一文带您了解扫描电子显微镜EBSD技术的原理、采集及分辨率

EBSD技术是一种常用的材料显微技术，全称电子背散射衍射。它通过测量反射电子的角度和相位差来确定样品的晶体结构和晶粒取向等特征。与传统的扫描电镜技术相比，EBSD技术具有更高的空间分辨率，可以获得亚微米级的晶体学数据。

EBSD技术的主要特点是在保留扫描电子显微镜常规特征的同时，利用电子回旋衍射效应对反射电子进行衍射分析，以获得晶体学信息。该技术不仅可以提供样品的晶体结构和晶粒取向等信息，而且可以同时获得晶粒尺寸和形貌等重要参数。因此，在材料科学领域，EBSD技术已成为不可或缺的工具，被广泛应用于材料结构和性能的研究。

电子背散射衍射花样(EBSD)

在扫描电子显微镜(SEM)中，电子束入射到样品上时，与样品的相互作用会产生多种效应。其中之一是电子在规则排列的晶格面上的衍射。所有晶面上的衍射构成了所谓的“衍射图样”，它可以被认为是晶体中原子平面之间的角度关系图。

衍射花样包含了晶系(如立方、六方等)的对称性信息。此外，晶面和晶带轴之间的夹角与晶系类型和晶体的晶格参数有直接对应关系。这些数据可用于通过EBSD技术对晶相进行鉴定。对于一个已知的晶相，衍射图样的取向直接对应于晶体的取向。

EBSD系统组成

为了实现EBSD技术，我们需要一套系统设备，其基本要求包括扫描电子显微镜和EBSD系统。

该系统设备的核心是扫描电子显微镜，它产生高能电子束并将其聚焦于样品表面。EBSD系统的硬件部分通常由一个敏感的CCD摄像机和一个图像处理系统组成。CCD相机用于捕获扫描电子显微镜产生的反射电子图像。图像处理系统用于对图像进行模式平均和背景相减，提取清晰的衍射图样。

通过该系统和设备，EBSD技术可以获得精确的衍射图样数据，进而分析晶体的结构和取向。这为材料研究提供了重要的工具和手段。

在扫描电子显微镜中，获得电子背散射衍射图样的基本操作非常简单。为了增强背散射(即衍射)信号，样品相对于入射电子束以较大的角度倾斜。通过这种方式，EBSP信号被充分增强以被荧光屏拾取。该显示屏与CCD摄像机相连，可直接在显示屏上观察EBSP，也可将图像放大并存储后在显示屏上观察。。软件程序以最小的输入量，就可以对图形进行校准，从而获得晶体学信息。目前，最快的EBSD系统每秒可测量700~900个点。

现代的EBSD系统和探针可以同时安装在扫描电子显微镜上。这意味着在快速获得样品取向信息的同时，还可以进行成分分析。这使得研究人员能够在同一台设备上获得更全面的样品表征数据。

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审核编辑：汤梓红