EBSD入门简介-姚宗勇.

EBSD技术入门简介清华大学姚宗勇2008.1.10清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.92/932008年1月10日提纲1.晶体学及织构基础2.工程材料的织构控制3.EBSD的原理及应用4.EBSD数据处理演示清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.93/932008年1月10日1.晶体学及织构基础2.工程材料的织构控制3.EBSD的原理及应用4.EBSD数据处理演示清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.94/932008年1月10日1.1取向(差)的定义及表征晶体的[100]-[010]-[001]坐标系CCS相对于样品坐标系SCS：RD(rollingdirection,轧向)-TD(transversedirection,横向)-ND(normaldirection,法向)（或X-Y-Z）的位置关系。清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.95/932008年1月10日•两个晶体坐标系之间的关系–crystalcoordinatesystemforcrystal1(CCS1)–crystalcoordinatesystemforcrystal2(CCS2)CCS2CCS1SCS取向差的定义取向取向差清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.96/932008年1月10日(1)RotationmatrixG(2)Millerindices(3)Eulerangles(4)Angle/axisofrotation(5)Quaternion取向(差)的表征清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.97/932008年1月10日(1)RotationmatrixG•Therotationofthesampleaxesontothecrystalaxes,i.e.CCS=g.SCSXYZSCSCCS[001][010][100]1,1,1areanglesbetween[100]andX,Y,Z2,2,2areanglesbetween[010]andX,Y,Z3,3,3areanglesbetween[001]andX,Y,Zltwksvhrugggggggggg333222111333231232221131211coscoscoscoscoscoscoscoscos清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.98/932008年1月10日(2)MillerIndices•(hkl)[uvw],(hkl)||轧面,[uvw]||轧向•{hkl}uvwMiller指数族•Foracubiccrystalstructure,(hkl)[uvw]等效于[hkl]||Zand[uvw]||X清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.99/932008年1月10日Examples–MillerIndicesTNR{001}110{112}110{111}110{111}112{110}001清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.910/932008年1月10日第一次：绕Z轴（ND）转φ1角第二次：绕新的X轴（RD）转Φ角第三次：绕新的Z轴（ND）转φ2角这时样品坐标轴和晶体坐标轴重合。Euler角（φ1,Φ,φ2)的物理意义：(3)Eulerangle清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.911/932008年1月10日(4)Angle/AxisofRotation•°uvw•常用于表示取向差•可由旋转矩阵G得到1-21086°86°1-210Mg合金中常见孪晶清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.912/932008年1月10日(5)Querternion不是很理解四元素法：(Q0,Q1,Q2,Q3)，在计算晶粒的平均取向有用。清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.913/932008年1月10日（1）取向矩阵G：802030805120535075303840268058107680.........ltwksvhru（4）轴角对：(n1,n2,n3)θ=(0.842,-0.779,-0.966)48.6°（5）四元素法：(Q0,Q1,Q2,Q3)=(0.911,0.231,-0.214,-0.265)（2）Miller指数：{ND}RD={hkl}uvw={123}63-4（3）Euler角:（φ1,Φ,φ2)=(301.0°,36.7°,26.7°)S取向的5种表示清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.914/932008年1月10日取向表达的数学互换G矩阵=Miller指数{hkl}uvw轴角对四元素法(φ1,Φ,φ2)清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.915/932008年1月10日取向的等价形式对于立方晶体，每个取向有24种等价形式:(301,36.7,26.7)=(123)[63-4]130136.726.72121143.3153.33153.157.731161.4844333.1122.26918.5165121143.3333.3630136.7206.77333.1122.269198.5168153.157.731341.484930136.7116.710232.962105.576146.3411121143.363.31252.96274.42433.661330136.7296.71452.96274.424213.6615121143.3243.316232.962105.576326.3417232.962105.57656.3418153.157.73171.4841952.96274.424123.6620333.1122.269108.5162152.96274.424303.6622153.157.731251.48423232.962105.576236.3424333.1122.269288.516清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.916/932008年1月10日织构的定义：多晶体中晶粒取向的择优分布。织构与取向的区别：多与单的关系。1.2织构的定义及表征织构决定材料性能的典型例子：取向硅钢的Goss高斯织构(110)[001]控制，汽车深冲IF钢{111}织构控制，饮料罐用AA3104板材的制耳控制、高压阳极电容铝箔的Cube织构控制，超导带材的镍基带的Cube织构控制等等。清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.917/932008年1月10日取向电工钢，又称为冷轧取向硅钢。英文名称：GrainOrientedFlatrolledElectricalSteel。冷轧取向硅钢是指含2.9％～3.5％Si，钢板晶体组织有一定规律和方向的冷轧电工钢。含碳量不超过0.08%，可含有不超过1.0%的铝，所含其他元素的比例并不使其具有其他合金钢的特性；厚度不超过0.56毫米；呈卷状的，则其可为任何宽度；呈板状的，则其宽度至少是厚度的十倍。一般指具有高斯织构的单取向硅钢片，即（110）晶面平行于轧制面、[001]晶向平行于轧制方向的硅钢。取向电工钢，又称为冷轧取向硅钢。英文名称：GrainOrientedFlatrolledElectricalSteel。冷轧取向硅钢是指含2.9％～3.5％Si，钢板晶体组织有一定规律和方向的冷轧电工钢。含碳量不超过0.08%，可含有不超过1.0%的铝，所含其他元素的比例并不使其具有其他合金钢的特性；厚度不超过0.56毫米；呈卷状的，则其可为任何宽度；呈板状的，则其宽度至少是厚度的十倍。一般指具有高斯织构的单取向硅钢片，即（110）晶面平行于轧制面、[001]晶向平行于轧制方向的硅钢。用途取向电工钢是电力工业行业不可缺少的一种软磁材料，主要应用于各种类型变压器、整流器、电抗器及大电机等行业，用于制造各类变压器的铁芯。生产流程取向电工钢：矿石---炼铁---炼钢---热轧---酸洗—冷轧---退火---冷轧硅钢（取向电工钢）冷轧卷板：矿石---炼铁---炼钢---热轧---酸洗—冷轧---退火---冷轧卷板生产具有高斯织构的硅钢，关键在于利用二次再结晶。为了实现二次再结晶，通常需要在合金中添加正常晶粒长大抑制剂，如MnS等。晶粒长大抑制剂必须能以参杂的形式弥散地分布在合金基体内，在二次再结晶发生时，能够有效地阻止基体晶拉的正常长大，同时，又要求在最后的高温退火中可方便地消除掉，以免恶化产品的磁性能。在二次再结晶中、二次晶粒长大的取向核主要依靠适当的冷轧工艺和再结晶退火来产生。由于相变会破坏晶粒取向，因此在热处理过程中保持单相至关重要。清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.918/932008年1月10日X射线法测出的织构表示出整体织构分布及各类织构数量，但不能表明它们在样品（各类织构）中是怎样分布的。微观织构描述了一群晶粒的取向在空间的位置关系，是组织与取向的结合，也称取向拓扑学。清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.919/932008年1月10日极图•晶面法线投影到球上，再投影到赤道面上•两种投影方法：上半球投影法和等面积投影法。{001}极图的示意图极图：某一特定{hkl}晶面（反映了晶体坐标系）在样品坐标系下的极射赤面投影。主要用来描述板织构{hkl}uvw。根据极图的定义，很容易的看出，它表示的是晶体坐标系与样品坐标系的关系。清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.920/932008年1月10日反极图•先将样品坐标轴投影到球上，再投影到赤道面上•常用：上半球投影法和立体投影法。Withcubiccrystalsymmetry,allpossibleorientationsofasingledirectioncanbedisplayedina“triangle”(left)definedbyprojectionsofthe001,101and111directionsofan{001}100cube(above)反极图：样品坐标系在晶体坐标系中的投影。一般描述丝织构。清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.921/932008年1月10日（3）取向分布函数图ODF。用于精确表示织构。取向分布函数图清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.922/932008年1月10日立方取向的{100}、{110}、{111}极图例如：铜型织构{111}11-2反极图织构的表示方法-例子清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.923/932008年1月10日BrassCopperSCubeGoss清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.924/932008年1月10日织构的等价形式{hkl}uvw晶体对称性：24种形式样品对称性：4种{hkl}uvw{hk-l}-u-vw{hlk}uwv{hl-k}-u-wv但对于特殊的织构：Cube：1重样品对称性，24种形式Goss：1重样品对称性，24种形式Brass：2重样品对称性，48种形式S：4重样品对称性，96种形式Copper:2重样品对称性，48种形式清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.925/932008年1月10日常见理想织构•再结晶织构：Cube•冷轧织构：Brass，S和Copper织构•拉伸织构：111和100//拉拔方向•冷墩织构：高层错能(Cu):110，低层错能(Cu-30%Zn)同时出现111清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2007.1.926/932008年1月10日清华大学博士生开题报告博士论文选题报告2