【摘要】 晶粒是由晶体取向在一定容差范围内的单一相组成的连续的三维区域,而品界则是两个晶粒相交的连续二维区域。

(3)晶界表征

晶粒是由晶体取向在一定容差范围内的单一相组成的连续的三维区域,而品界则是两个晶粒相交的连续二维区域。有多种手段可以获取多晶中晶粒取向的统计信息,例如又射线衍射可以实现取向分布测量或晶体结构确定。但EBSD的独特优势在于,它不仅可以测量单个晶粒的取向,还能对材料中不同晶粒的取向数据进行统计性分析,并将这些数据绘制成图像,从而给出晶界、位错、应变等重要信息。EBSD通过将单点的晶粒取向信息扩展到更高维的多点之间的取向关系信息,是研究显微结构如何调控材料性能的有力武器。

在取向图中,计算相邻两个点的取向差并不困难,可据此对晶界进行表征。在多晶高温超导体中(Polycrystalline High-Tc Superconductors),需要一个由小角度取向差连接的晶粒组成的晶粒网使超电流通过;再如晶界工程金属中需要结合“特殊”抗损伤晶界以抵抗晶间损伤扩展,EBSD在相关的研究中发挥了重要作用。

(4)应力应变分析

了解材料内的局部应力和应变状态对于材料研究是极其重要的。例如在应变硅器件中,通过对局部应变状态进行调控可以提升器件性能,其他情况下则需要控制应变防止产生位错影响器件响应。再如,航空发动机一直是国产大飞机研制过程中的关键部件。氧化锆涂层作为发动机叶片上的热障涂层,它的失效行为严重影响了发动机叶片的寿命。涂层中的残余应力分布对涂层寿命有不同影响,EBSD是分析涂层内部残余应力的最佳显微结构分析手段,可为提高发动机叶片服役寿命提供重要的显微结构证据。通过局部应变测量还可以了解材料的变形和破坏过程。因此对材料内部应变的测量和应力分布的分析是材料研究领域的一大重要需求。

 

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