典型材料晶体学特性的电子背散射技术的研究

摘要

本论文采用FEI XL-30型环境扫描电镜与HKL公司电子背散射衍射仪构成的分析系统进行多种材料的实验研究。 对EBSD菊池衍射花样的收集参数进行了分析和优化，优化参数为：加速电压20KV；束斑直径6.0；工作距离15～17mm；探测距离60mm；样品倾斜70～71°。 实验并完善了一些EBSD样品制备方法。EBSD样品的制备多采用机械抛光、化学浸蚀、电解抛光及离子刻蚀等方法。 金属材料采用机械抛光加电解抛光或化学浸蚀的方法。陶瓷材料仅用机械抛光即可，针对所用电镜的不同配置，有时需要在陶瓷样品表面喷碳，碳层厚度要适当。离子刻蚀多作为最后一道工序，用于去除前期工序中所产生的机械应力与化学干扰层。 对单晶硅片、铁板材、铝板材、铜锌合金、双相铁基合金进行了EBSD测试，验证了优化参数的合理性。得出了晶体取向、晶界特征、晶粒尺寸分布等微观结构信息，对化学成分相同的不同物相进行了鉴定，也对材料的织构进行了初步分析。 到目前为止，国内外应用EBSD技术研究陶瓷材料的报导较少。本论文对陶瓷材料的EBSD试样制备及测试分析进行了初步探索，首次对锆酸镧La2Zr2O7陶瓷进行了测试，并与XRD测试结果进行对比.得到了该样品的结构信息。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1电子背散射衍射分析技术简介

1.2.1电子背散射花样的产生原理

1.2.2电子背散射花样的获得

1.2.3 EBSP的测量和分析

1.2.4晶体取向和织构及其表示法

1.3 EBSD的系统组成

1.4 EBSD的分辨率

1.4.1材料的影响

1.4.2样品在样品室中的几何位置的影响

1.4.3加速电压、束流的影响

1.4.5 EBSD的角分辨率的影响

1.5 EBSD的应用

1.5.1织构

1.5.2晶粒尺寸及形状的分析

1.5.3取向测量及取向关系分析

1.5.4相鉴定及相比计算

1.5.5应变测量

1.6 EBSD技术与其他相关技术的比较

1.7课题研究背景及意义

第二章实验材料及研究方法

2.1实验设备

2.2实验条件

2.2.1加速电压(HV)

2.2.2工作距离(WD)

2.2.3探测距离(DD)

2.3.4方位角(Φ)的影响

2.3.5倾斜角误差的影响

2.3.6束斑直径的影响

2.3样品的制备

2.3.1金属样品的制备

2.3.2陶瓷样品的制备

2.4 EBSD数据所包含的基本信息

2.5主要实验分析方法

2.5.1金相组织观察

2.5.2扫描电镜组织观察

2.5.3 XRD测试

2.5.4背散射电子衍射(EBSD)测试分析

第三章 实验结果与讨论

3.1单晶Si样品的EBSD分析

3.2铁的EBSD分析

3.2.1样品制备

3.2.2实验结果与讨论

3.3 Al板材的EBSD分析

3.3.1样品制备

3.3.2实验结果与讨论

3.4 Cu合金的EBSD分析

3.4.1样品制备

3.4.2实验结果与讨论

3.5双向铁基合金的EBSD分析

3.5.1样品制备

3.5.2实验结果与讨论

3.6陶瓷试样的EBSD分析

3.6.1试样制备

3.6.2实验结果与讨论

第四章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录：EBSD CHANNEL 4系统操作指南

致谢