EBSDtutkimus

EBSD-tutkimus on elektronien takaisinheijastuksen diffraktioon perustuva menetelmä SEM-ympäristössä, jolla kartoitetaan materiaalin kristallorientaatio, faasi ja mikrostruktuuri. Se soveltuu sekä metallien että kivilajien analysointiin.

Periaate: näytettä kohdistetaan elektronivirran törmäykseen ja Kikuchin diffraktiopattern muodostuu näytteen pinnalla. EBSD-kamera tallentaa kuvan, ja ohjelmisto indeksoi kuvion, josta saadaan orientaatiohyödykset (usein Euler- tai orientaatiokertoimet) sekä kartat faasista, tekstuurista ja misorientaatiosta.

Laitteisto ja valmistelu: näyte on sileä, puhdas ja johtava tai päällystetty ohuella metallivaipalla. Näytteen kulmaa SEM-ssä käytetään noin 65–75 astetta. EBSD-detektori koostuu fosforinäytöstä ja CCD-/CMOS-kamerasta; mittaus voidaan toteuttaa rasteroituna.

Sovellukset: EBSD:tä käytetään laajasti metallurgiassa ja geologiassa graniittien koon, tekstuurin ja faasijakauman määrittämiseen sekä rekristallisaation ja muodonmuutoksen tutkimiseen. HR-EBSD mahdollistaa paikallisen kiderakenteen rasitus- ja muodonmuutoksen kartoituksen. Tuloksia hyödynnetään materiaalisuunnittelussa, laatuvalvonnassa ja tutkimuksessa.

Data-analyysi: indeksointi tarjoaa orientaatiotiedot (Euler), luottamus-/laatusuhteet sekä IPF- ja tekstuurikarttoja. Misorientaatiot sekä faasijaon voidaan laskea. MTEX, HKL/OIM ja useat kaupalliset paketit tukevat analyysiä.

Edut ja rajoitukset: EBSD tarjoaa korkean tilallisen resoluution ja kattavat rakennetiedot, mutta näytteen on oltava johtavaa ja pinnan on oltava hyvälaatuinen. Epäindeksoidut kuviot, huonot diffraktiopatternit sekä tiheä rakenne voivat heikentää tuloksia.

Historia: EBSD kehitettiin 1960–1980-luvulla ja on sittemmin vakiinnuttanut asemansa yleisenä työkaluna SEM-tutkimuksessa.