【數(shù)據(jù)處理】干貨！利用EBSD分析晶粒的參數(shù)設(shè)置問題
晶粒和孿晶的尺寸對晶態(tài)金屬材料的性能有著顯著的影響，表征晶態(tài)金屬材料的晶粒尺寸是分析金屬材料性能的重要內(nèi)容。
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利用EBSD技術(shù)統(tǒng)計晶粒尺寸具有諸多優(yōu)勢，它對晶粒的重構(gòu)不同于傳統(tǒng)的金相法，它根據(jù)數(shù)據(jù)點的晶體學取向?qū)⑾噜彽臄?shù)據(jù)點組合成晶粒。如果兩個相鄰的數(shù)據(jù)點具有相似的晶體學取向，那么這兩個點被認為屬于同一個晶粒。
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EBSD分析軟件晶粒參數(shù)的設(shè)定對晶粒相關(guān)的分析結(jié)果有著顯著的影響。本文以銅薄膜樣品的EBSD數(shù)據(jù)為例，詳細講解OIM analysis軟件分析晶粒的一些常規(guī)操作和參數(shù)設(shè)置問題。
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將銅薄膜樣品EBSD數(shù)據(jù)導入OIM analysis分析軟件，左鍵選中項目樹中All data數(shù)據(jù)分區(qū)，點擊QuickGen工具欄上的IPF圖按鈕和IQ圖按鈕快速生成IPF圖和IQ圖觀察樣品組織。
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從IPF圖和IQ圖中可以看出，樣品組織由等軸晶和孿晶組成，黑色的未識別的數(shù)據(jù)點區(qū)域為樣品中的孔洞。
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點擊QuickGen工具欄上的Grain Color Map按鈕和Grain Size distribution chart按鈕。軟件主窗口會快速顯示一個有不同顏色代表的晶粒圖和晶粒尺寸分布圖。
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從晶粒尺寸分布圖中可以看到，橫坐標為直徑。該圖中的直徑為晶粒所包含的數(shù)據(jù)點的總面積等效圓的直徑。
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利用Standard工具欄上的放大工具，對晶粒色彩圖進行放大。從放大的圖中可以看到，存在大量的黑色的和白色的點。其中，黑色的點為未識別的數(shù)據(jù)點。
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白色的點則是被檢索到的，但既不是單獨的晶粒，也不屬于周圍任何晶粒的數(shù)據(jù)點。軟件規(guī)定，一組數(shù)據(jù)點若要被定義為晶粒，其數(shù)據(jù)點的數(shù)量必須要超過一定的數(shù)值，即最小像素。
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當這一組數(shù)據(jù)點的數(shù)量小于最小像素時，這些數(shù)據(jù)點將無法被定義為晶粒。通常，最小像素默認值為2。因此，只有至少兩個具有相同取向的數(shù)據(jù)點集才能被定義為一個晶粒，而周圍沒有相似取向的單個數(shù)據(jù)點無法被定義為一個晶粒。
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鼠標右鍵點擊項目樹中的數(shù)據(jù)，選擇創(chuàng)建一個新的數(shù)據(jù)分區(qū)，這時候會彈出一個分區(qū)對話框。點擊對話框中的Grain Size欄，在這一欄中我們可以對定義晶粒的參數(shù)進行修改。
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將晶粒最小尺寸設(shè)置為1，然后保存參數(shù)，選擇該新創(chuàng)建分區(qū)數(shù)據(jù)，并點擊QuickGen工具欄上的Grain Color Map和Grain Size distribution chart按鈕。
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從兩張新生成的圖中可以觀察到，晶粒顏色圖中的白色的點消失了，而晶粒尺寸分布圖變化卻不大，即使是小尺寸晶粒其比例變化也不大。造成這種現(xiàn)象的原因是因為晶粒尺寸分布圖的縱坐標為面積比例，這些小的、獨立的點雖然數(shù)量較多，但是對整個面積貢獻不大。
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如果我們用數(shù)量比例來繪制晶粒尺寸分布圖，則分布圖將發(fā)生較大的變化。這一操作可以通過一下步驟實現(xiàn)：鼠標右鍵單擊分布圖并從下拉列表中選擇property選項，點擊Edit按鈕，在彈出的對話框中點擊Parameters欄，選擇Number Fraction選項，并點擊確定。
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操作步驟圖和兩種不同統(tǒng)計方式得到的晶粒尺寸分布圖如下圖所示
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從銅薄膜樣品的組織中可以看到存在大量的孿晶。到目前為止，以上的處理都將孿晶當作一個單獨的晶粒處理。然而，
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OIM分析軟件有能力將孿晶和其基體晶粒作為同一晶粒處理。為此，可以再次創(chuàng)建一個新的分區(qū)，就像在之前操作的那樣，并再次選擇Grain Size選項卡。
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設(shè)置晶粒最小尺寸為1，然后在對話框的Twin Boundaries部分點擊define按鈕，在出現(xiàn)的下一頁中，兩個選項都應該被關(guān)閉，然后按下對話框底部的next按鈕，在彈出的對話框中點擊add按鈕即可輸入孿晶的類型或者選擇OIM根據(jù)所分析樣品物相提供的預設(shè)孿晶。
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再次創(chuàng)建Grain Color Map和Grain Size distribution chart，從結(jié)果中可以看到晶粒色彩圖和尺寸分布圖發(fā)生了明顯的變化。
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此外，樣品組織中還存在一些黑色的被識別到的點，這些黑色的點被認為是樣品中的孔洞。這些未被識別的黑色的點在OIM軟件中被稱為anti-grain。
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如同正常的晶粒一樣，OIM分析軟件也可以對anti-grains進行分析。右鍵單擊數(shù)據(jù)分區(qū)，在下拉列表中選擇New Chart，在彈出的對話框中Type下拉列表中選擇新圖標類型為Grain Size，點擊editor按鈕并選擇anti-grain。
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按照類似的步驟可以創(chuàng)建Anti-Grain的晶粒彩色圖：右鍵單擊項目樹中的分區(qū)數(shù)據(jù)，并從彈出菜單中選擇New Map；在圖樣式的顏色下拉菜單中選擇unique grain color；點擊Edit按鈕，在彈出的對話框中選擇Anti-Grain。結(jié)果如下圖所示：
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需要注意的是，anti-Grain不僅由未識別的點組成，而且還由不屬于任何晶粒的數(shù)據(jù)點組成。
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本文來源：科學指南針
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