電子背散射衍射(EBSD)裝置的基本布局

電子背散射衍射（EBSD）裝置的基本布局

EBSD 分析系統(tǒng)的基本布局如圖所示。放入掃描電鏡樣品室內(nèi)的樣品經(jīng)大角度傾轉(zhuǎn)后(一般傾轉(zhuǎn) 65°-70°，通過減小背散射電子射出表面的路徑以獲取足夠強的背散射衍射信號，減小吸收信號），入射電子束與樣品表面區(qū)作用，發(fā)生衍射,產(chǎn)生菊池帶(它與透射電鏡下透射方式形成的菊池帶有一些差異），由衍射錐體組成的三維花樣投影到低光度磷屏幕上，在二維屏幕上被截出相互交叉的菊池帶花樣，花樣被后面的 CCD 相機接收，經(jīng)圖像處理器處理(如信號放大、加和平均、背底扣除等），由抓取圖像卡采集到計算機中，計算機通過 Hough 變換，自動確定菊池帶的位置，寬度，強度，帶間夾角，與對應(yīng)的晶體學(xué)庫中的理論值比較,標(biāo)出對應(yīng)的晶面指數(shù)與晶帶軸，并算出所測晶粒晶體坐標(biāo)系相對于樣品坐標(biāo)系的取向。

下圖為我們使用的安裝了 EBSD 系統(tǒng)的掃描電鏡實物照片。場發(fā)射槍掃描電鏡上配置的EBSD 系統(tǒng)有更高的電鏡分辨率(可達 2.5 nm）和強的電子束流，從而可進行納米尺度組織的衍射分析。熱場發(fā)射槍燈絲的平均壽命約 10000 h。一般來講，進行EBSD 分析時使用燈絲電流很大，特別是樣品制備不太好時，常調(diào)大電流，這使燈絲壽命明顯低于只做形貌分析時的燈絲壽命。選擇或購買EBSD系統(tǒng)時要注意電鏡的這些特點和主要用于分析哪類尺度的組織。

EBSD系統(tǒng)硬件

EBSD系統(tǒng)硬件由的EBSD探頭、圖像處理器和計算機系統(tǒng)組成。最重要的硬件是探頭部分。包括探頭外表面的磷屏幕及屏幕后的CCD( Charge Coupled Device)相機。

CCD 相機的優(yōu)點是：穩(wěn)定、不隨工作條件變化、菊池花樣不畸變、不怕可見光、壽命長。

是我司EBSD設(shè)備上正在使用的探頭（Symmetry S2）：

Symmetry S2采用專門定制的CMOS傳感器，擁有獨特而強大速度、靈敏度和衍射花樣細

節(jié)等特點。Symmetry S2與AZtec軟件相結(jié)合，為各種材料和測量提供出色的性能。Symmetry S2的分析速度超過4500pps，是市場上任何基于CCD的EBSD探測器的兩倍以上，而這是在沒有高束流或過多像素合并的條件下實現(xiàn)的。這意味著，即使在具有挑戰(zhàn)性的實際樣品上，如多相輕金屬合金或變形鋼，也能實現(xiàn)高速分析。

帶相機的探頭從掃描電鏡樣品室的側(cè)面(或后面)與電鏡相連。探頭可以手動方式或機械方式插入(使用）或抽出，既可由外置的控制裝置來控制，也可由 EBSD數(shù)據(jù)采集軟件控制。探頭表面的磷屏很嬌脆，不能與任何硬質(zhì)物體碰撞。EBSD探頭表面周圍還常安裝一組前置背散射電子探測晶片，它與電鏡本身配置的背散射電子探頭(晶片)本質(zhì)相同，只是前者安裝在有利于探測到大角度傾轉(zhuǎn)樣品的背散射電子信號的前置位置，專門在 EBSD 分析時使用。這組用于觀察大角度傾轉(zhuǎn)的組織形貌的探頭晶片能顯著提高組織襯度，有利于得到低原子序數(shù)樣品的取向襯度，如礦物，巖石，鋁合金等。

審核編輯：湯梓紅