高精度EBSD

在EBSD标定技术页面中，介绍过一种相对较新的标定方法“字典标定”。它主要利用实验采集的EBSD花样和模拟花样之间的互相关分析，已证明对质量很差的花样标定极其有效，而传统的基于霍夫变换的标定则很难标定。

类似的流程也可以用来提高EBSD结果的精度。在这种情况下，它可以与标准的基于霍夫变换标定相结合。这个概念的基本步骤如下：

• 用标准精度对EBSD花样进行标定（例如，用低分辨率字典标定、球谐标定或基于标准霍夫变换的标定）。
• 对于每个取向的测量，先生成模拟花样，以高角分辨率覆盖初始解析周围的取向空间。然后以这种方式实时精修每个测量的取向。

通过生成模拟花样可以提高取向精度，但也可以针对其他可能引起EBSD花样变化的性质，如特定伪对称相关的取向、晶体极性、晶胞尺寸的微小变化（例如，与钢中马氏体的碳含量相关）或晶体手性。下面的示例展示了使用花样匹配来解决金属卤化物钙钛矿样品中严重的伪对称标定问题，揭示了孪晶畴的存在。

金属卤化物钙钛矿样品的取向图。

使用传统的基于霍夫变换的标定，由于钙钛矿结构的伪对称性，取向错标严重。

使用花样匹配精修后的结果，显示孪晶畴的存在。修改自Liu et al., ACS Nano 2021, 15, 4, 7139–7148。

这种方法有时被称为“正演模拟”，可能成为传统EBSD工作流程的常见扩展。这尤其适用于不需要对EBSD进行完整动力学模拟的情况；如果在匹配过程中可以使用运动学模拟（生成速度快得多），则这些正演模拟方法在EBSD数据的实时采集过程中具有很大的应用潜力。

高分辨率EBSD（通常称为HR-EBSD）是一种越来越流行的技术，用于提供高角度分辨率结果（更合适的名称是“高角度分辨率EBSD”，以避免与高空间分辨率EBSD混淆）。

该技术由Wilkinson等人于2006年开发（完整信息请参考“有用的参考文献页面”），其最初目标是利用EBSD测量弹性应变。这是通过测量面间角度的微小变化来实现的，从而能够计算弹性应变张量的偏分量。使用互相关函数可实现高精度，精度可达约0.005°，步骤如下：

• 在每个晶粒内，选择未畸变的参考花样；
• 对于每个EBSD花样，在花样中选择多个感兴趣的区域，并与参考花样中的相同区域计算互相关。
• 测量花样的任何偏移（精度低至0.01像素）；
• 这些偏移，加上EBSD花样的任何变化，接下来转换为每个测量点的晶格应变和晶格旋转信息。

这一过程可以确定晶格应变的偏张量，精度可达1 x 10-4，同时晶格旋转测量精度的提高也可以更好地测量位错密度。

以下展示示例分析：这里使用HR-EBSD对变形和热处理的铝镁合金进行了分析，以研究位错胞结构。

铝镁合金位错胞结构的HR-EBSD分析

取向差着色分布图，红色为小角晶界（>0.4°）。感谢Ali Gholinia（曼彻斯特大学）提供样品。

利用HR-EBSD重新分析弹性应变图。结果用CrossCourt4计算得到，感谢Graham Meaden（BLG Vantage）提供软件。

HR-EBSD的总几何必需位错密度（GND）图

HR-EBSD有几个挑战。首先，该技术得益于高分辨率、高质量的EBSD花样。这通常需要使用非常高的电子剂量（例如>1000nAms），并以尽可能高的分辨率（理想情况下>100万像素）存储花样，因此分析速度很慢，通常每秒几个点。其次，每个晶粒都需要一个不畸变的参考花样——这在变形更高的样品中可能无法获得。最后，花样的处理可能需要很多小时，因此HR-EBSD研究通常只针对很小的感兴趣区，而不是大尺度的研究。

HR-EBSD领域还在不断地发展，主要集中在利用高质量的动力学模拟花样作为参考花样，尽管以足够的精度进行参数校准（几何位置）仍然是一个突出的挑战。