HR3C奥氏体耐热钢晶界蠕变损伤的电子背散射衍射分析

对不同条件下的HR3C奥氏体耐热钢蠕变试样进行性能测试和微观结构观察,研究奥氏体耐热不锈钢蠕变沿晶破坏行为和损伤特征。电子背散射衍射(EBSD)分析结果表明,不同蠕变速度下材料的晶粒尺寸基本不变,未产生择优取向,但高蠕变速度条件下部分孪晶界演变成一般晶界,而低蠕变速度下原始孪晶结构基本保持不变。EBSD分析结果清楚地反映了微观蠕变应变的不均匀性。沿晶微裂纹和蠕变空洞的产生和扩展是最显著的损伤特征,这些损伤现象与不同蠕变速度下的蠕变机制及晶界性质密切相关。

铜导线火灾熔痕的背散射电子衍射分析方法

采用电解抛光法制备铜导线熔痕试样,使用背散射电子衍射分析技术对不同种类铜导线熔痕织构的存在状态进行分析。结果表明:火焰熔痕与短路熔痕的织构状态存在明显差异,火焰熔痕基本不存在任何方向的织构,组织主要是粗大的等轴晶;一次短路熔痕与二次短路熔痕均存在明显织构,二次短路熔痕边缘易出现粗大的等轴晶或枝晶,而一次短路熔痕边缘以柱状晶分布为主。

电子背散射衍射制样用振动抛光装置的设计及应用

针对电子背散射衍射制样振动抛光机结构复杂、质量较大、价格较高等问题,设计了一种采用市售振动盘底座为基础的振动抛光装置,并选取2024铝合金和2205双相不锈钢进行试验。结果表明:研究设计的振动抛光装置结构简单、操作简便、价格低廉,制备的电子背散射衍射试样表面质量较好,电子背散射衍射测试的标定率高,能够准确获得金属材料的显微组织和取向等信息。

X70管线钢残余塑性应变的背散射电子衍射表征方法研究

为了研究高钢级油气管线环焊缝脆性开裂失效与微小残余塑性应变之间的关系问题,采用背散射电子衍射对不同应变下的X70管线钢进行了表征研究。通过四点弯曲试验和拉伸试验制备带有残余塑性应变的样品,表征了衍射带对比度、核平均取向差与应变的关系。结果表明:X70钢,对于10%以内的塑性变形,金相和硬度等工程手段无法识别;在X70钢管四点弯曲的梯度塑性应变预制样品和系列拉伸样品中,材料EBSD衍射带对比度与微小塑性变形相关性较差,而核平均取向差与±2%以上的塑性变形有较好正相关性,有望用于实际管线残余塑性变形的定性或半定量评估。

岩石电子背散射衍射(EBSD)组构分析及应用

电子背散射衍射(EBSD)技术是现代构造地质学与显微构造分析领域一项崭新的技术,它与现代高分辨率扫描电子显微镜和能谱分析设备结合,可以对块状样品中微米或纳米级尺度的颗粒进行晶体结构分析,从而使微观结构、微区成分与结晶学优选数据结合起来,能够更精细地对比研究矿物和岩石显微构造,为岩石显微构造分析开辟了一个全新的领域。分析了EBSD技术的基本原理、系统构成、样品制备和工作程序。介绍了石英组构测量,极细粒物质(微角砾岩)的组构特点,二轴晶矿物(角闪石)的组构、变形机制和金属硫化物组构分析的应用实例,对于应用EBSD系统开展研究存在的一些问题进行了讨论。

电子背散射衍射(EBSD)及其在材料研究中的应用

论述了电子背散射衍射(EBSD)的形成原理、花样包含的物理意义,并给出了EBSD在测定晶体取向、织构、取向关系、物相鉴定、应变分布、晶格常数及晶界性质研究等方面的应用实例。

电子背散射衍射技术在X80管线钢环焊缝塑性应变表征中的应用

X80油气管道服役过程中的轴向应力(或应变)是导致管道失效的重要因素。轴向应力作用下,弱匹配环焊接头引入的过量塑性变形将导致焊缝处强度破坏或脆化失效。为了探究服役后的X80高钢级管道及环焊缝的微小轴向塑性变形,研究尝试使用电子背散射衍射技术(EBSD)对管线钢进行残余塑性应变进行表征。结果表明:以X80管线钢单轴拉伸和四点弯曲样品为试验对象,筛选并验证了X80母材的核平均取向差(KAM)与微小应变呈线性正相关;利用EBSD分析沿壁厚方向的环焊缝细晶区KAM分布情况,发现靠近盖面焊和打底焊处的KAM与塑性应变有较好的对应关系;在对脆性失效环焊缝细晶区的分析中发现,沿壁厚方向的KAM显著高于同位置的未服役环焊缝,该结果证实了X80环焊缝在脆性断裂前曾经历了一定量的塑性变形,有研究表明这种塑性变形的累积对环焊缝的韧性将造成不利影响。

电子背散射衍射技术及其在微观力学行为研究中的应用

电子背散射衍射(electron backscatter diffraction, EBSD)技术不仅能表征材料微观组织,还能定性分析测试区域的弹性应变和塑性应变,目前该技术已被广泛用于晶体材料微结构的表征。考虑到服役过程中材料微结构及其应力状态可能会发生变化,因此,研究不同服役环境下晶体微观组织与应变场演化之间的内在联系对于研究材料的失效行为和机理有重要意义。本文介绍了EBSD技术的基本原理、常用制样方法及其主要功能,给出了基于EBSD技术在材料科学领域的应用实例,探讨了使用EBSD不同成像数据研究材料微结构及其微观力学行为的分析方法。

电子背散射衍射(EBSD)技术在地壳构造变形研究中的应用

电子背散射衍射(EBSD)技术是岩组学研究的一项革命性新技术。该技术可以对传统的岩石薄片进行分析,实用性高,观测精度达到亚微米级别。配合扫描电子显微镜、阴极发光、波谱、能谱分析设备,EBSD技术可以对透明和非透明的任何对称性晶体进行取向测量,快速获取晶体显微结构、微区成分与晶体学参数,可以对晶体开展形貌观察、晶体优选方向(CPO)、取向差分析、物相鉴定、应变测量、晶界分析、变形机制、位错滑移系、晶内变形、温压条件研究。结合聚焦离子束(FIB)技术,可以获取矿物的三维结构图像。对地壳的主要矿物进行组构分析,结合野外矿物变形特征与试验岩石学研究成果,可以开展地壳构造运动学、动力学的研究。本文介绍岩组学的研究历史,以及EBSD技术在地壳常见矿物石英、钾长石、斜长石、角闪石以及假熔岩构造变形研究中的最新进展与典型实例,并对EBSD研究结果中一些潜在的不确定性因素进行了讨论。

电子背散射衍射(EBSD)技术在大陆动力学研究中的应用

电子背散射衍射(Electron backscatter diffraction,简称EBSD)技术可以快捷准确地进行物相鉴定,确定矿物晶体的晶格优选定向和多相岩石中各矿物的空间分布,使其成为定量研究岩石显微构造的理想工具。将岩石组构测量、野外地质观察与矿物的变形实验研究相结合,可以判别物质运动的剪切指向和变形的温压条件,从而进行运动学和动力学机制的分析。本文首先介绍了EBSD技术的原理和主要矿物组构的实验研究进展,然后以国土资源部大陆动力学重点实验室5年来的成果为例,总结了EBSD技术在研究大陆深俯冲和折返的动力学机制和大陆造山带动力学研究中的应用。结果表明:橄榄石和绿辉石的组构揭示了板块深俯冲阶段的组构运动学特征,而石英、斜长石和夕线石的组构可以用来研究地壳内大型韧性剪切带的变形历史,如与苏鲁超高压变质岩折返相关的韧性剪切带、龙门山逆冲剪切带、西昆仑康西瓦走滑剪切带和喜马拉雅造山带的康马拆离剪切带。因此,EBSD技术的应用有助于实现显微构造与宏观构造相结合,建立变质-变形-运动学相统一的地球动力学模型。

电子背散射衍射技术的撞屏失误和试样放置注意事项

针对电子背散射衍射探测器的磷屏距离试样较近,操作时容易撞屏的问题,分析了电子背散射衍射技术的风险点和两种防撞报警功能,探讨了撞屏对探测器的影响,总结了试样放置时的注意事项,分析了防撞功能的局限性。结果表明:除了对风险认识不足外,两次事故均源于不恰当地使用软件功能,使试样台出现过大幅度且快速移动;梳理操作风险、更为谨慎的操作和更规范的管理可以避免该类问题再次发生。

材料变形过程中的原位电子背散射衍射(in-situ EBSD)分析

本文介绍一套既具备电子背散射衍射(EBSD),又具备应力加载功能的分析测试方法,简称原位EBSD。采用该系统能实现对拉伸、压缩、弯曲及剪切变形过程中材料的微观组织演变进行原位跟踪观察;可以分析材料在变形过程中的组织演变过程,获得组织演变的连续性信息,从而对研究材料变形过程中的机理及物理本质提供有力的实验依据。本文还以原位压缩过程中纯镁的微观组织演变的测试与分析为例,说明原位EBSD系统使用方法。

电子背散射衍射技术在高级别连续油管晶粒度评定中的应用

高级别连续油管产品的晶粒尺寸较小,采用传统的金相检验方法无法准确评定其晶粒度。利用金相检验和电子背散射衍射技术相结合的方法,对不同级别连续油管产品的晶粒尺寸进行研究。结果表明:采用电子背散射衍射技术能够准确评定高级别连续油管的晶粒尺寸,CT90连续油管的平均晶粒等积圆直径为2.89μm,CT110连续油管的平均晶粒等积圆直径为1.37μm。

冷轧及退火对310S奥氏体不锈钢的微观结构和组织的影响:基于X射线和电子背散射衍射分析

本文研究了热处理对310S奥氏体不锈钢的微观结构和组织的影响。对样品材料进行冷轧,使其厚度分别减少20%、50%和90%,然后在1023、1223和1323 K下退火5、15和30 min。在厚度减少20%后,奥氏体内产生孪晶,且可观察到形变诱发的α’马氏体,孪晶的体积分数大于α’马氏体。当厚度变化由50%增加到90%,α’马氏体的体积分数由11%增加到69%,孪晶被α’马氏体取代。发生形变后奥氏体相主要为Brass、Goss和S织构,α’马氏体的主要纹理为R-Cu、R-cube、F和E组份。随着形变量增大,Brass织构增加,Goss织构减少。退火过程中,马氏体向奥氏体转变,并发生了再结晶,使Goss和Brass再结晶织构的体积分数增加。材料退火后的结构与冷轧后的大致相同。1223 K下退火5 min的马氏体转变速度明显高于1023 K下的。在1023 K下退火5 min,由于马氏体不完全转变和初级再结晶,未能检测到等轴组织。获得超细晶粒组织的最佳退火温度为1023 K,退火时间为15 min。在1173 K和1273 K时出现快速再结晶和晶粒生长。

电子背散射衍射(EBSD)在材料研究中的应用

电子背散射衍射(EBSD)作为扫描电子显微镜(SEM)的一个附属装置,可用于金属材料显微组织和结晶学分析。能够快速获得块状金属材料任一位置的成分、显微组织及单个晶粒的取向。

GaAs-GaN键合界面热应力的电子背散射衍射研究

采用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术,观察和分析了GaAs和GaN晶片热压键合的界面热应力和晶片键合质量。利用EBSD测量了GaAs-GaN键合界面的菊池花样质量、晶格转动、晶格错配和位错密度等应力敏感参数。结果表明,晶片键合质量良好,键合界面中心区域的热应力小于边缘区域的热应力。GaN层和GaAs层中的应力影响范围,在中心区域分别约为100 nm和300 nm,在边缘区域分别约为100 nm和500 nm。EBSD显示的应力分布图与模拟应力场相似。模拟和计算表明,最大剥离应力和剪切应力分布在键合界面的边缘。剥离应力是导致晶片解键合的主要原因。

半导体结构中局域弹性应变场的电子背散射衍射分析

采用扫描电镜中的电子背散射衍射（Electron Backscattering Diffraction,EBSD）技术,对硼掺杂的可动悬空硅薄膜和用于激光二极管（LED）的蓝宝石衬底上异质外延生长GaN层中的弹性应变区进行了测量.将菊池图的图像质量（IQ）和Hough转变强度,以及小角度晶界错配的统计数据作为应力敏感参数,研究了单晶材料系统中,微米～亚微米尺度的晶格畸变状态及局域弹性应变场.EBSD测试获得了硅薄膜窗口区域及LED的GaN外延层中的弹性应变分布.

GaAs-AlGaAs外延结构中微区应力的电子背散射衍射分析

采用电子背散射衍射（EBSD）技术，以30～40nm的空间分辨率，显示GaAs—AlGaAs外延结构中的应力分布。将菊池花样质量JQ和Hough峰，以及晶格错配和局部转动等测量参数作为应力敏感参数，分析GaAs—AlGaAs周期外延层中的应变状态。通过对菊池花样进行快速傅立叶变换和强度计算识别微区应变区域。

应用电子微探针-扫描电镜-拉曼光谱-电子背散射衍射研究一种未知Ti-Zr-U氧化物的矿物学特征

本文应用电子微探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)在阿尔金地区的榴闪岩中发现了一种微米级含铀氧化物矿物,结合光学显微镜、拉曼光谱和电子背散射衍射(EBSD)技术对该矿物的化学成分、赋存状态、物理及光学性质、晶体结构等矿物学特征进行了研究。结果表明,该矿物在空间上与钛铁矿关系密切且主要产于其边部,为一种不透明矿物;主要化学组成为TiO2、ZrO2和UO2,实验化学式为(Zr,U)Ti2O6,其中U与Zr互为类质同象替代;具独特的拉曼光谱特征,初步确定为斜方晶系且具有序的铌钙矿结构。通过电子微探针U-Th-Pb定年获得等时线年龄为451±49Ma,可能代表了寄主岩石的退变质年龄。将该矿物与化学成分类似的晶体进行对比,发现与斯里兰卡石等已知天然矿物存在差异,而与一种人工合成晶体Zr5Ti7O24在化学成分和晶体结构上较为相似,可以初步推断Ti-Zr-U氧化物为一种未被人们发现的新矿物。