一种基于EBSD的晶体结构缺陷解析新方法
批准号:
12074326
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
蔡灿英
依托单位:
学科分类:
凝聚态物质结构、相变和晶格动力学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
蔡灿英
中文摘要
扫描电镜下的电子背散射衍射(EBSD)方法是一种能够快速高效定量统计研究材料晶体结构及取向,并能够将晶体结构及取向信息与微观形貌相对应的新方法,是当今材料科技工作者极其需要的一种分析技术。然而,当前EBSD方法在晶体结构分析方面还有很大的局限性:无法解析晶体结构缺陷。采用EBSD技术解析晶体结构缺陷遇到的瓶颈问题是:如何获得晶体缺陷结构EBSD参考花样? 如何获得高分辨率的晶体缺陷结构EBSD实验花样?本项目中,我们拟通过发展基于低能电子衍射动力学理论的晶体缺陷结构EBSD花样模拟方法,获得各种晶体缺陷结构参考花样,揭示结构缺陷与花样特征之间的关联,指导如何从实验花样中提炼晶体缺陷结构;通过采用透射式背散射电子衍射(t-EBSD)技术,获得高分辨率的晶体缺陷结构实验花样,提炼晶体缺陷结构模型;通过把用提炼结构模型模拟、精修的参考花样与实验花样进行比对,确定晶体结构缺陷。
英文摘要
Electron backscattered diffraction (EBSD) in scanning electron microscopy (SEM) is a viable method for efficiently and quantitatively determining the microscopic morphology, crystal structure, and orientation at the same time. This kind of analysis is highly needed for material science and technology. However, the current EBSD method has a great limitation in crystal structure analysis, which cannot be applied to analyze crystal defects. The bottleneck problems of using the EBSD method to analyze crystal defects are how to obtain reference EBSD patterns, and how to obtain high resolution experimental EBSD patterns. In this project, we intend to obtain various reference patterns of crystal defects by developing EBSD pattern simulation methods based on the dynamical low energy electron diffraction theory, to reveal the correlation between the defects and the pattern characteristics, and to guide the extraction of the crystal defect models from experimental patterns. By using transmission backscatter electron diffraction (t-EBSD) techniques, high resolution experimental patterns of the crystal defects will be obtained, and the crystal defect models will be extracted. The accurate structure of the crystal defects will be determined by comparing the reference patterns that are obtained from simulations and further refined using the extracted crystal defect models with the experimental patterns.
晶体结构缺陷对材料的力学性能、电学性能、相变和晶体生长等有着重要影响,现阶段迫切需要发展一种能同时获取形貌和结构、分辨率高、操作简单的晶体结构缺陷表征方法,而电子背散射衍射(EBSD)技术无疑是一种合适的选择。EBSD技术是一种在扫描电镜中工作的显微结构表征方法,能够快速定量分析材料晶体结构及取向,并能够将晶体结构与微观形貌相对应。然而,当前EBSD仅能用来进行完美晶体的结构及取向分析,无法用来解析晶体结构缺陷,其瓶颈问题在于无法获得各种缺陷结构的EBSD参考花样。本项目中我们采用适合于低能电子动力衍射的多片层方法,以FCC-Fe为例,对刃型位错结构、螺型位错结构、孪晶结构、堆垛层错结构的EBSD花样进行了模拟;以多型SiC为例,对长周期结构的EBSD花样进行了模拟,并详细分析了上述各种缺陷结构与EBSD花样特征之间的关联。通过本项目的实施,我们不仅发展了一种基于电子衍射动力学理论的晶体缺陷结构EBSD花样模拟方法;而且建立了一种基于EBSD的晶体结构缺陷解析新方法。
电子背散射衍射的高精度相鉴定研究
-
批准号:11274264
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:82.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:蔡灿英
-
依托单位:
国内基金
海外基金