主题:【分享】T-EBSD技术介绍(可分析十几纳米尺寸的颗粒)

浏览0 回复7 电梯直达
sept
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RoyGeiss  (NIST-Boulder)某天突发奇想,安装在SEM上的EBSD是否可以通过采集透过透射样品薄区(几百nm厚)的信号获得菊池花样,来做EBSD分析呢?答案如下:

花样很清晰嘛!

之后悉尼大学的P.Trimby,( Ultramicroscopy 120 (2012) 16-24)在2012年首次发表了他们以该技术对Ni基合金做EBSD分析的成果。先观赏下他做出的结果,上下两张图进行比较,上图是传统EBSD方法所得,下图是T-EBSD所得.一切尽在不言中:



展示到这里,大家一定对该技术很好奇,到底是如何实现的呢?

其实方法很简单,大家看下面的示意图就明白了:



上图显示,红色的小片就是样品。该样品需要像制透射样品似的,双喷或者离子减薄出现小孔,孔周围的区域称为薄区,约几百nm厚。将其如上图所示夹在预倾台上,露出小孔,保证电子束可以穿过薄区,在合适的WDDD距离下,EBSD探测器可以收集到菊池花样。

这么费劲制样到底有什么好处啊?该技术最大的优点就是空间分辨率高。如下图,普通EBSD采集的是反射后的EBSD花样,分辨率>100nm。而采用穿透后的信号,分辨率仅十几个nm。(当然该参数与kV,样品厚度,Z都有关系)



因此,也就很开心的看到这位P.Trimby 大神分析Ni基合金可以清楚的看到十几个纳米的晶粒,以及纤细的晶界以及孪晶界。



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sept
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这样的技术,通常适用于何种样品?
1 晶粒尺寸很小,<50nm。2 关注晶界特性(分辨率高,尽可能减少因晶界两边不同花样重叠带来的无法标定区的范围)3应变严重的样品(大变形等)4 颗粒很小,只能分散在铜网上的样品。

下图是透射电镜拍摄的照片(左一)中图显示经过ebsd检测的band contrast图,即花样质量图,右图显示该颗粒的取向分布。该应用显示,即使TEM可以获得清晰的颗粒赋存状态图,但辅以ebsd后,更可以获得该特征的取向分布,晶界性质等。




下图显示经过等通道转角挤压后的 样品的ebsd分析。通常强应变后样品的菊池花样扭曲严重,常规ebsd方法很难采集到有效的菊池花样,更遑论大面积的取向分布图了。但如果使用T-ebsd技术,探测器采集的是穿透过去的信号,反映底层晶粒的特性。局部区域畸变程度以及干扰较少,更易获得较清晰的花样。

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2013/3/22 17:03:06 Last edit by lianlxh
sept
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牛津仪器与2012年11月底在三亚召开EBSD用户会,首次在国内介绍了该技术。虽然有学者以此获得了较好的结果,但仍然有很多工作留待我们去尝试。比如,样品厚度在什么范围可以达到最佳的效果,与原子序数有多大关系,工作距离、探头距离的影响有多大。。。。

在此,我们向所有未能来参加我们用户会的老师们介绍该技术,希望有更多的人可以将其应用在纳米材料分析中。

同时,需要强调的是,P.Trimby教授虽然是采用牛津仪器出品的EBSD探测器做出的该结果,但这仅仅是一种技术,不在乎设备出身谁家。希望我们国内有更多人能够将该技术进一步完善,做出更惊人的成果。
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2013/3/22 12:30:30 Last edit by sept
sept
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大家有没有发现网页的字体编辑器很不听话啊,我修改了n次,依然如此,忽大忽小的字体。默!
毒菇九剑
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顺便提醒一下,该技术不需要SEM上配扫描透射(STEM)附件。场发射SEM即可。
可以大幅提高EBSD的空间分辨率。是TEM方法的有效补充,且更具有统计意义。
sept
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是的,但有时需要用较高的加速电压,如30kV。更有利于获得穿透式的信号
小M
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确实新奇哦~

原来有过拿TEM样品做EBSD的,但是还是按照传统的EBSD放置样品和分析方法。没想到也可以用透射电子束。
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2013/3/26 19:50:36 Last edit by mitchell_dyzy
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原文由 小M(mitchell_dyzy) 发表:
确实新奇哦~

原来有过拿TEM样品做EBSD的,但是还是按照传统的EBSD放置样品和分析方法。没想到也可以用透射电子束。


是的,你说的方法通常也是对比较难制备的样品来说较有效的方法。比如对Mg合金,比较难标定的hcp,将样品制备成3mm的小圆片,以双喷来抛光,但不要喷透。这种样品仍然是以70度粘在预倾台或倾转70度放置,仍然观察反射出的信号。
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