EBSD 3

آنالیز بافتTEXTURE

یکی از اولین زمینه های استفاده از روش EBSD در مورد آنالیز بافت مواد بود. همانطور که می دانیم بیشتر مواد پلی کریستال هستند. از طرفی دانه ها درمواد پلی کریستال معمولا به صورت تصادفی جهت یافته نیستند. بیشتر دانه ها نزدیک به یک جهت خاص خوشه ای می شوند. مسیر جهت دار شدن خوشه ای دانه ها را بافت ماده گویند. بافت ها بواسطه مسیرهایی که دانه ها از مذاب و یا حالت دیگر فرآوری ماده شکل می گیرند، بوجود می آیند.

در یک تک کریستال خواص فیزیکی بسته به جهتی که این خواص اندازه گیری شوند، تفاوت می نماید. بنابراین، خواص فیزیکی مواد پلی کریستال بستگی به توزیع جهت گیری های کریستالی موجود در ماده دارد.

شکل پذیری مواد ورقه ای به شدت وابسته به بافت ماده داشته و بنابراین مراحل فرآوری در راه رسیدن به به ماده نهایی به دقت تحت کنترل بوده تا بافت مورد نظر به دست آید.

برای نمونه، بافت در ورقه های آلومینیومی مورد استفاده در قوطی های نوشیدنی به دقت کنترل می شود، در غیر اینصورت بخش بالایی قوطی ناصاف و سطح آن ناهموار خواهد شد. بیشتر خواص مواد الکترونیکی و مغناطیسی وابسته به جهت گیری کریستالی دارد. مثلا، هسته ترانسفورهای الکتریکی به نحوی بافت دار می شوند تا افت انرژی در ترانسفورماتور کاهش یابد. به علت اینکه EBSD جهت کریستالی را مشخص می نماید،داده های حاصل از آن را می توان در آنالیز بافت ماده نیز به کار برد. در این راه روش EBSD مکمل روشهای استاندارد اندازه گیری بافت با استفاده از پراش پرتو X می باشد. اما روش EBSD پیشتر هم می رود، چون با آن می توان بافت یا بافتهای موجود در ماده را با ریزساختار آن مرتبط ساخت. به علاوه، تغییر بافت از محلی به محل دیگر در ماده را به راحتی می توان مطالعه نمود. گسترش بافت در سطح ریزساختاری را می توان با این روش بررسی نمود.

سمت چپ: نمونه با جهت گیری تصادفی دانه ها(بدون بافت)

سمت راست:نمونه با جهت گیری غیر تصادفی دانه ها(دارای بافت)

مرزدانه ها

مرزدانه های فصل مشترک بین دانه ها هستند. این مرزها در مشخص نمودن چگونگی کاربرد یک ماده اهمیت زیادی دارند، زیرا ساختار اتمی در منطقه باریکی نزدیک مرزدانه با ساختار اتمی داخل دانه متفاوت است. وقتی که جهت گیری دانه تغییر می کند، ساختار مرز نیز تغییر می یابد. به علت اینکه EBSD جهت گیری کریستالی را اندازه گیری می کند، این روش قادر است بواسطه تغییر جهت گیری در هر دو طرف دانه مشخصات دانه را تعیین نماید. مطمئنا به علت وجود تعداد زیاد دانه در ماده اندازه گیری فقط یک دانه کافی نخواهد بود. EBSD توانایی اندازه گیری جهت گیری چندین هزار مرزدانه را داشته تا داده های آماری مناسبی از نوع مرزدانه موجود در ماده به دست آید.

این نوع اطلاعات با توجه به اینکه جهت گیری مرزدانه ها اثر مهمی بر خواص مواد دارند، از اهمیت خاصی برخوردار هستند.

برای نمونه، خوردگی و شکست می تواند از مرزدانه آغاز شود. برخی جهت گیری مرزدانه ها مقاومت بیشتری در برابر این پدیده ها نسبت به دیگر جهت گیری ها ازخود بروز می دهند. روشهای فرآوری مواد که سبب ایجاد مرزدانه ها با مقاومت بیشتر می شوند، می توانند سبب تولید مواد با خواص بهبود یافته شوند. این گونه روشها گاهی اوقات به نام مهندسی مرزدانه معرفی می شوند. یک نمونه از این مواد، بیشترکردن عمر الکترودهای سربی در اسید باتری است که در ماده به نحوی فرآوری می شود که کسر بالاتری از نوع خاصی از مرزدانه ها درآن ایجاد شود.

مدل نشان دهنده جهت گیری کریستالی درنقاط A و B در هر دو طرف یکمرزدانه می باشد. مشاهده می کنید که کریستال حول بزرگترین قطر در مکعب دوران کرده است. این نوع خاص از مرزها به دوقلویی معرف می شود.

جمع بندی

1- در مواد کریستالی اتمها به صورتی که در فضا بطور متناوب تکرار شوند، مرتب شده اند.

2- مواد پلی کریستال تشکیل شده از تجمع دانه های تک کریستالی هستند. بسیاری از مواد مهم مهندسی و معدنی پلی کریستال هستند

3- ریز ساختارها مجموعه ای از دانه ها، و دیگر اجزایی چون رسوبات و حفرات هستند.

4- الگوی پراش الکترونهای برگشتی روشی در میکروسکوپ الکترونی روبشی جهت اندازهگیری جهت گیری کریستالی است.

5- نقشه جهت گیری کریستالی توسط روش EBSD قابل جمع آوری بوده و هرگونه ابهام در تشخیص دانه ها و مرزدانه ها با استفاده از این روش از بین می رود.

6- دانه ها در مواد پلی کریستال معمولا به صورت تصادفی جهت دار نیستند و بافت موجود در این مواد خواص ویژه ای را به ماده می دهد.

7- EBSD یک روش مهم در آنالیز بافت ماده می باشد زیرا این روش اجازه مطالعه رابطه بین بافت و ریزساختار را به محقق میدهد.

8- مرزدانه ها فصل مشترک بین دانه ها در مواد پلی کریستال هستند. مرزهای تشکیل شده بین دانه ها با جهت گیری خاص نسبت به دانه دیگر می تواند خواص مناسب را به ماده بدهد.

9- EBSD قادر است این مرزها را تعیین مشخصات نموده و توزیع نوع مرزهای مختلف در یک نمونه را تعیین نماید.

10- روش EBSD یک روش آنالیز ساختاری می باشد.