Dr. Sophie Yan, Applications Engineer, EDAX
最近我们办了一期OIM Analysis如何进行晶粒分析的直播,效果颇出我意料。大家对于基本操作的热情令我始料未及,在播出之后联系我的人中,也往往会提到这一场直播对他们有所帮助。我本以为,这一类关于基本操作的直播并不太吸引人,充其量也不过是成为大家在日常操作中备查的工具视频而已;但,果然是我灯下黑,事实并不是如此。我也借此机会,给大家分享一些基本的原则或窍门。
可能在EBSD的各种应用场景中,最常碰到的是就是粒度分析。绝大多数的人都会有这个需求。EBSD粒度分析的结果,有些会与其它测试的结果吻合,有些会有出入。这时,我们就必须了解EBSD的晶粒是怎么定义,粒度又是怎么测得的,才可能更好的分析EBSD测试的结果。
OIM中的晶粒不同于学术上严格的定义,是指在一定取向范围内的像素点的集合。这个取向范围,即容差角,是可以设置的,一般默认为5度。像素点的个数,也同样可以设置,默认个数为2; 这些参数的设置,其实都会影响我们统计晶粒粒径的结果,因此需要在粒径分析中予以注意。当然,进行粒径分析的前提是数据具有统计意义,有时需要进行大量的重复性的测试来减少误差,也需要在测试之前对数据进行筛选或处理(可参照相关标准进行操作)。
典型的晶粒图
最常见的粒度分析的结果是将晶粒拟合成圆,计算其平均直径,即常见的Grain Size(diameter)曲线。曲线(或柱状图)的右边是数据部分,有不同粒度分布的占比,也列出了平均粒径。这是我被客户问得最多的部分,即,我们的平均粒径的结果是怎么计算的:这个平均粒径其实列出了两种结果,由两种方法分别计算。“number”方法是指按数数目的方法,先计算每个颗粒平均的面积(总面积除以晶粒数),然后再计算直径;”area”则要考虑因面积不同而带来的不同权重,大颗粒占权重较大,按权重计算出颗粒的平均面积,再计算平均粒径。
除平均粒径外,OIM Analysis还提供了多种表征颗粒形状的图表。最常见的是短长比(grain shape aspect ratio),是描述非等轴晶粒径的重要参数(晶粒被拟合成椭圆)。当然,除了短边长边的比值,有些颗粒有形状还有明显的择优,按特定的方向生长,针对这一点,Grain Shape Orientation表征长边与水平方向的角度,可以描述这一特性。
OIM Analysis提供非常丰富的功能,晶粒粒径有6种不同图表,晶粒形状有8种。有些图表可能不太常用,但都有对应的应用场景。对于这些相对冷门的图表,一般用户,如不了解其功能,可以在OIM Analysis提供的帮助文件中查询,可以得到关于其功能或定义的相关信息。
粒度分析是EBSD应用非常常用的功能。这一次,作为主讲人,在准备过程中我也挖掘出一些平常不注意的细节,对软件操作也有了更深的了解。相信,随着我们随后不定期推出的一系列培训,我们能更加贴合用户的需求,协助大家把软件用得更好,在新的一年里,获得更大的进步。