到的图样进行处理和分析，提取出材料的晶体结构信息和取向数据。
EBSD广泛应用于材料科学、凝聚态物理、地质学、金属学等领域。
在材料科学中，EBSD可以用于研究材料的微观结构、晶粒取向、晶体成长等问题。
在地质学中，EBSD用于分析和解释岩石、矿物的晶体结构和成因。
在金属学中，EBSD可以用于评估金属的晶体取向、应力状态和组织演变等。
对EBSD的理解及应用
对EBSD的理解及应用EBSD是电子背散射衍射技术（Electron Backscatter Diffraction）的缩写，是一种常用于材料科学和工程领域的表征方法。
其原理是利用电子束经过材料后，被背散射散射回来的电子与入射电子发生衍射现象，通过测量衍射图样的形态和强度来获取材料的晶体结构、取向以及晶界等信息。
EBSD的应用领域广泛，例如:1. 材料学研究：EBSD可以用来研究材料的晶体结构、晶体取向以及晶体缺陷等信息，从而增加对材料的认识。
例如，可以用EBSD来研究合金材料的晶粒取向与机械性能之间的关系，优化材料的制备工艺。
2. 金属学研究：EBSD可用于研究金属材料的晶体取向与力学行为之间的关系。
通过观察材料中晶体的取向分布，可以了解材料的力学性能、塑性变形机制等。
此外，还可以用EBSD分析区域选区电子衍射（Selected Area Electron Diffraction）数据，对金属晶体的三维取向进行建模和姿态分析。
3. 薄膜和界面研究：EBSD在研究薄膜和界面的晶体结构、晶界取向和位错密度等方面具有广泛的应用。
通过EBSD可以获得薄膜/基底的晶体取向分布、晶界的取向关系等信息，进一步了解薄膜的生长机制和界面的结构演化。
4. 小晶粒材料研究：对于小晶粒材料，传统的衍射方法往往由于粒子尺寸太小而无法获取充分的衍射信息。
而EBSD则可以通过对大量小尺寸晶体的衍射数据进行统计，还原出材料的晶体结构和取向信息。
这对于研究纳米材料、纳米晶、亚微米晶等具有重要意义。
5. 力学性能研究：EBSD可以用来研究材料的力学性能，如塑性变形、屈服行为和断裂特性等。
通过EBSD可以获得材料中晶体取向的信息，从而解析材料的力学行为与晶体结构之间的关系。
除了上述应用领域外，EBSD在材料科学与工程的其他领域也有广泛的应用，例如焊接等工艺的优化、热处理过程的研究、高温合金的应力分析等。
总结起来，EBSD是一种非常强大的材料表征方法，可以通过分析衍射图样的形态和强度，获得材料的晶体结构、晶体取向、位错密度等信息。
EBSD数据分析
EBSD数据分析EBSD（电子背散射衍射）是一种用于材料的晶体学定性和定量分析的技术。
通过将电子束轰击在样品表面上，并测量电子背散射的角度和能量，可以获取有关材料的晶体结构、晶体取向和晶体成分的信息。
EBSD技术已经广泛应用于金属、陶瓷、半导体等材料的研究中，提供了重要的晶体学数据支持。
在EBSD数据分析过程中，首先需要进行样品准备。
样品通常需要进行精细的机械抛光和电子束辐照处理，以消除表面应力和增加电子散射信号的强度。
之后，将样品放入扫描电镜中，使用电子束扫描样品表面，在每个扫描点收集电子背散射数据。
这些数据通常以图像的形式呈现，称为EBSD图像。
在获得EBSD图像后，需要进行数据处理和分析。
一般来说，EBSD数据分析包括晶体取向分析、晶体取向映射、晶界分析和相分析。
晶体取向分析是EBSD数据分析的核心内容之一、通过分析电子背散射的角度和能量，可以确定每个扫描点处的晶体取向。
晶体取向可以通过计算得到，常用的计算方法有方位角计算法和倒空间计算法。
通过晶体取向分析，可以确定材料的晶体取向分布情况，获得晶体取向的数量密度和材料的择优取向。
晶体取向映射是EBSD数据分析的另一个重要内容。
通过将晶体取向分析的结果与显微镜图像叠加，可以在显微镜图像上绘制出晶体取向的分布情况。
这可以帮助研究人员更直观地了解材料的晶体结构和晶体取向的演化过程。
晶界分析是对材料中晶界的研究。
通过对EBSD数据中晶体取向的分析，可以确定材料中的晶界位置和类型。
不同类型的晶界在EBSD图像上表现出不同的性质，如位错晶界、晶粒分界晶界和相界晶界。
通过对晶界的分析，可以进一步了解材料的晶界特性和晶界的影响。
相分析是对材料中不同相的研究。
通过分析EBSD数据中晶体取向的差异，可以确定材料中不同相的存在。
通过相分析，可以了解材料的相组成、相分布和相变情况。
总结起来，EBSD数据分析是一种重要的材料表征技术，通过分析电子背散射数据，可以获得材料的晶体取向、晶界和相等信息。
EBSD
1.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)或取向成像显微技术(Orientation Imaging Microscopy，简称OIM)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（给出结晶学的数据）。
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。
与“显微织构”密切联系的是应用EBSD进行相分析、获得界面（晶界）参数和检测塑性应变。
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0.1μm和0.5︒)，为快速高效的定量统计研究材料的微观组织结构和织构奠定了基础，因此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。
2.1 电子背散射衍射花样（EBSP）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。
单晶硅的EBSD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。
ebsd操作手册
EBSD（电子背散射衍射）是一种在材料科学中常用的技术，用于研究材料的晶体结构和晶体取向。
以下是EBSD操作手册的简要概述：1. 样品准备：EBSD测试需要样品为块状，且表面平整、干净。
如果需要进行EBSD测试，请确保您的样品满足这些要求。
2. 安装EBSD探头：将EBSD探头安装在扫描电镜（SEM）上，确保探头安装牢固，不会出现晃动或移位的情况。
3. 校准：在进行EBSD测试前，需要进行校准。
校准步骤包括调整探头的角度和位置，以确保测试结果的准确性和可靠性。
4. 扫描方式：EBSD测试可以通过不同的扫描方式进行，例如扫描速度、扫描步长等。
选择合适的扫描方式可以提高测试结果的准确性和可靠性。
5. 数据采集：在扫描过程中，数据将被自动采集并存储在计算机中。
确保在测试过程中保持稳定的电压和电流，以避免数据失真或误差。
6. 数据处理：采集到的数据需要进行进一步的处理和分析，例如取向映射、晶体取向分布等。
使用适当的软件进行数据处理可以提高测试结果的可视化和可解释性。
7. 结果解读：通过对测试结果的分析，可以得出材料的晶体取向、晶体结构等信息。
这些信息有助于了解材料的性能和行为。
请注意，EBSD操作手册的详细步骤和注意事项可能因不同的仪器和软件而有所不同。
在进行EBSD测试时，请务必参考您的仪器和软件的操作手册，以确保测试结果的准确性和可靠性。
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。
背散射电子衍射EBSD
EBSD技术还可以用于研究金属材料在加工、热处理和服役过程中的微观结构演化。通过EBSD技术，可以观察到 晶粒的形核、长大、粗化等现象，以及晶界的迁移、旋转和扭曲等行为，为金属材料的优化设计和性能提升提供 重要依据。
陶瓷材料的相变研究相变Fra bibliotek究EBSD技术也可以用于陶瓷材料的相变研究。通过EBSD技术，可以观察陶瓷材 料在加热或冷却过程中的相变行为，包括相的形核、长大和转变等现象。这些 信息对于陶瓷材料的制备工艺和性能优化具有重要意义。
EBSD技术通过收集和分析这些衍射花样，可以获得样品的晶体取向、晶界类型 和晶体结构等信息。
EBSD的应用领域
材料科学
EBSD技术在材料科学领域广泛应用于金属、陶瓷、 复合材料等材料的晶体结构和织构分析。
地质学
在地质学领域，EBSD技术用于研究岩石、矿石和 矿物的晶体结构和形成过程。
生物学
在生物学领域，EBSD技术用于研究生物组织的晶 体结构和功能。
、晶体结构、相组成等。
数据收集与处理
01
02
03
数据整理
将采集到的数据进行整理， 筛选出质量较高的衍射点 进行分析。
数据可视化
将数据以图像、图表等形 式进行可视化展示，以便 更好地理解和分析材料的 晶体结构。
结果分析
根据数据分析结果，对材 料的晶体结构、相组成、 织构等进行深入分析，并 得出相应的结论。
实现高通量表征
通过自动化和高通量的EBSD技术，可 以对大量材料样品进行快速、高效的 晶体结构表征，为材料基因组计划提 供强大的数据支持。
EBSD在新型材料研发中的应用
新型功能材料研究
EBSD技术可以用于研究新型功能材料 的晶体结构和相组成，有助于深入理 解材料的物理和化学性质，促进新型 功能材料的研发和应用。
ebsd原理
ebsd原理EBSD（Electron Backscatter Diffraction）是一种通过电子背散射衍射技术来研究材料晶体结构和晶粒取向的方法。
它是一种非常强大的显微组织分析技术，可以在纳米尺度上获取晶体学信息。
在材料科学和工程领域，EBSD技术被广泛应用于金属、合金、陶瓷、半导体等材料的研究和分析中。
EBSD技术的原理基于电子与晶体结构的相互作用。
当高能电子束照射到样品表面时，部分电子会被样品中的原子散射。
这些散射的电子会呈现出特定的衍射图样，这些图样包含了关于晶体结构的信息。
通过收集和分析这些衍射图样，可以确定材料中晶粒的取向、晶界的性质以及位错等信息。
EBSD技术的关键是利用电子显微镜来获取高分辨率的衍射图样，并通过计算机软件对这些图样进行处理和分析。
在实际应用中，EBSD技术通常与扫描电子显微镜（SEM）结合使用，这样可以在显微镜下直接观察样品表面的形貌，并获取与晶体学相关的信息。
EBSD技术在材料科学和工程领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于研究材料的晶粒取向分布，从而揭示材料的微观组织特征。
其次，EBSD技术还可以用于分析材料的相变、位错分布、应变状态等重要参数，为材料性能的优化提供重要依据。
此外，EBSD技术还可以用于研究材料的疲劳、蠕变、再结晶等变形行为，为材料加工和工程应用提供支持。
总的来说，EBSD技术作为一种先进的材料显微组织分析技术，对于理解材料的微观结构和性能具有重要意义。
随着电子显微镜和计算机软件的不断发展，EBSD技术将会在材料科学和工程领域发挥越来越重要的作用，为新材料的研发和应用提供强大的支持。
在实际应用中，EBSD技术需要结合丰富的材料学知识和专业的分析技能。
研究人员需要对材料的组织结构、晶体学理论和电子显微镜操作有着深入的了解，才能准确地进行样品的制备和分析。
同时，对于EBSD数据的处理和解释也需要一定的专业知识和经验，以确保分析结果的准确性和可靠性。
电子背散射衍射(EBSD)简介-2007
结构分析：反向极图（Inverse Pole Figures）
Rolled Al
X0
I(nFvo0eld0res1de)P ole XFi0gures
Inverse P ole Figures (Folded)
[A lum in.cpr]
[A lum in.cpr]
A lum inium (m 3m )
f2=15°
f2=20°
f2=25°
f2=30°
f2=35°
f2=40°
f2=45°
f2=50°
f2=55°
f2=60°
f2=80°
.
f2=65° f2=85°
f2=70°
f1=90°
1 1.5 2 2.5
f2=75°
F=90°
28
From Scott Sitzman
6. 颗粒边界特征（Grain Boundary Characterization）
电子背散射衍射花样（EB. SP）的采集和标定示意图 9
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）
.
10
92 151
320 368 357.18 45.18 59.90 0.49
89 143
324 368 355.73 44.25 60.90 0.63
89 156
…… …
…
…
…
…
…
628 556 128.66 86.28 328.36 0.99
电子背散射衍射(EBSD)入门简介
{0001}
uz
{10-10} uy
before compression
{0001}
uz
{10-10} uy
after compression
P
[T M C 16 S U H C E M 2 ... 8 10 12
P ole Fig
[T N 1-R T M agnes C om plet 169109 S tereogr U pperh H alfw id C lusters E xp.den M in= 0.0 2 4 6
• ……
应用举例——微观组织
（1） 原始 状态
（2）RT-5%
（3） 150°C-10%
（4） 250°C-50%
极图
（1）原始状态 （2）RT-5%
（3） 150°C-10% （4） 250°C-50%
反极图
（1）原始状态 （2）RT-5% （3） 150°C-10%
（4） 250°C-50%
(4) Angle/Axis of Rotation
°<uvw> 常用于表示取向差 可由旋转矩阵G得到
<1-210> 86 °
86° <1-210> Mg合金中常见孪晶
G矩阵=
取向表达的数学互换
(φ1 , Φ, φ2)
Miller 指数{hkl}<uvw>
轴角对
1.2 织构的定义及表征
{001}极图的示意图
（c）{100}极图
反极图
反极图：样品坐标系在晶体坐标系中的投影。 一般描述丝织构。
• 先将样品坐标轴投影到球上， 再投影到赤道面上
• 常用：上半球投影法和立体 投影法。
电子背散射衍射
电子背散射衍射电子背散射衍射（ElectronBackscatterDiffraction，简称EBSD）是一种能够测量晶体中晶界的结构信息的技术，它可以用于研究材料的结构，以及晶体内部晶体缺陷的角色。
它是由电子束在晶体表面上发射产生的散射结果得出的，能够揭示细小晶体结构的构造特征，可以用于研究金属、块状结构以及半导体等材料。
电子背散射衍射由早期的修正非几何衍射衍射（MFD）和电子衍射衍射（EDD）开发而来，它在1973年被第一次用于探测晶体周期晶体的晶界，并由此释放出更多的晶体结构信息。
电子背散射衍射是一个重要的衍射技术，它通过测量电子在晶体表面的散射行为，能够测量出晶界的比例常数（lattice constants）以及晶体内部的衍射矢量。
因此，它可以用来分析晶体中重要结构特征，比如晶体布局、原子缺陷、晶体结构偏向以及结构异常等。
电子背散射衍射过程基本是由电子束发射得到的，这一过程是可逆的，因此它能够准确测量晶体内部晶界的结构信息，得到更多有用的结构信息。
除此之外，电子背散射衍射技术还拥有高精度，可以测量出晶体的衍射场的分辨率和精度，以及晶体内部结构的特征尺寸，这非常有利于结构特性的测量和分析。
电子背散射衍射技术有多种用途，比如高分辨率图像重构、快速结构成像、材料微结构分析、金属工艺反馈、非晶合金结构分析等，可以用来辅助设计和建模的结构分析。
它还可以用来研究材料的组成，晶体缺陷的角色，以及晶体结构的偏好性等。
总之，电子背散射衍射是一种重要的科学和工程技术，其中的技术可用于研究金属、材料、半导体等材料的晶体结构特征。
它不仅能够测量出晶体的衍射场的分辨率和精度，而且能够准确揭示晶体内部晶界的特征，这些特征对材料的性能及耐久性有着重要的影响。
另外，它还拥有多种应用，比如图像重构、快速结构成像、材料微结构分析等，可以用来辅助设计和建模的结构分析。
因此，电子背散射衍射是一种值得推崇的衍射技术。
ebsd操作规程
ebsd操作规程EBSD操作规程1. EBSD（电子背散射衍射仪）简介EBSD是一种高分辨率显微镜技术，用于研究晶体的结构和取向。
EBSD仪器以电子束作为探针，通过测量电子在晶体中的背散射衍射图样，来分析晶体的取向、晶格畸变和显微组织等信息。
以下是EBSD操作规程。
2. 仪器准备- 检查EBSD设备是否处于正常工作状态，并确保设备连接稳固。
- 检查以确保样品准备区域的清洁度，并清洗操作台面以确保无杂质。
- 检查计算机连接以确保能够正常保存数据。
3. 样品准备- 准备样品，将其切割到适当的尺寸和形状以适应EBSD标本台。
- 清洗样品，使用酒精或其他适当溶剂清洗样品表面以去除油脂和污垢。
- 通过抛光样品表面，以最大程度地减少表面的加工痕迹和残余应力。
- 在样品表面涂覆薄薄的导电涂料，以提供电子束的导电通路。
4. 样品装配- 将样品固定到EBSD标本台上，确保样品与台面之间的接触稳固。
- 确保样品的面能够与电子束方向垂直。
5. 操作参数设置- 启动EBSD软件，并按照仪器的操作指南进行相关参数设置，例如电子加速电压、工作距离等。
- 设置扫描区域的大小和扫描步长，以确保获取到足够的取向数据。
- 设置数据采集速度和质量，以平衡快速数据采集和高质量数据的需求。
6. 执行EBSD扫描- 在EBSD软件中选择扫描功能，并将电子束准确地定位在要扫描的区域上。
- 开始扫描，等待电子束在样品表面扫描，并记录背散射衍射图像。
7. 数据分析和解释- 将采集到的背散射衍射图样导入EBSD软件中进行分析。
- 使用软件提供的工具，对数据进行取向分析、图像重建和晶格畸变分析。
- 解释数据，分析晶体的取向、晶格畸变和显微组织特征。
8. 数据保存和报告- 在合适的文件夹中保存EBSD数据，确保数据的完整性和安全性。
- 撰写实验报告，详细描述实验过程、参数设置和数据分析结果。
9. 仪器维护和清洁- 在使用完EBSD仪器后，及时关闭设备并清理操作区域。
电子背散射衍射(EBSD)简介-2007
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
பைடு நூலகம்
数据点 相编号 点位置(μm)
晶体取向欧拉角(°) MAD(°) 菊池条带参数
12 21 32 …… 14800 2 14801 2 14802 2 …… 22398 1 22399 1 22400 1
XY
φ1
Iron unit cell
From Scott Sitzman
nl 2dhkl sinq
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。
Silica (quartz)
Ni-based Superalloy
=25 µm ;M ap3;S tep=0.5 µm ;G rid136x104
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。
From Massonne H.-J. & Neuser R. D., Mineralogical Magazine, 2005
4. 石英的道芬双晶（Dauphine twinning）
From Geoffrey E. Lloyd, JSG, 2000
5. 下地壳剪切带超细粒石英糜棱岩的EBSD研究
f2=35°
f2=40°
f2=45°
ebsd原理的应用
ebsd原理的应用什么是ebsd原理？EBSD（Electron Backscatter Diffraction，电子背散射衍射）是一种利用电子的背散射模式来研究材料结晶结构的技术。
通过测量从材料表面背散射的电子的能量和角度，可以获取有关材料晶体结构、晶体取向和晶界信息的详细数据。
EBSD技术主要应用于材料科学、金属学、地质学以及半导体行业，对材料的微观结构研究具有重要意义。
EBSD技术的应用领域EBSD技术在许多应用领域中发挥着关键作用，下面是一些常见的应用领域：1.金属学：EBSD技术可以用于对金属材料的晶界、位错和相含量等进行表征和研究。
它可以帮助研究人员了解材料的晶体取向分布和晶体结构变化，对金属的性能和行为进行分析和优化。
2.材料科学：在材料科学领域，EBSD技术被广泛用于研究材料晶体的取向关系、晶界特征以及晶格畸变和应变等问题。
通过分析EBSD数据，可以评估材料的结构性能和机械性能，为材料设计和优化提供关键信息。
3.地质学：EBSD技术在地质学研究中的应用也非常重要。
例如，可以通过分析岩石的晶体取向和晶界信息，了解岩石的形成和演化过程，揭示地质过程和地质事件对岩石结构的影响。
4.半导体行业：在半导体行业中，EBSD技术被用于研究晶体管和集成电路中的材料结构和缺陷。
通过分析晶格取向和缺陷分布，可以评估半导体材料的质量和性能，指导半导体器件的设计和制造。
EBSD技术的优点EBSD技术相比其他材料结构表征方法具有以下优点：•非破坏性：EBSD技术可以在表面对材料进行测试，不需要对样品进行破坏性操作。
这对于珍贵样品或不可逆样品尤为重要。
•高分辨率：EBSD技术可以提供高分辨率的晶体结构信息，可以检测到微小晶界和局部取向的差异。
•定量化能力：通过对EBSD数据的分析，可以获得定量化的晶体取向、晶界角和晶格应变等信息，为材料性能和结构的研究提供数据支持。
•多功能性：EBSD技术可以与其他分析技术如能谱仪（EDS）和析出相识别（EBSD-EDS）相结合，提供更全面的样品分析能力。
ebsd实验方法
EBSDI实验方法一、简介电子背散射衍射（Electron Backscatter Diffraction，简称EBSDI）是一种表面分析技术，它利用高能电子穿透材料并在内部发生非弹性散射，然后被探测器捕获来形成样品表面的衍射图案。
这种技术可以用来研究材料的晶体结构、表面形貌和微观应力等性质。
本文档将详细介绍EBSDI实验方法的步骤和注意事项。
二、实验设备1. 电子背散射衍射仪：包括电子源、样品室、探测器和数据分析系统等部分。
2. 电子束枪：产生并加速电子束。
3. 样品：需要进行分析的材料。
4. 真空系统：保持样品室的真空环境。
三、实验步骤1. 准备样品：将待测样品切成适当大小并抛光到需要的表面粗糙度，然后清洁样品表面以去除任何污垢和油脂。
最后，在近似真空条件下，使用离子束轰击样品表面以去除氧化层并产生一个干净而平坦的表面。
将待分析的样品固定在样品台上，确保样品的表面平整且与电子束方向垂直。
2. 抽真空：打开真空系统，将样品室抽至高真空状态。
3. 调整电子束参数：在EBSD系统中，需要设置许多参数，包括加速电压、电子束束流密度、探测器类型和放大倍数等。
这些参数的选择取决于样品的性质，例如它的晶体结构、厚度和化学成分等。
在设置参数之前，需要对样品进行一次初步扫描以获取有关样品特性的信息。
根据样品的性质和分析要求，调整电子束的能量、电流和照射时间等参数。
4. 进行实验：打开电子束枪，使电子束照射到样品上，同时启动探测器收集散射电子。
在扫描期间，电子束会照射样品表面，并通过背散射衍射来获取有关晶体结构和其他特性的信息。
EBSD扫描通常需要一定的时间，取决于样品的大小和复杂性等因素。
5. 数据收集：记录实验过程中的各种参数，如电子束的能量、电流、照射时间，以及探测器收集到的散射电子的数量和位置等。
6. 数据分析：将收集到的数据输入到数据分析系统中，通过软件进行处理和分析，得出样品的晶体结构、表面形貌和微观应力等信息。
ebsd技术的原理和应用
EBSD技术的原理和应用1. EBSD技术的概述EBSD（Electron Backscatter Diffraction）技术是一种基于电子背散射衍射的显微学技术，主要应用于材料科学领域。
通过分析样品上的电子背散射模式，可以获取关于材料晶体结构、晶粒取向和晶界等信息。
EBSD技术在材料研究、金属工艺和晶体学等领域都有广泛的应用。
2. EBSD技术的原理EBSD技术的原理基于电子的背散射衍射现象。
当电子束在样品表面与晶体结构相互作用时，背散射电子会根据样品的晶格结构在不同的方向上发生衍射。
通过检测这些衍射电子的角度和能量信息，可以得到关于晶体结构的信息。
EBSD技术通常使用电子衍射仪来收集衍射电子的信息。
电子束投射到样品表面后，背散射电子被一个特定的探测器所收集。
探测器会测量衍射电子的入射角度和散射角度，从而计算出样品的晶体结构和晶粒取向。
3. EBSD技术的应用EBSD技术在材料科学领域有许多应用。
下面列举了几个常见的应用领域：3.1 材料晶体学研究EBSD技术可以用于材料的晶体学研究。
通过对材料样品的不同区域进行EBSD 扫描，可以获取材料的晶粒取向和晶界信息。
这些信息对于理解材料的力学性能、相变行为和晶体生长机制等方面非常有价值。
3.2 金属工艺EBSD技术在金属工艺中有广泛的应用。
通过对金属材料的EBSD分析，可以评估材料的晶粒取向分布和晶界特征。
这对于优化金属加工工艺、改进材料强度和延展性等方面非常重要。
3.3 相变研究EBSD技术可以用于研究材料中的相变过程。
通过监测晶体结构的变化和晶界的演化，可以获得关于相变动力学和相界面迁移的信息。
这对于材料相变行为的理解和相变控制有着重要的作用。
3.4 器件失效分析EBSD技术可以用于器件失效分析。
通过对失效的器件进行EBSD扫描，可以确定晶体结构的缺陷和晶界的应变。
这对于确定器件失效的原因和改进器件设计有很大帮助。
4. 总结EBSD技术是一种基于电子背散射衍射的显微学技术，可以用于分析材料的晶体结构、晶粒取向和晶界等信息。
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=100 祄 ;BC+E1- B+SB ;St 3+G ep=1 祄 ;G rd389x286 i
Ni 超合金 – BC+GB10+TB
=100 祄 ;BC+G B10+SB ;St ep=1 祄 ;G rd389x286 i
铜薄膜中的界面类型
<210> ± 1° / 35.4° ± 1° <110> ± 1° / 31.6° ± 1° <110> ± 1° / 38.9° ± 1° <111> ± 1° / 60° ± 1°
~7mm WD
在学术研究中日益受到重视
160 140 120
文章篇数
100 80 60 40 20 0
1997年以前 1998-2000 2001-2003 2004-2006
地质构造学 材料学科
地质构造类：Journal of Structural Geology,Tectonophysics,Physics of the Earth and Planetary Interiors,Earth and Planetary Science Letters(1999年以后) 材料科学类：Acta Materialia ，Scripta Material ，Material Science and Engineering A
EBSD 技术基础
EBSPs的产生条件
• 固体材料，且具有一定的微观结构 特征——晶体 – 电子束下无损坏变质 – 金属、矿物、陶瓷 – 导体、半导体、绝缘体 • 试样表面平整，无制样引入的应变 荧光屏 层——10’s nm • 足够强度的束流——0.5-10nA • 高灵敏度CCD相机 • 样品倾斜至一定角度(~70度) CCD相机
Rolled Al
111 101
Y0
101
Y0
1 2 3 4 5
Z0
=25 祄 ; E 1- ; S t 3 ep=0. 祄 ; G rd200x200 7 i
Z0
取向分布函数图ODF，三维欧拉空间
Ni 超合金 – Pole Figures极图
Ni 超合金 – Z 轴反极图( IPF)
=100 祄 ; B C +I F_Z 1 ; S t P ep=1 祄 ; G rd389x286 i
=25 祄 ;BC+G B+D T+E1- ;St 3 ep=0. 祄 ;G rd200x200 7 i
晶粒度配色方案图
晶粒尺寸分布直方图
某一晶体学取向晶粒的分类统计
=5000 祄 ; B C +T C 111+T C 100+T C 110 ; S t ep=8 祄 ; G rd1890x882 i
1928TEM kikuchi
Oxford,HKL, TSL 1986~ Automatic index 1977 Venables Indexed 晶体取向分析：金属材料学领域 V. Randle 博士， Oxford David Dingly博士， TSL－EDAX 晶界取向、界面取向差、晶体织构分析
I nver P ol Fi es se e gur ( ded) Fol [ l i cpr A um n. ] A l i um ( 3m ) um ni m C om pl e dat set et a 40000 dat poi s a nt E qualA r pr ecton ea oj i U pper hem i spher es H al w i h: f dt 10 C l er si 5 ust ze: E xp. densii ( ud) tes m : M i 0. M ax= 5. n= 00, 99 1 2 3 4 5
3
B
2
相邻两点间取向差
Misorientations between adjacent data points
1
0 0 100 200 300 400 500
Distance / microns
晶粒尺寸、形状分析
=25 祄 ; M ap4 ; S t ep=0. 祄 ; G rd200x200 7 i
EBSD有哪些具体分析功能
晶体学关系重构
• • • • 同相相邻点（晶粒）之间的取向差关系 相对于某一基准点的长程取向关系 微区（晶内）取向差分析 晶粒界面分析 – 晶粒重构 – 特殊界面
6
A
B
A
5
Misorientation / degrees
4
相对于起始点的取向差
Misorientations relative to 1st data point
(∑27) (∑27) (∑9) (∑3)
规则的大角度晶界
22 μm
Deviation angle = 15 ° * ∑
(1/2)
Band Contrast + Grain Boundary
(Brandon Criteria) or defined by the users
∑ is the reciprocal of the overlapped position of two penetrated super lattice
硅样品晶面电子衍射菊池线示意图
高分辨EBSP - Si 20kV
研究EBSPs 的意义何在？
这些EBSP花样包含了那些信息？ 晶体结构信息——与能谱配 合进行未知物相的鉴别 晶体取向及取向差——晶体 相对宏观样品的取向 菊池花样质量——反映了晶 体应变的相对差异
Phase ID by EBSD
相似颜色表示相近微观取向，左侧为完全再结晶区域，右侧为热影响区
图中颜色表示相对于各晶粒内应变最小点的应变量，蓝色代表最小
残余塑性应变评价 – 相邻晶粒取向错配分布
=500 祄 ; B C ; S t ep=1 祄 ; G rd1196x198 i
SEM Image Orientation Map
EBSP’s
区域采谱的结果－ 简明数据列表
微观取向信息的测定(欧拉角)
Orientation matrix <001>
Z (ND)
<001>
cos α1 cos α2 cos α3
cos β1 cos β2 cos β3
cos γ1 cos γ2 cos γ3
Kyanite
Ilmenite
Muscovite
不同晶体取向对应不同的菊池花样
(100)
(100)
(110)
(111)
通过分析EBSP花样我们可以反过来推出电子束照射点的晶体学取向
花样质量： 定性或半定量表征样品应变的差异
EBSD band contrast map
形变Fe3Al材料退火行为的研究
<100>
<010> γ1
Y (RD)
β1 <100> α1 <010>
X (TD)
Used with kind permission of J. Michael, Sandia National Lab.
Euler角（φ1 , Φ, φ2)的物理意义
第一次：绕Z轴（ND）转φ1 角 第二次：绕新的X'轴（RD'）转Φ角 第三次：绕新的Z''轴（ND'）转φ2角 这时样品坐标轴和晶体坐标轴重合。 晶体坐标系：[100]、[010]、[001] 样品坐标系：轧向RD、横向TD、法向ND
EBSD如何工作
扫描电镜、能谱和EBSD的界面配合
EBSP Detector
SEM
Ethernet or Serial Port
Ext Scan I/F
Auto Switchbox
EDX H/W
Digital Frame Grabber
Scan Generator
EBSD PC
一个完整的标定循环
极靴
ห้องสมุดไป่ตู้样品
EBSPs 的产生原理
• 电子束轰击至样品表面 • 电子撞击晶体中原子产生散 射，这些散射电子由于撞击的 晶面类型(指数、原子密度)不 同在某些特定角度产生衍射效 应，在空间产生衍射圆锥。几 乎所有晶面都会形成各自的衍 射圆锥，并向空间无限发散 • 用荧光屏平面去截取这样一个 个无限发散的衍射圆锥，就得 到了一系列的菊池带。而截取 菊池带的数量和宽度，与荧光 屏大小和荧光屏距样品(衍射源) 的远近有关 • 荧光屏获取的电子信号被后面 的高灵敏度CCD相机采集转换 并显示出来
EBSPs自动标定随硬件升级的发展
100000 10000 1000 100 10 1 Laue 1960 EBSP-manual EBSP-automatic
Kossel SACP
0. 1950
1970
1980 Year
1990
2000
2010
微区晶体取向测定速度（点/小时）的进展
电镜内部EBSD探头位置示意图
Silica (quartz)
=100 祄 ; B C +G B +D T +E 1- ; S t 3 ep=1 祄 ; G rd297x227 i
反极图：
样品坐标系在晶体坐标系中的投影
001
X0
I nver P ol X 0 es se e Fi gur 001 ( ded) Fol [ l i cpr A um n. ] A l i um ( 3m ) um ni m C om pl e dat set et a 40000 dat poi s a nt E qualA r pr ecton ea oj i U pper hem i spher es 111