В прошлый раз мы долго и нудно обсуждали какие-то там дифракционные Кикучи линии и пришли к выводу, что они позволяют судить о кристаллической структуре материала. Сегодня об этой практической стороне вопроса мы поговорим поподробнее.
При разработке новых сплавов бывает очень не лишним знать все детали их структуры. В таких случаях просто снять образец сплава на рентгене может оказаться недостаточным. Мы можем быть заинтересованы в том, чтобы «снять рентген», то есть выудить структурную информацию не для всего образца интегрально, а для каждого отдельного зерна на поверхности шлифа.
На первый взгляд звучит фантастически. Допустим, у нас образец сплава – шлиф, площадью 1 см². Пусть он даже не нанокристаллический, и площадь каждого зерна ну скажем 100 мкм². Сколько таких зерен в шлифе? Очень много. И для каждого в отдельности (или хотя бы большого количества) мы хотим узнать структуру?
Именно такая задача и решается, когда мы проводим дифракционное картирование поверхности в сканирующем электронном микроскопе. Электронный пучок пробегает по всем зернам, возбуждает в них Кикучи линии, а специальный детектор EBSD (Electron Backscatter Diffraction) регистрирует эти линии от каждого зерна в отдельности.
Дальше в игру вступает софт. Программа знает точное положение детектора относительно образца. Знает, под какими углами пришли электроны на детектор (чтобы создать эти линии), и высчитывает: «А как же должен был быть ориентирован кристалл в пространстве, чтобы его плоскости дали точно такое расположение теней и светлых полос на экране?»
Результат этого расчета – индексы Миллера и углы Эйлера, которые жестко фиксируют ориентацию кристаллической решетки данного зерна в пространстве.
Почему это важно? Захотели мы, например, создать анизотропную структуру в нашем сплаве. Для этого прокатываем его или волочим. А потом можем детально оценить, какие зерна у нас поддались обработке и выстроились как надо, а с какими надо еще поработать. Так сразу узнаем, насколько наша методика изменения структуры эффективна.