EBSD分析的案例
Ebsd.分析答疑
Ebsd.答疑
晶體塑性有限元仿真入門(5)—歐拉角與晶體取向
圖4 EBSD分析獲得的反極圖分布圖(顏色代表取向)，多晶體組成示意圖
EBSD工作原理
如圖5所示，EBSD利用從樣品表面反彈回來的高能電子衍射，得到一系列的菊池花樣。根據菊池花樣的特點得出晶面間距d和晶面之間的夾角θ，從數據庫中查出可能的晶體結構和晶胞參數。再利用化學成分等信息采用排除法確定該晶粒的晶體結構，并得出晶粒與膜面法向的取向關系。通過以上基本操作，可以得到樣品表面測試點的Phase和Orientation實驗數據。
圖5 EBSD分析的工作原理(Phase discriminated, Orientation determined)
通過步進間距將樣品表面劃分為m*n個采樣點，并依次獲得這m*n個采樣點菊池花樣和匹配的Phase、Orientation實驗數據，最后對m*n個采樣點的這些數據進行整理、匯總、計算等，可以進行晶粒尺寸分析、織構分析、相分析、應變分析、再結晶分析、晶界分析、斷裂分析等。如圖6所示，EBSD獲得多晶體試樣表面的取向信息過程，類似于相機的成像過程，首先將畫面分解成為m*n個像素點，然后依次獲得各個像素點的信息，獲得全部信息后進行整理、匯總、計算。
圖6 EBSD分析的工作原理(多晶體分析)
晶體取向分析
歐拉角
通過EBSD實驗，我們可以獲得多晶體試樣表面m*n個采樣點的取向信息(Euler1、Euler2、Euler3)。與彩色圖像每個像素點存在RGB三組信息類似，取向信息的每個采樣點存在三組歐拉角角度信息，這三組角度信息代表了晶格在空間中的唯一取向信息。如圖7所示，空間中任意取向的晶格，通過將全局坐標系依次采用三組歐拉角進行旋轉后，都可以與晶體坐標系重合。
展開 預應變對奧氏體不銹鋼焊接接頭微觀組織和氫脆的影響
【圖文導讀】
圖
1 10%預應變-未充氫-未拉伸接頭
EBSD分析
（a）焊縫
（b）母材
圖
2 20%預應變-未充氫-未拉伸接頭焊縫組織
成分分析
（a）檢測區域
（b）EBSD晶粒取向分布圖、相圖
（c）EPMA局部成分分析
（d）EPMA元素分布圖
圖3 20%預應變-未充氫-未拉伸接頭母材組織成分分析
（a）檢測區域
（b）EBSD晶粒取向分布圖、相圖
（c）EPMA局部成分分析
（d）EPMA元素分布圖
圖
4
母材中預應變馬氏體含量變化
圖
5 預應變-未充氫-未拉伸接頭焊縫位錯分析（TEM）
圖
6
不同
預應變
試樣升溫脫氫分析
圖
7
不同
預應變
試樣中氫含量
圖
8拉伸曲線
圖
9
拉伸性能
（a）抗拉強度
（b）伸長率δ和氫脆敏感指數Iδ
（c）斷面收縮率Ψ和氫脆敏感指數IΨ
圖
10
斷口形貌
（SEM）
圖
11 10%預應變接頭
斷裂后
組織
成分分析
（a）EBSD晶粒取向分布圖
（b）EBSD相圖
（c）EDS局部成分分析
展開 一種新型高強度低溫熱成型鋼
為了詳細分析不同退火條件下微觀結構的變化，我們進行了EBSD分析。顯示了EBSD逆極圖(IPF)和重建的晶界圖。隨著罩退退火溫度的升高，板條馬氏體的比例和奧氏體粒徑增大。原奧氏體晶粒的平均粒度由5.9μm增加到9.6μm。在720℃退火的馬氏體板條的長度和寬度均大于600℃。未溶解的碳化物和細鐵素體結構提供了大量的成核點，因此奧氏體的粒徑小于初始結構為粗馬氏體的樣品。對于馬氏體鋼，強度是由原始奧氏體顆粒中三個子結構的尺寸決定的，因此，退火溫度是與材料熱沖壓應用有關的關鍵因素。它可以總結在曲線中，較高的退火溫度的樣品似乎遇到了強度的下降。
4. Conclusions
從本文中得出的主要結論如下： 當罩退溫度在570-630C之間時，低溫熱成形后的鋼的抗拉強度超過1400MPa。然而，當罩式退火溫度超過690C時，低溫熱成形鋼的抗拉強度和屈服強度降低到1300MPa左右。 隨著浴退火溫度的升高，板條馬氏體的比例和奧氏體粒徑增大。先驗奧氏體的平均粒度由5.9μm增加到9.6μm。較高的退火溫度的樣品似乎遇到了強度的下降。
References
1. Z. Q. Zhang, C. H. Liu, S. F. Meng, X. J Li and X. H. Zhao, Investigation of Heat Transfer in Hot Stamping of Boron Steel, Metall.
展開 
華南理工增材頂刊：1.3GPa！增材制造高強、高耐磨SiC增強不銹鋼！
圖6 TEM
分析LPBF-fabricated S6 MMC: (a)和(b) BF-TEM形象LPBF-fabricated S6 MMC顯示較高的位錯密度和碳化硅顆粒，(c) BF-TEM圖片與插入SADP碳化硅粒子，粒子(d) EDS映射分析，(e)和高分辨率透射電鏡圖像和相應的FFT界面區域的圖像。
圖7 SiC粉和lpbf制備的316L和MMCs的XRD譜圖:(a)全譜圖，(b)和(c)局部放大譜圖
圖8 對LPBF制備的316L和S6 MMC的EBSD分析: (a)晶界圖，(b)顏色反極圖(IPF)，(c)極圖(PFs)；(d) lpbf制備的S6 MMC的晶界圖，(e) IPF和(f) PFs
圖9 本文研究的LPBF制備的MMCs的力學性能與文獻進行了比較
圖10 LPBF制備的 mmc的強化機制
總之，碳化硅的加入影響了顯微組織的形態和織構。隨著碳化硅含量的增加，金屬基復合材料的微觀結構由等軸向枝晶轉變。
展開 多晶建模軟件------Dream 3D 7.0版本推薦
相比于6.5X版本的Dream 3D，Dream 3D 7.0版本已從頭開始完全重寫，代碼庫的重寫產生了一個新的底層庫，新的用戶界面：
新版本的重大更新是引入了可視化界面（效果類似于Paraview）而且可以對數值進行轉化和相關后處理，非常適合Abaqus或damask的后處理：
支持導入的數據結構包括：
支持多種顏色渲染，渲染效果如圖：
同時新版本特別適合分析EBSD數據：
不過值得注意的是當前版本中使用時不包括生成代表性RVE多晶模型的工作管道，該功能目前只能通過舊版本進行實現。同時新版本包含個人付費版本和學生免費使用版本，需要的小伙伴可以下載后使用。這里顯示一下裝載到Windows上的Dream 3D作為Ababqus模擬后處理的圖形界面效果。
變形后應變分布：
累計剪切滑移
應力場分布特征
類似的效果可以用于處理Damask的結果，可以了看到新版本的圖形渲染功能還是很強大的。感興趣的可以下載了解，或者加入我的知識星球進行溝通交流。知識星球鏈接
展開 上海工程技術大學《JMPT》長篇綜述：鋁/鋼異質材料激光連接技術！
前期文獻調研發現，WOS檢索系統中鋁/鋼異質連接的相關文獻超過700篇；為此，亟需對以上文獻進行分類梳理、總結歸納、全面分析以及展望評述。
圍繞激光連接技術，本文從激光深熔焊、激光熔釬焊、激光復合焊三方面系統地梳理了鋁/鋼激光異種金屬激光焊接方法，討論分析了填充材料中合金元素對鋁/鋼異種材料界面反應產物和接頭機械性能的影響，系統介紹了輔助能場（電弧、攪拌和輥壓等）對鋁/鋼激光焊接頭的影響規律，簡要評述了基于增材制造的異質材料連接新工藝。文章還介紹了異種焊接的常用數值分析方法：宏觀尺度上模擬溫度場、流場和應力應變的等效熱源法和熔池仿真法，介觀尺度上模擬熔池微觀組織的相場法、元胞自動機法和蒙特卡洛法；此外，還介紹了機器學習算法在性能預測方面的一些嘗試。文章重點討論了焊接缺陷、接頭形貌、金屬間化合物和界面結合強度對鋁/鋼連接接頭機械性能的影響規律；最后，作者對鋁/鋼異種金屬激光連接技術提出了展望評述。
展開 金屬科研“神器”：掃描電子顯微鏡原理及應用
圖6 BCCY復合顆粒結構,
(B) STEM圖像; (D) A和B點EDX掃描結果
線掃描成分分析：如圖7b所示，C、Cu信號在硅/銅/碳納米核殼結構復合材料(SCP)樣品的EDX面掃結果中幾乎重疊，證實Cu2+均勻分布在聚吡咯層中，而非集中于硅顆粒和聚吡咯層的界面。由圖7c中EDX線掃結果可以獲得一樣的結論。
圖7 含有CCI保護層的硅/銅/碳納米核殼結構復合材料(C-SCP)結構表征：(b)SCP的EDX面掃圖；(c) SCP的EDX線掃圖；(d) C-CP的透射電鏡圖以及(e)對應的EDX線掃圖
SEM應用：取向分析
電子背散射衍射
(Electron Back-Scattered Diffraction
，
EBSD)
材料的晶體結構及取向信息對于新型材料的研發具有重大意義。目前的主要研究手段有三種:
一是利用X光衍射或中子衍射進行宏觀統計分析; 二是利用透射電鏡 (Transmission ElectronMicroscopy，TEM) 中的電子衍射進行微區晶體結構分析; 三是利用掃描電鏡SEM中的EBSD 技術進行微區晶體結構及取向信息分析。
EBSD技術是在SEM中加裝一套EBSD采集硬件及分析系統，從而能夠在SEM中進行樣品的微區晶體結構及取向信息分析，并將微區晶體結構及取向信息與微觀組織形貌相對應。
實例：利用EBSD技術分析鈦合金的形變孿晶。
展開 金屬凝固過程組織結構演變的完美呈現 | 同步輻射在金屬材料表征方面的應用
圖4 顯示覆蓋在視場上的提取顆粒區域包絡的圖像分析算法。藍色等高線顯示了時間顆粒包絡的演化。星形虛線表示等軸晶核和初生臂生長方向。
圖5 熱梯度G=48k mm-1，無外部PEMF，Al-15wt%Cu凝固過程中的碎片圖。在每個圖像中，30 s時間幀內的碎片事件的位置由黃色圓圈標識。
基于第三代同步輻射源的同步輻射二維/三維成像技術迅速發展，高分辨率的實時、原位、動態和非破壞性表征能力揭示了柱狀等軸轉變、等軸晶自由生長、柱狀晶定向生長、枝晶臂斷裂和解離以及枝晶間競爭生長等現象。這些成像結果不僅為驗證金屬合金凝固理論提供了直接的實驗依據，而且為進一步完善和豐富凝固理論提供了技術支持。
因此，利用同步輻射成像技術對晶體的形貌、溶質分布、生長速率等方面進行分析，可以獲得大量的精確數據，而這些數據是后分析方法無法獲得的。目前，同步輻射成像技術已成為研究凝固過程最先進、最有力的工具。
鎂合金凝固行為
圖6 一系列X射線照片中拍攝的圖像顯示了在T=0.0125K/s的近等溫條件下，Elektron21合金中α-Mg初生相隨時間的演化過程。最初的α-Mg枝晶看起來很亮，而次級形態則明顯較暗。液相的灰度值與它的組成有關，在液相中，溶質濃度的增加使圖像像素變暗。標有I、II、III和IV的區域代表出現形態不同結構的空間位置。
圖7 同步輻射X射線斷層掃描重建hcp-a-Mg枝晶的生長模式。（a）（b）從不同角度顯示了多枝晶的三維生長模式，（c）顯示了hcp-a-Mg枝晶晶粒的典型三維形貌，（e）（f）分別從<0001>、<1010>和<1120>顯示了枝晶形貌。（g）顯示了通過EBSD實驗分析的hcpa-Mg枝晶的首選生長方向。
展開 教你如何用channel 5軟件處理EDSD數據 附Channel5安裝教程下載
EBSD是一種重要的表征方法，是獲取材料微區取向的一門理想技術。通過對EBSD數據的分析，可以獲得豐富的晶體學信息，這些信息不僅可以幫助科研Friends們發表高質量的論文，還可以直接應用到工業生產中，幫助生產高質量的材料。在掃描電鏡的EBSD探頭上測試完數據以后，會生成兩個源數據和一個檢測報告。這兩個源數據的格式分別為.cpr和.crc格式。這兩個格式的數據不能夠直接使用，而是要利用Channel 5軟件對其進行后處理，得到各種數據圖片和統計結果后才能進行數據分析和論文的寫作。Channel 5軟件的功能十分強大，其處理數據的過程看似簡單，但也存在許多技巧。正確教會讀者使用Channel 5軟件處理EBSD數據，是筆者些這篇文章的用意所在。
如果電腦上裝有Channel 5軟件，打開EBSD所測數據時，.cpr格式的數據會顯示
圖標，表示該文件已經被軟件識別。這個時候雙擊該按鈕，則出現如圖1左邊的對話框。點擊OK，隨即出現右邊的對話框。可以看出里面主要包括Tango、Mambo、Salsa三個主程序，最右邊的Notepad一般用不著。下面我們主要介紹這三個程序的用法。
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