使用Velocity™EBSD相机系列用于高速EBSD映射

自从电子背散射衍射(EBSD)测绘首次成为商业可用25年前，该技术利用新技术的发展，变得越来越快和有效。

图1。EBSD IQ + IPF地图从NI Superalloy从11,000个每秒收集的NI Superalloy映射，11 NA，索引成功99.6％。

第一次使用的模拟摄像机EBSD系统只能以30 fps的速度运行，并且拍摄的图像通常是平均的，以提供1 fps的有效速度。在此之后，第一个数字CCD摄像机可以使用后来的模型实现40 FPS，能够实现200 FPS。在最终开发高速发展之后，可能是1,500 FP的帧率。

EDAX的Velocity™Plus EBSD检测器

EDAX的Velocity™Plus EBSD探测器打破了这些记录。该探测器使用一个非常敏感，低噪声CMOS传感器，以实现高达每秒3000索引点率。该范围内最新的系统Velocity™超级EBSD检测器进一步突破了这些限制，达到了每秒4500个索引点。

只有在探测器高度优化的情况下，才有可能实现如此快速的采集速率。Velocity™超级EBSD相机使用一个为敏感应用设计的定制镜头，一个定制的EBSD CMOS-based相机，和软件，提高索引率和系统性能。使用该系统捕获的数据如图所示图1．

数字1是EBSD图像质量（IQ）灰度地图和彩色逆极图（IPF）图的组合，也称为IQ + IPF图，其Inconel 600超合金以每秒3,000个索引点的速率成像。地图上的着色涉及相对于样品表面法线方向样品中的晶体结构的方向。对于该测量，将11 Na梁电流用于该测量，表示速度™相机的敏感程度，并且索引发生在99.6％的成功率，展示系统的速度和准确性。

两个版本的Velocity™EBSD系统

这速度™EBSD系统有两个不同的版本 - 快速速度™Plus，可以以每秒最多3,000个索引点的速率收集，并且超快速速度™超级超级速度，可以以每秒最高4,500个索引点的速度收集。为了能够在这种快速速率下收集Velocity™Super使用专用的高速模式。需要25 NA或更高的光束电流来实现这些收集速度，在标准样品上具有99％的索引成功。如果现在需要该索引成功，则可以使用较低的豆电流。

Inconel 718合金样品的智商+ IPF图已3D打印显示在图2．使用大约30个NA电流的光束收集数据，其速率为每秒4,500个指数点，其索引成功率为98.2％。方向信息有助于用户在添加剂制造过程中了解凝固率和机制。

图2。EBSD IQ + IPF地图从瘾地制造的IN718合金收集在每秒4,500个索引点。

这些微结构既可以包含大面积的信息，也可以包含详细的信息。Velocity™Super的高速采集能力是表征这些3D打印结构的理想选择。

基于CMOS的EBSD探测器在Velocity™系列中

这cmos EBSD探测器在Velocity™系列中的高速集合中使用的是EBSD图案分辨率为120 x 120像素。这是比其他系统更大的分辨率。例如，基于Edax Hikari CCD的检测器的分辨率为30×30像素，当收集1,500点时，在高分辨率（120 x 120像素）时，它只能收集大约每秒500个图案。

Velocity™的高分辨率和采集速度允许其用于各种不同的样品和材料，无论其晶体结构或材料状态，无需优化波段检测或索引设置。亚博网站下载

对于以下图像，Velocity™配置为每秒约2,500点的速率索引，并使用Edax Team™软件中的默认Hough参数以每秒大约3,000点的速率收集模式，具有光束电流大约30岁。这些高速收集可以通过非专家来实现，意思是运营商可以获得更多的乐器，而无需开发他们需要使用传统仪器的广泛知识。

显示了变形式铁素体钢样品的IQ + IPF图图3.．每个谷物的微妙颜色变化显示其变形的程度。变形可导致晶粒内的方向更换多达30°。晶粒内的方向变化多达30°，但在这些条件下测量的精度允许检测微结构内的小旋转。

图3。来自形变铁素体钢样品的EBSD IQ + IPF图。

变形材料在晶格内具亚博网站下载有更多的缺陷，这意味着它们的EBSD图案不是那么尖锐，这可以对索引性能和带检测效率产生负面影响。尽管如此，Velocity™达到了98.3％的分度速率，表明仪器能够以高速分析变形材料。亚博网站下载

到目前为止所讨论的例子都涉及单相材料。亚博网站下载在多相材料的情况下，系统必须能够确定一个给定的EBSD模式的亚博网站下载正确相位和正确的方向。这些额外的要求意味着数据收集过程需要额外的计算能力。

图4一显示来自双相（BCC铁氧体和FCC奥氏体）钢样品的IQ + IPF地图图4 b显示了IQ + Phase图，索引成功率为97.3%。在这两幅图像中，方向被正确地确定，相位被清楚地分辨出来。该型号的钢是耐腐蚀的，允许它在恶劣的环境中使用。了解钢内部的相分布有助于提高钢的性能。

图4。EBSD（A）IQ + IPF地图和（B）来自双工型钢样品的IQ +相位映射。

到目前为止所讨论的所有示例都具有立方晶体结构。这些结构是高度对称的，这使得它们的方向更简单。从通过3D打印生产的钛医疗植入物收集的结果显示在图5.．IQ + IPF图如图所示图5A并且IQ +相位映射显示在图5 b。这些地图以94.3％的索引成功率收集。

图5。EBSD（A）IQ + IPF地图和（B）IQ +来自Adverive Makessed Titanium样品的IQ +相位图。

该样品主要由α钛组成，该钛具有六边形晶体结构，具有小的β-钛的局部区域，其具有以体为中心的立方晶体结构。在冷却之后，在3D打印过程中，保留了β相（BCC）。这里测量的具体取向关系证实了相变机制。测量β相的尺寸和分数可以深入了解材料内的冷却速率。

结论

本文涵盖的示例表明，Velocity™相机可以使用合理的光束电流在高速上收集高质量数据，而无需专家级软件优化。这使得摄像机对传统有用EBSD映射对于那些需要较短的获取时间的应用程序，例如原位实验和3D串行切片。

此信息已被源地，从Edax Inc.提供的材料进行审核和调整亚博网站下载

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