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(guò)減小背散射電子射出表面的路徑以獲取足夠強(qiáng)的背散射衍射信號(hào)，減小吸收信號(hào)），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(jī)接收，經(jīng)圖像處理器處理(如信號(hào)放大、加和平均、背底扣除等），由抓取圖像卡采集到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)通過(guò) Hough 變換，自動(dòng)確定菊池帶的位置，寬度，強(qiáng)度，帶間夾角，與對(duì)應(yīng)的晶體學(xué)庫(kù)中的理論值比較,標(biāo)出對(duì)應(yīng)的晶面指數(shù)與晶帶軸，并算出所測(cè)晶粒晶體坐標(biāo)系相對(duì)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(shí)物照片。場(chǎng)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(dá) 2.5 nm）和強(qiáng)的電子束流，從而可進(jìn)行納米尺度組織的衍射分析。熱場(chǎng)發(fā)射槍燈絲的平均壽命約 10000 h。一般來(lái)講，進(jìn)行EBSD 分析時(shí)使用燈絲電流很大，特別是樣品制備不太好時(shí)，常調(diào)大電流，這使燈絲壽命明顯低于只做形貌分析時(shí)的燈絲壽命。選擇或購(gòu)買EBSD系統(tǒng)時(shí)要注意電鏡的這些特點(diǎn)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(jì)算機(jī)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(jī)。

CCD 相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：穩(wěn)定、不隨工作條件變化、菊池花樣不畸變、不怕可見(jiàn)光、壽命長(zhǎng)。

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(dú)特而強(qiáng)大速度、靈敏度和衍射花樣細(xì)

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

帶相機(jī)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(dòng)方式或機(jī)械方式插入(使用）或抽出，既可由外置的控制裝置來(lái)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(cè)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(cè)到大角度傾轉(zhuǎn)樣品的背散射電子信號(hào)的前置位置，專門在 EBSD 分析時(shí)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