一文读懂 EBSD 技术在金属、陶瓷材料领域的微观表征应用

电子背散射衍射(Electron Backscatter Diffraction,EBSD)技术已经成为表征绝大多数金属、合金、复合材料及陶瓷材料微观结构的核心工具,也是其应用最广泛的场景。EBSD适用范围极广,既涵盖对变形金属中的晶粒尺寸与织构的常规测量,也可深入开展与裂纹扩展相关的位错密度精细化分析。本文列举了EBSD技术在金属、合金、复合材料及陶瓷材料领域的若干典型应用场景。

EBSD应用场景

常规晶粒尺寸和织构表征:

适用于金属、合金等材料微观组织的基础分析,可快速获取晶粒大小分布及晶体取向排列规律,为材料加工工艺优化与性能评估提供基础数据。

一文读懂 EBSD 技术在金属、陶瓷材料领域的微观表征应用

图1 (a) 6Ni和(b) 8Ni2Mo合金的极图与相分布图。EBSD用于测量晶粒尺寸与晶体取向排列规律。

(DOI:10.1016/j.jmst.2025.06.039)

裂纹形成相关的晶界析出相鉴定:

聚焦材料失效源头分析,通过精准识别晶界处析出相的种类、形态及分布特征,揭示析出相与裂纹萌生的关联机制,为材料抗裂性能改进提供依据。

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图2 高熵合金拉伸变形后的EBSD结果。中心TiB2硼化物出现应力集中现象,说明其对材料强化机制。

(DOI:10.1016/j.actamat.2025.121186)

变形材料滑移与孪生机制分析:

针对塑性变形过程中的微观行为,解析材料内部滑移系激活规律及孪生现象的发生条件,助力理解材料变形能力差异的本质,指导高塑性材料研发。

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图3 高熵合金经拉伸变形后的EBSD结果。

(DOI:10.1007/s12598-024-03154-1)

多相材料相分析:

精准区分多相钢中马氏体、贝氏体等不同物相,量化各相的体积分数、晶粒尺寸及空间分布,为多相钢成分设计与热处理工艺优化提供微观层面参考。

一文读懂 EBSD 技术在金属、陶瓷材料领域的微观表征应用

图4 中熵合金中的FCC与B2相的EBSD结果分析。

(DOI:10.1016/j.intermet.2024.108301)

材料应变与温度相应的原位分析:

通过原位 EBSD 测试,实时捕捉材料在不同应变加载、温度变化条件下的微观组织演化(如晶粒转动、相变、位错增殖等),动态揭示材料性能与外界条件的关联规律。

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图5 不同应变加载的中熵合金的原位EBSD结果。

(DOI:10.1016/j.scriptamat.2023.115894)

 

 

本文源自微信公众号:中材新材料

原文标题:《一文读懂 EBSD 技术在金属、陶瓷材料领域的微观表征应用》

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/hnzoCXJICTaGVIaGDkPY1A

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