电子背散射衍射,即EBSD(Electron Back scattered Diffraction),在20世纪90年代开始技术商品化。它属于扫描电镜中的一个配件,主要是基于电子束在倾斜样品表面激发出的菊池带来分析晶粒结构、取向等信息,用途非常广泛[1]。借助EBSD技术,我们可以获得有关材料晶体学取向,不同相,以及大小晶界等的分布,尤其是特殊界面,即孪晶界的确定和成像。本文将着重介绍EBSD技术在孪晶分析中的应用。
L. Lu等人[3]在纯铜中引入纳米级别的生长孪晶片层,可以将纯铜的屈服强度提升十几倍,幵具有可观的塑形。在TWIP(TWinning Induced Plasticity)钢中,则是通过形变诱发孪生机制,在变形过程中,原位在基体中形成形变孪晶,归因于高的孪生晶粒份数和细小的孪晶片层厚度,可以得到超过1GPa的抗拉强度和大于60%的延伸率,同样也得到了优异的金属材料强韧化效果[2]。由此看来,孪晶在金属材料强韧化研究领域起到了不可低估的作用。
但是对于材料表面的OM(Optical Microscope)戒者SEM(Scanning Electron Microscope)观察,却很难区分滑移带与形变孪晶,如图1所示为拉伸变形后的TWIP钢表面组织,从形貌像来看很难区分滑移带和形变孪晶,但是借助EBSD技术,则可以看出(a)图所示的是滑移带,(b)图则是形变孪晶[4]。虽然通过TEM(Transmission Electron Microscope)技术也可以判断是否为形变孪晶,但由于TEM试样制备周期长,试样制备成功率低,观察范围小,而EBSD技术可以克服这些不利因素,大大提高工作效率。