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EBSD(电子背散射衍射)测试

发布时间:2026-09-25 17:50  点击:1次
EBSD(电子背散射衍射)测试

EBSD(电子背散射衍射)测试

EBSD = Electron Backscatter Diffraction,是扫描电镜 SEM 的配套附件,用来表征晶体材料微区晶体取向、晶粒、晶界、织构、应变、物相,国标:GB/T 36165-2018 金属平均晶粒度测定 EBSD 法。

原理:SEM 电子束打在倾斜 70°的样品表面,背散射电子在晶格发生衍射,产生菊池花样;软件逐点解析花样,得到每一点晶体取向,生成取向映射图(IPF 图),探测深度仅几十 nm,只反映表层晶体信息。

✅ 能测哪些数据

  1. 晶粒统计:晶粒形貌、晶粒尺寸分布、平均晶粒度、亚晶

  2. 晶界分析:大角度晶界、小角度晶界、孪晶界、CSL 重合位置点阵

  3. 取向与织构:IPF 取向图、极图、反极图、ODF 三维织构

  4. 应变 / 变形:KAM 局部取向差图(表征塑性应变、位错富集区域)

  5. 物相分析:多相材料物相识别、各相面积占比、相分布(搭配 EDS)

  6. 再结晶分析:区分再结晶 / 亚结构 / 变形晶粒

适用 & 不适用材料

✅ 适合:金属合金、钛 / 铝 / 钢、焊缝、增材制造样品、陶瓷、半导体、矿物等结晶材料❌ 不能测:非晶(玻璃、非晶合金)、粉末松散样品、表面粗糙、表面有变形应力层样品

样品硬性要求(重中之重,制样决定标定率)

  1. 尺寸:一般≤10mm,块状优先;可镶嵌(导电镶嵌料)

  2. 表面:平整、无划痕、无塑性变形层、无氧化油污;表层应力会直接导致标定率暴跌

  3. 导电:金属一般自带导电;陶瓷 / 半导体 / 绝缘样品需要薄喷碳(2~5nm),不能喷厚金

  4. 常用制样工艺

    • 金属:粗磨→精磨→金刚石抛光 → 电解抛光 / 振动抛光(去除表面变形层)

    • 硬脆陶瓷 / 难电解材料:机械精抛 + 胶体二氧化硅抛光,必要时氩离子抛光

核心:普通金相抛光≠EBSD 样品,金相磨样会引入表面应变,菊池花样差、标定低。

完整测试流程

  1. 沟通:材料体系、目标区域、步长、扫描面积,是否同步做 EDS

  2. 样品制备(制样是成本大头,很多样品制样 > 上机费)

  3. SEM 上机,样品倾斜 70°,采集 EBSD 面扫

  4. 数据解析:IPF、KAM、晶界、晶粒统计、织构极图

  5. 出具原始数据 + 图片 + 统计报告(可 CMA/CNAS)

报价参考(市场行情)

⚠️ 常见坑

  1. 制样不合格:划痕、表面应力,标定率低,数据作废

  2. 步长选择不合理:步长大于晶粒尺寸,丢失小晶粒信息

  3. 混淆 XRD 织构 vs EBSD 织构:XRD 是宏观整体织构;EBSD 是微区局部织构,两者互补

  4. 样品高度差:70° 倾斜,高低差会遮挡信号

配套可选测试

EBSD+EDS 同步采集:获得形貌 + 元素成分 + 晶体取向 + 物相,失效分析、焊缝、增材制造常用。

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