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Rückstreu-Kikuchi-Beugung
im Raster-Elektronen-Mikroskop
("EBSD", "BKD", "ACOM/SEM",
"Orientation Microscopy")
Prof. Dr. Robert Schwarzer
Kappstr. 65
D-71083 Herrenberg
Germany
E-mail: post@ebsd.de
Stand 31 Januar 2023
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Zusammenfassung
Mit EBSD-Systemen werden im Raster-Elektronenmikroskop die Einzelorientierungen an einer vielkristallinen Probenoberfläche aus Rückstreu-Kikuchi-Diagrammen ermittelt, eventuell unterstützt durch eine simultane EDS-Analyse.
Als Beispiel eines vollautomatischen EBSD-Systems besprechen wir im Folgenden das von meiner Arbeitsgruppe an der TU Clausthal entwickelte FastEBSD. Neben der heute üblichen on-line Analyse haben wir in der Regel die separate Messung und off-line Auswertung der Beugngsdiagramme bevorzugt. Dazu werden die Rückstreu-Kikuchi-Diagramme beim Abrastern der Probe nicht als einzelne Bilder, sondern wie ein Videofilm als Diagrammsequenz zunächst
auf der Festplatte gespeichert.
Nach meiner Pensionierung haben wir das Projekt FastEBSD eingestellt.
2015 lag die Aufnahmegeschwindigkeit bei mehr als 1100 Pattern/sec (Ni-Probe, <20 nA, 20 kV, 68x68 Pixel) und die anschließende Auswertung bei bis zu 2000 Orientierungen/sec. Das FastEBSD-System wurde mit diversen Raster-Elektronenmikroskopen, wie zum Beispiel einem Jeol JSM6400 eingesetzt.
FastEBSD bot
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die Aufnahme von Diagramm-Sequenzen und von EDS-Spektren einschließlich der quantitativen Analyse unter jeweils optimalen Bedingungen. Die um eine Größenordnung schlechtere Ortsauflösung von EDS konnte durch "Grid Morphing" berücksichtigt werden.
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die Auswertung der unbearbeiteten Diagrammsequenzen konnte jederzeit und reproduzierbar wiederholt werden. Dies ermöglichte die Optimierung von Auswerteparametern sowie Berücksichtigung nicht erwarteter Phasen.
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Rauschunterdrückung in den Diagrammen durch nichtlineare Filterung im Radonraum
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Konstruktion von Orientierungs-, Topographie- und Materialkontrast- Gefügebildern durch Auswertung der Rückstreuintensitäten in den Diagrammen anstelle von Intensitätsmessungen mit zusätzlichen Halbleiterdetektoren
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die Darstellung kristallographischer Richtungen in Form von ternären Millerplots
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eine Schnittstelle zu MatLab®, so dass der Anwender eigene Programmerweiterungen implementieren konnte.
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R. Schwarzer und J. Sukkau: Reproduzierbare EBSD-Messung im REM durch Pattern Streaming und off-line Auswertung.
Vortragstexte der 47. Metallographie-Tagung, Friedrichshafen 2013, 227-232
INVENTUM GmbH, Bonn 2013, ISBN 978-3-88355-398-6
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