利用EBSD分析晶粒的參數(shù)設(shè)置問題

鑠思百檢測(cè)可提供EBSD測(cè)試服務(wù)，以下是EBSD測(cè)試數(shù)據(jù)的介紹。

晶粒和孿晶的尺寸對(duì)晶態(tài)金屬材料的性能有著顯著的影響，表征晶態(tài)金屬材料的晶粒尺寸是分析金屬材料性能的重要內(nèi)容。

利用EBSD技術(shù)統(tǒng)計(jì)晶粒尺寸具有諸多優(yōu)勢(shì)，它對(duì)晶粒的重構(gòu)不同于傳統(tǒng)的金相法，它根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的晶體學(xué)取向?qū)⑾噜彽臄?shù)據(jù)點(diǎn)組合成晶粒。如果兩個(gè)相鄰的數(shù)據(jù)點(diǎn)具有相似的晶體學(xué)取向，那么這兩個(gè)點(diǎn)被認(rèn)為屬于同一個(gè)晶粒。

EBSD分析軟件晶粒參數(shù)的設(shè)定對(duì)晶粒相關(guān)的分析結(jié)果有著顯著的影響。本文以銅薄膜樣品的EBSD數(shù)據(jù)為例，詳細(xì)講解OIM analysis軟件分析晶粒的一些常規(guī)操作和參數(shù)設(shè)置問題。

將銅薄膜樣品EBSD數(shù)據(jù)導(dǎo)入OIM analysis分析軟件，左鍵選中項(xiàng)目樹中All data數(shù)據(jù)分區(qū)，點(diǎn)擊QuickGen工具欄上的IPF圖按鈕和IQ圖按鈕快速生成IPF圖和IQ圖觀察樣品組織。

從IPF圖和IQ圖中可以看出，樣品組織由等軸晶和孿晶組成，黑色的未識(shí)別的數(shù)據(jù)點(diǎn)區(qū)域?yàn)闃悠分械目锥础?/p>

點(diǎn)擊QuickGen工具欄上的Grain Color Map按鈕和Grain Size distribution chart按鈕。軟件主窗口會(huì)快速顯示一個(gè)有不同顏色代表的晶粒圖和晶粒尺寸分布圖。

從晶粒尺寸分布圖中可以看到，橫坐標(biāo)為直徑。該圖中的直徑為晶粒所包含的數(shù)據(jù)點(diǎn)的總面積等效圓的直徑。

利用Standard工具欄上的放大工具，對(duì)晶粒色彩圖進(jìn)行放大。從放大的圖中可以看到，存在大量的黑色的和白色的點(diǎn)。其中，黑色的點(diǎn)為未識(shí)別的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

白色的點(diǎn)則是被檢索到的，但既不是單獨(dú)的晶粒，也不屬于周圍任何晶粒的數(shù)據(jù)點(diǎn)。軟件規(guī)定，一組數(shù)據(jù)點(diǎn)若要被定義為晶粒，其數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量必須要超過一定的數(shù)值，即最小像素。

當(dāng)這一組數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量小于最小像素時(shí)，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)將無法被定義為晶粒。通常，最小像素默認(rèn)值為2。因此，只有至少兩個(gè)具有相同取向的數(shù)據(jù)點(diǎn)集才能被定義為一個(gè)晶粒，而周圍沒有相似取向的單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)無法被定義為一個(gè)晶粒。

鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊項(xiàng)目樹中的數(shù)據(jù)，選擇創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)據(jù)分區(qū)，這時(shí)候會(huì)彈出一個(gè)分區(qū)對(duì)話框。點(diǎn)擊對(duì)話框中的Grain Size欄，在這一欄中我們可以對(duì)定義晶粒的參數(shù)進(jìn)行修改。

將晶粒最小尺寸設(shè)置為1，然后保存參數(shù)，選擇該新創(chuàng)建分區(qū)數(shù)據(jù)，并點(diǎn)擊QuickGen工具欄上的Grain Color Map和Grain Size distribution chart按鈕。

從兩張新生成的圖中可以觀察到，晶粒顏色圖中的白色的點(diǎn)消失了，而晶粒尺寸分布圖變化卻不大，即使是小尺寸晶粒其比例變化也不大。造成這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)榫Я３叽绶植紙D的縱坐標(biāo)為面積比例，這些小的、獨(dú)立的點(diǎn)雖然數(shù)量較多，但是對(duì)整個(gè)面積貢獻(xiàn)不大。

如果我們用數(shù)量比例來繪制晶粒尺寸分布圖，則分布圖將發(fā)生較大的變化。這一操作可以通過一下步驟實(shí)現(xiàn)：鼠標(biāo)右鍵單擊分布圖并從下拉列表中選擇property選項(xiàng)，點(diǎn)擊Edit按鈕，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊Parameters欄，選擇Number Fraction選項(xiàng)，并點(diǎn)擊確定。

操作步驟圖和兩種不同統(tǒng)計(jì)方式得到的晶粒尺寸分布圖如下圖所示

從銅薄膜樣品的組織中可以看到存在大量的孿晶。到目前為止，以上的處理都將孿晶當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)的晶粒處理。然而，

OIM分析軟件有能力將孿晶和其基體晶粒作為同一晶粒處理。為此，可以再次創(chuàng)建一個(gè)新的分區(qū)，就像在之前操作的那樣，并再次選擇Grain Size選項(xiàng)卡。

設(shè)置晶粒最小尺寸為1，然后在對(duì)話框的Twin Boundaries部分點(diǎn)擊define按鈕，在出現(xiàn)的下一頁(yè)中，兩個(gè)選項(xiàng)都應(yīng)該被關(guān)閉，然后按下對(duì)話框底部的next按鈕，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊add按鈕即可輸入孿晶的類型或者選擇OIM根據(jù)所分析樣品物相提供的預(yù)設(shè)孿晶。

再次創(chuàng)建Grain Color Map和Grain Size distribution chart，從結(jié)果中可以看到晶粒色彩圖和尺寸分布圖發(fā)生了明顯的變化。

此外，樣品組織中還存在一些黑色的被識(shí)別到的點(diǎn)，這些黑色的點(diǎn)被認(rèn)為是樣品中的孔洞。這些未被識(shí)別的黑色的點(diǎn)在OIM軟件中被稱為anti-grain。

如同正常的晶粒一樣，OIM分析軟件也可以對(duì)anti-grains進(jìn)行分析。右鍵單擊數(shù)據(jù)分區(qū)，在下拉列表中選擇New Chart，在彈出的對(duì)話框中Type下拉列表中選擇新圖標(biāo)類型為Grain Size，點(diǎn)擊editor按鈕并選擇anti-grain。

按照類似的步驟可以創(chuàng)建Anti-Grain的晶粒彩色圖：右鍵單擊項(xiàng)目樹中的分區(qū)數(shù)據(jù)，并從彈出菜單中選擇New Map；在圖樣式的顏色下拉菜單中選擇unique grain color；點(diǎn)擊Edit按鈕，在彈出的對(duì)話框中選擇Anti-Grain。結(jié)果如下圖所示：

需要注意的是，anti-Grain不僅由未識(shí)別的點(diǎn)組成，而且還由不屬于任何晶粒的數(shù)據(jù)點(diǎn)組成。