(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 The Business of Science™
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即使花样相似，仍然 可以根据由带宽、带 间夹角计算得到的晶 面间距的细微差别来 鉴别
c
{200} {100} Body centred cubic Iron
[001] b [100] [010]
(011) {110}
[011]
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
a
[00 1] [101] [201] [3 11] [100] [011] [111 ] [010]
Iron EBSP
<111> is central Note: <111> has 3 fold symmetry, but is close to 6 fold.
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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
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背散射电子像与背散射电子衍射
正空间: 背散射电子像－化学成分信息
硅半导体晶片：探测BES信号
倒易空间: 背散射电子衍射- EBSD花样 结构信息
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1954年，Alam, Blackman, Pashley. ‘High angle Kikuchi patterns.’ Proc. Royal Society of London. 较早报道了背反射条件下的衍射花样。 1967年，Coates第一次报道SEM下 观察到的菊池花样。 80~90年代 ，优化算法＋摄像技术＋ 计算机技术发展 才催化出EBSD技 术走向实用化。
2000
HKL offers own camera Nordlys 2002 Prior using HKL breaks 100p/s barrier 2004
EDAX acquires TSL 1999
EDAX/TSL 2004
Oxford 2004
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EBSD技术的由来与沿革 EBSD分析的技术背景 EBSP的产生机理与标定过程 EBSD应用领域及举例 EBSD的系统构成
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电子束在样品中的散射示意图
EBSD检测对样品表 面质量要求高： 微观平整？变质层？ 残余应变？镀膜？
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1990’s-2004
Schmidt - ECP 1986 Dingleyet al Phase ID 1989 Schmidt EBSP & founds HKL 1990 Kriger-Lassen et al use Hough 1992
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物相结构分析：矿物学领域 Niels Schmidt 博士，丹麦 HKL－Oxford 复杂晶体结构的EBSD花样的解析 1937胶片 Boersch
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
SCS CCS1 CCS2
取向 The Business of Science™
取向差
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取向(差)的表征
(1) Rotation matrix G (2) Miller indices (3) Euler angles (4) Angle/axis of rotation (5) Quaternion
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Iron unit cell
Phosphor
Spherical Kikuchi map
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硅样品晶面电子衍射菊池线示意图
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Euler angle
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。
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EBSD技术原理及系统
康
伟
2008.10 西工大
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EBSD —— 扫描电镜附件之一
• 安装于电子显微镜 （场 发射或钨灯丝电镜）或者 电子探针上的EBSD系统 示意图 • 一般来说，EBSD探头垂 至于电子束光轴和样品台 倾斜轴安装
Dingley "On-line determination of crystal..."1984
Link/Dingley 1986
1990
Schwarzer Orkid/ TEM 1993 Michael & Goehner PhaseID 1993
OIM - Adams 1993 Link/Oxford launches own product ?
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G矩阵=
(φ1 , Φ, φ2)
Miller 指数{hkl}<uvw>
轴角对
四元素法
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EBSD技术的由来与沿革 EBSD分析的技术背景 EBSP的产生机理与标定过程 EBSD应用领域及举例 EBSD的系统构成
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标定速度的发展
700 600 500
Nordlys F Nordlys F+
Indexing Speed (Hz)
400 300
Nordlys II or Nordlys S
200 100 0
1st CCD cameras
NordlysI
1990
1995
2000
2005
2010
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EBSD技术的由来与沿革 EBSD分析的技术背景 EBSP的产生机理与标定过程 EBSD应用领域及举例 EBSD的系统构成
Oxford Instruments 1928年 Seishi Kikuchi 第一次观察到了 电子衍射形成的Kikuchi花样。
'P' pattern of calcite (Kikuchi, Japanese Journal of Physics, V, 2, 1928.) Thanks to Robert Schwarzer for the image 'P' pattern of mica (Kikuchi, Japanese Journal of Physics, V, 2, 1928.)
[210] [110]
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不同晶体取向对应不同的菊池花样
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