电子背散射衍射检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-29  

电子背散射衍射检测是基于扫描电子显微镜(SEM)的晶体学分析技术,通过采集衍射花样获取材料微观组织的晶体结构、晶粒取向、织构分布等信息。检测要点涵盖衍射花样分辨率、取向测量精度、晶界类型统计及多相材料分析,广泛应用于金属材料、半导体、陶瓷等领域。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

晶体结构分析:确定样品中各晶粒的晶体结构类型,适用于多相材料。参数:可识别空间群数量≥200种,结构匹配误差≤0.1°。

晶粒取向分布:统计晶粒相对于参考坐标系的三维取向数据。参数:取向测量精度±0.5°,采样点间距0.1-5μm可调。

织构系数计算:量化材料中优势取向的比例及空间分布。参数:支持立方、六方、正交等12种晶系织构系数计算。

晶界特征统计:分类统计不同类型晶界(小角度、大角度、特殊晶界)的比例。参数:小角度晶界识别阈值1-15°,特殊晶界(如Σ3)识别误差≤2°。

相鉴定与分布:结合晶体结构与成分数据区分不同物相并绘制分布图。参数:相识别分辨率≤50nm,成分检测限≤0.1at%。

位错密度评估:通过衍射衬度分析位错组态及密度分布。参数:位错密度测量范围10^6-10^12 m^-2,精度±10%。

孪晶界识别:检测并统计共格/半共格孪晶界的分布与取向关系。参数:孪晶界识别角度范围20-80°,取向差测量精度±0.3°。

纳米压痕结合EBSD分析:关联局部力学性能与晶体学特征。参数:压痕间距≥5μm,硬度测量重复性≤3%。

残余应力测定:通过衍射峰位移计算宏观/微观残余应力。参数:应力测量范围-500-+500MPa,精度±30MPa。

薄膜/多层膜界面取向:分析多层结构中各层界面的晶体学匹配关系。参数:界面分辨率≤2nm,层间取向差测量精度±0.2°。

纳米晶粒尺寸测量:统计亚微米级晶粒的尺寸分布。参数:晶粒尺寸测量范围10-500nm,精度±5%。

检测范围

金属材料:铝合金、钛合金、不锈钢等,用于研究热处理工艺对晶粒取向的影响。

半导体材料:硅片、砷化镓、氮化镓等,评估外延生长层的晶体质量与取向一致性。

陶瓷材料:氧化铝、氧化锆、氮化硅等,分析烧结过程中晶粒生长与晶界演化。

高分子复合材料:碳纤维增强环氧树脂、玻璃纤维增强聚丙烯等,研究纤维取向对材料性能的影响。

生物医用材料:钛合金植入体、羟基磷灰石涂层等,检测表面处理后的晶体结构与取向变化。

地质矿物:石英、方解石、长石等,分析天然矿物的晶体学特征与形成环境关联。

航空航天部件:涡轮叶片、发动机机匣等,评估高温服役后晶粒长大与织构演变。

电子封装材料:铜焊球、硅芯片基板、环氧模塑料等,检测互连结构的界面取向与可靠性。

能源材料:光伏电池硅片、锂电池正极材料(如三元锂、磷酸铁锂)等,研究循环充放电过程中的晶体结构变化。

高温合金:镍基合金涡轮盘、钴基合金密封件等,分析长期高温服役后的晶界特征与蠕变损伤。

纳米材料:纳米银线、碳纳米管复合材料等,表征纳米尺度下的晶体取向与界面结合特征。

检测标准

ASTM E3292-21《JianCe Test Method for Determination of Crystallographic Orientation and Texture by Electron Backscatter Diffraction》规定了EBSD数据的采集与分析方法。

ISO 21453:2019《Metallic materials — Electron backscatter diffraction (EBSD) analysis — Guidelines for experimental procedures and data evaluation》提供了EBSD实验流程与数据评估的指导。

GB/T 38957-2020《金属材料 电子背散射衍射(EBSD)检测方法》规定了金属材料EBSD检测的技术要求与结果表示。

ASTM E112-13《JianCe Test Methods for Determining Average Grain Size》中EBSD法用于晶粒尺寸的精确测量。

ISO 14977:2015《Crystallographic information file (CIF) — A standard for the representation of crystallographic data》规范了晶体学数据的存储与交换格式。

GB/T 36510-2018《电子背散射衍射仪 性能评价方法》规定了EBSD仪器性能的评价指标与测试方法。

ASTM E2627-15《JianCe Practice for Determining the Reliability of EBSD Data》提供了EBSD数据可靠性评估的方法。

ISO 19634:2016《Metallic materials — Texture analysis by X-ray diffraction and electron backscatter diffraction》统一了XRD与EBSD在织构分析中的方法。

GB/T 33287-2016《焊接接头 电子背散射衍射(EBSD)检测方法》规定了焊接接头EBSD检测的技术要求与应用范围。

ASTM E3024-16《JianCe Guide for Electron Backscatter Diffraction (EBSD) Data Visualization》提供了EBSD数据可视化的指南与建议。

检测仪器

场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)集成EBSD系统:采用高亮度场发射电子枪,提供高分辨率二次电子成像与EBSD衍射花样采集功能,支持低至1kV的加速电压,适用于纳米级材料的晶体学分析。

EBSD探测器(如高灵敏度硅漂移探测器):配备多通道CCD传感器,可高效收集EBSD衍射花样,具有高计数率(≥1000 cps)与低噪声特性,支持自动索引晶体结构。

电子背散射衍射数据分析软件:集成衍射花样标定、取向计算、晶界识别等模块,支持多种晶体学数据库(ICSD、PDF-4+),可输出取向分布函数(ODF)、反极图等统计图表。

多晶X射线衍射仪(XRD)与EBSD联用系统:通过同步辐射或实验室X射线源提供补充衍射数据,结合EBSD的空间分辨率,实现晶格常数精确测量与微区晶体结构的关联分析。

自动样品台:支持三维平移(X/Y/Z轴行程≥50mm)与旋转(绕X/Y/Z轴旋转≥±90°),配合EBSD系统实现大面积样品的自动拼接扫描,扫描面积可达200mm×200mm。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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