球形索引是什么?

字典索引比较实验电子背散射衍射(EBSD)图片字典生成的模式在面向空间为每个方向上均匀网格。^1、2

实验几何是用于制造合成模式通过旋转晶体取向和菊池领域的投影到一个平面。向前一个基于物理模型相比,它提供了伟大的精度和噪声容忍度牺牲大量的处理开销。

相同的菊池球体或“主模式”是用于球面谐波索引,但实验模式back-projected到球体。最高的球形back-projected之间的互相关图像和菊池用于索引定位范围。^3、4

数学词典和球体索引非常相似,但是球面方法数值效率更高,因为它可以使用快速傅里叶变换的计算。在现实中,球形索引具有相同的精度⁵和噪声容忍度字典索引,但速度更快。

的GPU实现球形harmonic-based EBSD索引OIM分析^TMOIM的矩阵^TM模块提供了高质量的索引以每秒数百或数千个模式。本研究用它来说明各种扫描索引质量和用户设置。

带宽和网格球面谐波索引的大小是两个重要的因素。带宽指定多少空间谐波计算的频率(类似于一个低通滤波器EBSD模式)。

相关决议被定义为一个欧拉角的多维数据集(网格大小)³用于相关(例如,0 - 360 phi1,φ,和phi2)。计算时间与欧拉角的数量通常会增加网格点,和一个可接受的带宽小于网格大小的一半。

下面是一些合适的配对值的例子:

来源:EDAX

带宽	网格大小
63年	128年
95年	192年
127年	256年

在选择最优欧拉网格点(互相关最高),可用于精炼步骤达到亚像素分辨率。

例子

倪年代所以

球形索引可以用于EBSD模式不同的质量。在这个例子中,扫描相同的位置擦得亮闪闪的镍合金在各种相机获得收益的贫穷和高质量的模式创建等效集信噪比(信噪比)的变化模式。

当时做的球形索引和比较正常Hough-based索引来展示球形索引可以更好的索引模式较低的信噪比和提供高质量的数据比传统的索引值。

图1所示。显示了一个)索引的结果高质量的模式,b)球面谐波索引的带宽63年和128年欧拉网格³没有细化,c)的带宽63与细化。图片来源:EDAX。

图1描绘了一个)索引的高信噪比的结果序列,b)球面谐波索引的带宽63年和1283年欧拉网格没有细化,和c)球面谐波索引的带宽63与细化。

重要的是要注意,由于网格点间距是~ 2.8°(360°/ 128),未经提炼的结果加强外观由于离散方向的可能性。任何方向可以想见精炼后,导致平滑的结果。

图2。锦地图显示在同一地区)0°,b) 1°c) 2°。图片来源:EDAX。

图2描述了锦相同位置的地图)0°,b) 1°c) 2°。这是一个主要的结论,没有细化,很明显,在一片没有错位以及它们之间大幅飙升。

尽管脚腕和精制球形看起来光滑,锦揭示一些取向噪音的脚腕索引。

图3。与低质量的模式,脚腕索引)开始失败,但b)球形索引仍然提供了健壮的解决方案和c)准确地捕捉连续细化后方向梯度。图片来源:EDAX。

较低的信噪比模式,脚腕索引一个低信噪比的)开始失败模式,而b)球形索引仍然收益稳定的解决方案和c)正确地捕捉连续精炼后方向梯度(图3)。

图4。63)带宽,95 b), c) 127人相比之前(a - c)和之后(d - f)提纯。图片来源:EDAX。

更高的带宽可能是必要的为了更好的索引结果与极低信噪比的模式。图4比较了带宽的63、95和127年之前(a - c)和之后(d - f)精炼。

值得注意的是,在方向的离散步骤细化成长小随着欧拉角网格分辨率的增加,然而他们完善类似的方向。网格的大小是2 *(带宽+ 1)为所有三个带宽。

图5。一)原始模式和b)使用的脚腕NPAR模式索引和c)原始模式和d)使用球形NPAR模式索引带宽为127。图片来源:EDAX。

现有图像处理方法可以利用与球面索引纳入特别复杂的模式OIM分析。在极高的噪音水平,脚腕索引无法指数任何点和球形索引开始失败点。

通过与邻国平均每个模式,模式质量NPAR妥协的空间分辨率。这两种方法可以正确指数增强模式,尽管脚腕索引遭受随之而来的重叠晶界附近的趋势(图5)。

热Rol毫克

图6。脚腕索引时努力指数模式质量是减少)高变形,但b)球形索引是健壮的质量显著退化模式。注意,d)球形索引强烈信心指数与c)图像质量,但即使在一些高智商极低的地区。图片来源:EDAX。

镁可以使用EBSD具有挑战性的材料来分析,因为它是一个光元素与一个较小的后向散射信号,从而导致低信噪比的值EBSD模式。

这个困难时加剧以来镁样品弯曲产生的晶格畸变降低了整体模式的质量。

脚腕索引发现它具有挑战性的这些类型的索引模式(a),但球形索引是健壮的退化模式质量(b),允许更好的索引变形水平增加。

值得注意的是,d)球形索引信心指数大幅符合c)图像质量,虽然在某些位置很低的智商也很高(图6)。

变形Duplex年代蒂尔

图7。阶段歧视取决于阶段的相似性与两阶段钢。除了质量定位结果与d - f)球形索引和a - c)的脚腕索引、b - c和e - f)相歧视是改善与球面BCC和FCC铁分离。图片来源:EDAX。

前面的例子演示了如何球形索引可以提高EBSD模式索引当EBSD模式质量恶化由于低信噪比或增加样品变形值。

在这个例子中,球形扭曲的多相试样的索引是用来演示如何索引收益可能完成即使很多阶段都包括在内。球形索引,像任何其他索引方法,可以使用在几个阶段。

阶段歧视取决于阶段的相似性与两阶段钢如图7所示。

除了质量定位结果与d - f)球形索引和a - c)的脚腕索引、b - c和e - f)相歧视是改善与球面BCC和FCC铁分离。

真实空间细化,除了球面谐波细化说明,可能是非常复杂的应用程序所必需的。

图8。)球形CI + IPF显示b)踝关节IQ + IPF相似的趋势。图片来源:EDAX。

球形索引对应的信心指数高质量模式。图8显示)球形CI + IPF展品b)踝关节IQ + IPF比较倾向。

结论

提出模型索引帮助用户从数据获取最多的信息,但它有一个高的学习曲线。尽管脚腕索引建立,仍容易模式质量差。

球形harmonic-based索引结合正向模型的鲁棒性索引的速度和易用性的脚腕索引。

引用

1. 卡拉汉,p·G。,& De Graef, M. (2013). Dynamical electron backscatter diffraction patterns. Part I: Pattern simulations.显微镜和显微分析,19(5),1255 - 1265。
2. 卡拉汉,p·G。,& De Graef, M. (2013). Dynamical electron backscatter diffraction patterns. Part I: Pattern simulations.显微镜和显微分析,19(5),1255 - 1265。
3. Lenthe, w . C。辛格,S。,& De Graef, M. (2019). A spherical harmonic transform approach to the indexing of electron backscattered diffraction patterns.Ultramicroscopy,207年,112841年。
4. Hielscher, R。Bartel F。,& Britton, T. B. (2019). Gazing at crystal balls: Electron backscatter diffraction pattern analysis and cross-correlation on the sphere.Ultramicroscopy,207年,112836年。
5. 火花,G。,年代hade, P. A., Uchic, M. D., Niezgoda, S. R., Mills, M. J., & Obstalecki, M. (2021). High-precision orientation mapping from spherical harmonic transform indexing of electron backscatter diffraction patterns.Ultramicroscopy,222年,113187年。

这些信息已经采购,审核并改编自EDAX提供的材料。亚博网站下载

在这个来源的更多信息,请访问EDAX。