Rü k t l kt Kik hi B Rückstreuelektronen-Kikuchi
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Rü k t l kt Kik hi B Rückstreuelektronen-Kikuchi
3.3.3. Electron Back Scattered Diffraction Rü k t Rückstreuelektronen-Kikuchi-Beugung l kt Kik hi B (Electron Back Scattered Diffraction, EBSD) • Prinzip der Orientierungsmikroskopie • Entstehung und Auswertung der Kikuchi-Pattern • Probenpräparation • Messung • Auswertung • Darstellungsmöglichkeiten • Anwendungsbeispiele g p -1- RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Prinzip EDX – Detektor β Elektronen e- EBSDPhosphorschirm d CCD – Kamera K und gekippte Probe •Probenkippwinkel ~70° •EBSD-Pattern werden auf p p projiziert j und mit der Phosphorscreen CCD-Kamera aufgenommen RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG -2- Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Entstehung der Kikuchi-Pattern e- Bragg´sche Gesetz: nλ=2dsinΘ, Für Elektronen Θ~0,5° , kegelig gebeugte Elektronen (Kosselkones) 2θ 2θ Kikuchilinien dhkl gekippte Probe Beugungsebene hkl Phosphorschirm KikuchiKikuchi pattern RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG -3- Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Auswertung der Kikuchi-Pattern RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG -4- Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Probenpräparation Einfluss der Probenpräparation Probe (poliert) Die Probenoberfläche muss möglichst Verformungsfrei sein. Besonders geeignet sind Elektro- und Vibropolieren. -5- RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Messung Steuer- und St d Signalauswerteeinheit DatenD t interpretation Messergebnisse e- TD RD Elektronenrückstreusignal Probe (poliert) RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG -6- Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Anwendungen g γ Austenit Nichtrostende ferritisch-austenitische Duplex-Stahl γ α α kfz Phasenmapping Ferrit Orientierungs mapping krz -7- RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Darstellungsarten REM Image Quality Darstellungsmöglichkeiten: • Bildgüte (Image Quality Quality, IQ): Topographie, Korngrenzen, Verformungen • Phasendarstellung • Orientierungsdarstellung (Inverse Pole Figure, IPF) Inverse Pole Figure • Korn- und Korngrenzen Mappe • Textur Berechnung • Schmidt- und Taylor Faktor, … etc. RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG -8- Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Phasendarstellung -9- RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Bildgüte (Image Quality) REM-Abbildung Image Quality (IQ) Korngrenze Grauwert der Bildgüte-Map (IQ) repräsentiert die Patternqualität: Korngrenzen, Rauhigkeit, Abschattungen und stark verformte / defekte Stellen werden dunkel abgebildet RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG - 10 - Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Orientierungsmapping (IPF) Inverse Pole Figure (IPF) - 11 - RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG Electron Back Scattered Diffraction (EBSD) Kornverteilungsmapping (Grain Map) Grain Map Grain Size (diameter) 07 0.7 0.6 Area Fraction 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.01 0.1 1 10 Grain Size (Diameter) [microns] Ferrite Korngröße RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM / INSTITUT FÜR WERKSTOFFE / WERKSTOFFPRÜFUNG Austenite Korngröße - 12 -