PDF《电子背散射衍射在材料科学研究中的应用》

3 试样制备 由于 EBSP 取自样品表面 5nm 深度范围内, 要 获得一张清晰的衍射谱, 制样很关键, 首先必须消除 样品表面在研磨抛光中形成的加工形变层, 金属材 料可采用化学或电解抛光去除形变层.一般碳钢用 硝酸酒精(4+ 96) 侵蚀即可得到很好结果. 对于非导 电样品, 不能用喷镀导电膜方法来防止电荷积累, 但 可将样品加工成小块, 并降低入射电子加速电压以 减少电荷积累. 脆性材料可直接利用其平整断面, 无 需研磨抛光.离子溅射减薄可以去除金属或非金属 材 料研磨抛光中形成的加工形变层. 断口表面 EBSD 定量分析一直是该领域尚未解决的难题, 对 于脆性材料解理断面取向定量统计分析可以采用光 学显微镜事先调整、 确定待分析平面[6 ] .

4 应用 EBSD 在材料科学、 地质学、 冶金学、 考古学等 领域有广泛的应用, 主要有三方面: 晶体取向、 相鉴 定和应变. 4.

1 织构 材料的力学、 电学、 磁学等物理性能各向异性, 与其内部显微组织中晶体择尤取向有关, EBSD 不 仅能测量各种取向晶粒在样品中所占比例, 还能知 道这些取向在显微组织中的分布情况.应用 EBSD 研究结果表明, 取向的分布是集中地还是均匀地分 布, 对材料的性能有显著的影响. 超深冲 IF 钢成形性与其高比例的{111}晶面平 行于钢板表面密切相关. 对TiIF 钢显微织构研 究[7 ] 表明, 汽车板深冲成形时, 在钢板表面出现的 桔子皮 缺陷, 是由于热轧板在两相区受到临界加 工变形, 引起钢板次表面局部晶粒粗大. 遗传到冷轧 板上, 深冲时{100}取向的大晶粒沿 〈111〉 方向滑移 引起鼓包, 形成 桔子皮 缺陷, 见图

5 (见目录前彩 色图).应用 EBSD 还能对 IF 钢再结晶织构形成机 ・

3 7 ・ 陈家光等: 电子背散射衍射在材料科学研究中的应用 理进行研究[8 ] . 4.

2 取向分析 应用 EBSD 可以测量晶粒的晶面 理想 取向, 这里 理想 取向是指与试样的主平面以及该平面上 所制定的参考方向平行的平面的最近密勒指数.因此, 不平表面试样晶面取向 EBSD 分析成为难题. 对于A l3T i 基金属间化合物由于其密度低、 比强度高、 抗氧化性好, 是潜在的高温结构材料, 但其室温脆性 成为应用主要障碍.应用经验电子论计算合金不同 晶面解理能得出{110}, {100}, {111}及{112}面分别 为3. 10, 4. 14, 4.

83 及7.

29 J m 2[9 ] .然而实验验证 成为难题. 为此, 作者提出多晶体断口解理刻面取向 的EBSD 分析方法[6 ] .应用这一方法对解理刻面测 量统计结果, {110}, {100}及{111}分 别占 62. 5% , 25% 及12. 5% , 这一结果与理论计算相吻合.相邻 两个界面两边的取向关系确定的话, 就可以研究晶 界或相界. 在界面研究中 EBSD 有一系列的应用: 腐蚀、 裂纹、 断裂[12 ] ;

迁移[13 ] ;

高温形变显微组织特征[10 ] ;

形变热处理研究[11 ] ;

偏析和沉淀[14 ] ;

孪晶[15 ] ;

镀层[16 ] ;

研究疲劳机理[17 ] . 4.

3 相鉴定 在电子探针分析中, 某些氧化物、 碳化物很难从 成分上加以区分, 但EBSD 有时却很容易从相的结 晶学关系上毫无疑问地分开.如M 7C3 和M 3C, 它们 分别属于六方晶系和四方晶系, 赤铁矿、 磁铁矿和方 铁矿也很容易从结构上予以区分.EBSD 相鉴定的 最简单实例是直接区别铁的体心立方与面心立方. 图6是00C r25N i7M o4N 双向钢中 Α与 Χ相的鉴定 结果. 其它例子还有: 区分属于立方晶系和三角晶系 的N iS2 [18 ] ;