劉 飛 * 馬曉桐 劉戰(zhàn)偉 ,2) 謝惠民 *

*(清華大學(xué)航天航空學(xué)院，北京 100084)

?(北京理工大學(xué)宇航學(xué)院，北京 100081)

電子背散射衍射（electron backscatter diffraction, EBSD）技術(shù)是一種基于掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope, SEM）的材料微結(jié)構(gòu)表征技術(shù)。由于EBSD 技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體材料的晶粒結(jié)構(gòu)、晶體取向以及幾何必須位錯(cuò)（geometrically necessary dislocations, GNDs）密度等進(jìn)行定量分析，還能對(duì)合金應(yīng)變、局部取向差（kernel average misorientation, KAM）、晶粒取向分散度（grain orientation spread, GOS）以及晶粒變形能力等進(jìn)行微尺度表征，因此EBSD技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)領(lǐng)域。近年來，將EBSD 技術(shù)與光測力學(xué)技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)變形量化的測量和表征已成為熱點(diǎn)研究問題。例如，數(shù)字圖像相關(guān)（digital image correlation, DIC）方法作為力學(xué)領(lǐng)域中的重要變形場測量技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各種工程構(gòu)件的應(yīng)變測量，而基于EBSD 技術(shù)的高分辨DIC 技術(shù)不僅能定量化分析微區(qū)應(yīng)變場，還可以拓展EBSD 技術(shù)的功能，實(shí)現(xiàn)材料不同取向晶粒、相結(jié)構(gòu)、變形亞結(jié)構(gòu)等微觀組織應(yīng)變場的高通量表征。例如，Zhao 等[1]利用高分辨DIC 方法對(duì)Nitronic 60 合金晶粒的應(yīng)變場分布進(jìn)行了分析，結(jié)果表明與具有小施密特（Schmid）因子的晶粒相比，大Schmid 因子的晶粒展現(xiàn)出較大的局部應(yīng)變。Gao 等[2]利用高分辨DIC 方法分析了鋁合金晶粒內(nèi)部、晶界以及滑移帶的應(yīng)變場分布?？梢?，將EBSD 技術(shù)與其他測量技術(shù)相結(jié)合是發(fā)展高通量測試表征技術(shù)的有效途徑，這也有助于促進(jìn)多學(xué)科交叉結(jié)合發(fā)展，因此，了解EBSD 技術(shù)的基本原理與功能對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究至關(guān)重要。

本文重點(diǎn)介紹了EBSD 技術(shù)的主要功能及其在微觀力學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，同時(shí)也簡要介紹了EBSD 技術(shù)的基本原理以及制樣方法，可為高校、研究所學(xué)生或?qū)嶒?yàn)教學(xué)人員提供EBSD 技術(shù)的基本框架和實(shí)踐參考。

1 電子背散射衍射技術(shù)

1.1 基本原理

EBSD 分析系統(tǒng)如圖1 所示[3]。電子束系統(tǒng)產(chǎn)生電子束與被測樣品相互作用，發(fā)生非彈性散射，散射角大的電子會(huì)逃出樣品表面，稱為背散射電子[4-5]。部分背散射電子入射到樣品中的某些晶面，由于滿足布拉格衍射定律而發(fā)生彈性相干散射（菊池衍射），從而產(chǎn)生強(qiáng)度更高的電子束。由晶面（h k l）中滿足布拉格角的電子衍射組成一個(gè)衍射圓錐，由于晶面的對(duì)稱性，與之對(duì)應(yīng)的晶面（h' k' l'）會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)衍射圓錐，兩個(gè)衍射圓錐呈對(duì)稱狀態(tài)分布，如圖2 所示[4]。兩個(gè)衍射圓錐延長，并與EBSD 系統(tǒng)中CCD 相機(jī)前的熒光屏相交，從而形成菊池帶。衍射圓錐與熒光屏交線為菊池帶的邊緣，而晶體中對(duì)應(yīng)的衍射晶面的延長線與熒光屏的交線為菊池帶的中心線，多個(gè)晶面發(fā)生衍射時(shí)，可在熒光屏上形成一系列的菊池帶。系統(tǒng)配置的軟件將獲得的菊池帶與標(biāo)準(zhǔn)菊池帶進(jìn)行比較，從而標(biāo)定所獲得菊池帶的晶面指數(shù)，確定晶體的取向等信息[4-5]。

圖1 EBSD 分析系統(tǒng)[3]Fig.1 EBSD analysis system[3]

圖2 電子衍射圓錐及衍射晶面投影圖[4]Fig.2 Electron diffraction cone and projection image of diffraction crystal plane[4]

1.2 金屬材料常用制樣方法

進(jìn)行EBSD 測試前，一般采用電解拋光法和電解雙噴法去除樣品表面的殘余應(yīng)力層，其中電解拋光法是常用的EBSD 制樣方法，而對(duì)于表面應(yīng)力較大的合金（例如，變形態(tài)合金），建議使用雙噴法制備樣品。電解拋光前應(yīng)對(duì)被測樣品進(jìn)行機(jī)械拋光，先將樣品在磨樣機(jī)上用600#、1000#、1200#、1500#水磨砂紙磨至樣品表面光滑平整，再用2000#金相砂紙進(jìn)行精磨，最后用粒度為0.5 μm 的金剛石研磨膏對(duì)樣品進(jìn)行拋光。機(jī)械拋光完成后，將樣品浸于酒精中使用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行清洗，吹干后再進(jìn)行電解拋光。表1 給出了部分金屬材料的電解拋光工藝[6-7]。

表1 部分金屬材料電解拋光工藝[6-7]Table 1 Electrolytic polishing processes for some metal materials[6-7]

利用電解雙噴法制樣之前，先將金屬樣品在磨樣機(jī)上用水磨砂紙和金相砂紙磨至100 μm，然后用沖樣器將厚度為100 μm 的樣品加工為直徑3 mm 的圓片，最后將圓片在電解雙噴儀上進(jìn)行電解雙噴減薄，電解雙噴的工作原理如圖3 所示[8]。利用雙噴法制備EBSD 樣品時(shí)，雙噴液和雙噴電解參數(shù)與制備透射電子顯微鏡（transmis-sion electron microscope, TEM）樣品一樣。例如，Al-Cu 合金的雙噴液可選擇30%硝酸和70%甲醇溶液（體積分?jǐn)?shù)），電解雙噴參數(shù)為：電壓15 V，電流70～80 mA，溫度約–20℃[7]。雙噴減薄后需用清水及酒精將樣品表面的電解液清洗干凈。值得注意的是，利用雙噴法制備樣品時(shí)，要控制雙噴時(shí)間，盡量不要讓EBSD 樣品的中心區(qū)域出現(xiàn)穿孔，周圍出現(xiàn)砂孔。如果出現(xiàn)穿孔和砂孔會(huì)導(dǎo)致EBSD 測試時(shí)樣品的解析率和圖像質(zhì)量下降。雙噴法的缺點(diǎn)是會(huì)使樣品表面產(chǎn)生大量凹坑，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響EBSD 成像質(zhì)量。圖4 給出了雙噴法和電解拋光法制備的退火態(tài)鋁合金樣品的電子圖像和反極圖（inverse pole figure, IPF）[9]，其中圖4(a)和圖4(c)為330℃退火4 h 樣品，圖4(b)和圖4(d)為340℃退火4 h 樣品，兩種樣品均具有較大的表面殘余應(yīng)力。

圖3 電解雙噴減薄工作原理圖[8]Fig.3 Principle diagram of twin-jet polishing technique[8]

圖4 雙噴法和電解拋光法制備的鋁合金樣品的EBSD 圖像[9]Fig.4 EBSD images of Al alloy samples prepared by twin-jet polishing technique and electrolytic polishing method[9]

2 主要功能

2.1 材料微觀組織分析

EBSD 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在微尺度下對(duì)材料的微觀組織特征進(jìn)行定量或定性表征。目前，EBSD技術(shù)已成為研究金屬材料微結(jié)構(gòu)的一種重要表征手段。圖5 給出了固溶態(tài)鋁合金的IPF 圖、Schmid因子圖、Taylor 因子圖以及剛度圖。根據(jù)IPF 圖能夠獲得圖中每個(gè)晶粒的取向信息，例如圖5(a)中綠色晶粒為Goss 取向（{110}<001>），紅色晶粒為Cube 取向（{001}<100>）。此外，根據(jù)IPF 圖還能獲得平均晶粒尺寸、平均取向角以及晶界體積分?jǐn)?shù)等信息。比較圖5(a)～圖5(c)可知，與Cube 晶粒相比，Goss 晶粒不僅具有較大的Schmid 因子，還具有較大的Taylor 因子，這表明Goss 取向是一種易滑移取向，且Goss 晶粒抵抗變形的能力較強(qiáng)。通過分析圖5(a)和圖5(d)可以發(fā)現(xiàn)，晶粒的剛度與其取向無關(guān)。

除了對(duì)材料基體組織進(jìn)行分析外，EBSD 技術(shù)還常被應(yīng)用于高熵合金中不同晶體結(jié)構(gòu)的相分析，如圖6 所示[10]。由圖6 可知，F(xiàn)eNiCoAlTaB合金由紅色等軸奧氏體晶粒和藍(lán)色富NiAl 粒子組成，在奧氏體晶粒內(nèi)部還觀察到孿晶的形成，而粗大的藍(lán)色NiAl 粒子則分布在奧氏體晶界上。此外，在奧氏體晶粒內(nèi)部還觀察到亞微米尺寸的NiAl 粒子，并且這種亞微米尺寸的粒子分布在奧氏體晶粒內(nèi)部的孿晶界上。顯然，在1400 K 退火后，F(xiàn)eNiCoAlTaB 合金晶粒尺寸較?。ù蠹s小于10 μm）的原因主要與NiAl 粒子分布在奧氏體晶界上阻礙晶界遷移有關(guān)。

圖6 1400 K 退火1 h 的FeNiCoAlTaB 合金EBSD 圖[10]Fig.6 EBSD image of FeNiCoAlTaB alloy after annealing at 1400 K for 1 h[10]

2.2 晶體學(xué)織構(gòu)/取向分析

目前，EBSD 和X 射線衍射（X ray diffraction, XRD）技術(shù)是分析材料晶體學(xué)織構(gòu)的主要表征手段，其中XRD 測量區(qū)域大（與光束直徑相關(guān)），所獲得織構(gòu)信息更能體現(xiàn)樣品的實(shí)際取向，因此，將XRD 測量的織構(gòu)稱為宏觀織構(gòu)，EBSD 獲得的織構(gòu)信息稱為微觀織構(gòu)（測量區(qū)域?yàn)槲⒚壮叨龋D7 給出了330℃退火4 h 鋁合金樣品的宏觀織構(gòu)和微觀織構(gòu)，這里的織構(gòu)用取向分布函數(shù)（orientation distribution function,ODF）圖來表示[9]。其中圖7(a)的織構(gòu)是通過XRD 技術(shù)測量獲得，圖7(b)是通過EBSD 技術(shù)獲得。由圖7 可知，樣品的宏觀織構(gòu)為Brass 織構(gòu)（{011}<211>），而微觀織構(gòu)為Goss 織構(gòu)（{110}<001>），結(jié)合樣品的退火狀態(tài)，樣品實(shí)際的織構(gòu)應(yīng)為Brass 織構(gòu)。退火態(tài)樣品的IPF圖如圖4(c)，事實(shí)上圖4(c)中的綠色基體為一個(gè)Brass 取向的大晶粒，而其內(nèi)部的細(xì)小亞晶粒為Goss 取向晶粒，因此，其微觀織構(gòu)為較強(qiáng)的Goss織構(gòu)，這也表明Goss 取向的晶粒是在Brass 取向晶粒中形核并長大的。此外，EBSD 技術(shù)還可獲得樣品的極圖和反極圖（圖7(c)）[11-12]。

圖7 退火態(tài)鋁合金的(a)宏觀織構(gòu), (b) 微觀織構(gòu)以及 (c)極圖與反極圖[9,11-12]Fig.7 (a) Macro- , (b) micro-textures, (c) pole figure and inverse pole figure of annealed Al alloy[9,11-12]

2.3 變形場分析

EBSD 技術(shù)除了可以表征材料的微觀組織外，還可以根據(jù)變形前后菊池花樣的變化定性分析樣品的彈性和塑性應(yīng)變。

2.3.1 彈性應(yīng)變

由于彈性應(yīng)變只能使晶格產(chǎn)生微小畸變，不會(huì)引起晶體取向的變化，因此晶格某一方向產(chǎn)生彈性應(yīng)變時(shí)，會(huì)導(dǎo)致該方向的晶格參數(shù)發(fā)生變化，這種彈性應(yīng)變導(dǎo)致的晶格畸變在菊池花樣中表現(xiàn)為相應(yīng)晶帶軸發(fā)生偏移和菊池帶寬度發(fā)生變化[13]。值得注意的是，彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變（晶格旋轉(zhuǎn)）均會(huì)引起晶帶軸的偏移，但彈性應(yīng)變對(duì)不同晶帶軸產(chǎn)生不同的角位移，而塑性應(yīng)變對(duì)不同晶帶軸產(chǎn)生相同的角位移，因此，可以通過確定晶帶軸角位移的變化來區(qū)分這兩種應(yīng)變[13]。此外，由于菊池帶寬度與對(duì)應(yīng)晶面間距成正比，因此可以根據(jù)菊池帶寬度計(jì)算對(duì)應(yīng)晶面的晶面間距，從而計(jì)算出相應(yīng)晶體結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣常數(shù)來定性分析彈性應(yīng)變的演化。例如，McLean 等[14]通過原位EBSD技術(shù)測量了θ 型單晶硅的全場彈性應(yīng)變，且EBSD測量結(jié)果與有限元模擬結(jié)果較為吻合。Li 等[15]基于高分辨EBSD 技術(shù)，使用互相關(guān)理論通過分析EBSD 菊池花樣計(jì)算了樣品的彈性應(yīng)變，并提出了大晶格旋轉(zhuǎn)條件下用于高分辨EBSD 計(jì)算彈性應(yīng)變的匹配算法。

2.3.2 塑性應(yīng)變

目前，基于取向差獲得的KAM 圖、GND 圖和GOS 圖是分析材料塑性應(yīng)變的主要手段[16-17]。KAM 圖能夠表征材料塑性變形的均勻程度（圖8(a)），圖中局部取向差越大，表明該位置塑性變形越大[5]。此外，KAM 圖也可用于計(jì)算GNDs（圖8(b)）[16-17]。GND 是應(yīng)變梯度理論的關(guān)鍵力學(xué)參數(shù)，其存在于應(yīng)變梯度場中（由材料本身晶格幾何約束而產(chǎn)生）[5,18]。通過計(jì)算GNDs密度不僅能評(píng)估應(yīng)變的大小，還能分析位錯(cuò)與晶界的相互作用以及材料的塑性變形機(jī)制，從而揭示材料的強(qiáng)韌化機(jī)理[19-21]。GOS 圖主要用于區(qū)分再結(jié)晶晶粒與變形晶粒（圖8(c)），一般GOS圖中的紅色晶粒具有較大的晶格畸變（也可認(rèn)為位錯(cuò)密度較大），因此其塑性應(yīng)變也較大。

圖8 EBSD 技術(shù)中的塑性應(yīng)變測量方法[16-17]Fig.8 Measurement method of plastic strain in EBSD technique[16-17]

綜上所述，EBSD 技術(shù)只能定性分析材料的彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變，如果要定量化計(jì)算材料的應(yīng)變，應(yīng)將EBSD 技術(shù)與DIC 技術(shù)相結(jié)合，利用高分辨DIC 技術(shù)來實(shí)現(xiàn)材料應(yīng)變的定量計(jì)算。

3 EBSD 技術(shù)在材料微觀力學(xué)行為中的應(yīng)用

3.1 疲勞裂紋擴(kuò)展行為

與其他材料學(xué)表征技術(shù)相比，EBSD 技術(shù)的主要優(yōu)勢是能夠獲得材料的微觀取向信息，因此，EBSD 技術(shù)可用來研究與晶體取向相關(guān)的微尺度力學(xué)行為。這里重點(diǎn)介紹“取向誘導(dǎo)疲勞裂紋偏轉(zhuǎn)”的研究工作。Liu 等[22]通過EBSD 技術(shù)表征了不同取向晶粒對(duì)疲勞裂紋偏轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，結(jié)果表明，當(dāng)鋁合金具有強(qiáng)的Goss、P（{110}<122>）和Q（{013}<231>）織構(gòu)時(shí)，由于取向晶粒與其鄰近晶粒之間具有大的扭轉(zhuǎn)角晶界，故可有效阻礙疲勞裂紋擴(kuò)展造成顯著的裂紋偏轉(zhuǎn)效應(yīng)；而當(dāng)合金具有Brass、Copper（{112}<111>）、S（{123}<634>）和R（{124}<211>）織構(gòu)時(shí)，由于取向晶粒與其臨近晶粒之間具有小的扭轉(zhuǎn)角晶界，故不能有效阻礙裂紋擴(kuò)展，疲勞裂紋可以穿過這些晶粒繼續(xù)擴(kuò)展。此外，對(duì)于Cube 織構(gòu)的研究表明，由于Cube 晶粒與其臨近晶粒既存在大的扭轉(zhuǎn)角晶界，也存在小的扭轉(zhuǎn)角晶界，因此，Cube 織構(gòu)不總是能降低鋁合金的疲勞裂紋擴(kuò)展速率[22]。然后，通過EBSD 技術(shù)表征了疲勞裂紋附近不同取向晶粒對(duì)裂紋偏轉(zhuǎn)的影響，從而直接證明了上述結(jié)論，如圖9 所示[23]。表2 給出了圖9(a)～圖9(c)中各晶粒的取向信息。

表2 板材A，B 和C 中疲勞裂紋附近晶粒的取向信息[23]Table 2 Orientation information of grains near fatigue cracks in plates A, B and C[23]

圖9 鋁合金中不同取向晶粒對(duì)疲勞裂紋偏轉(zhuǎn)的影響[23]：(a)～(c) 分別為板材A，B 和C 的疲勞裂紋IPF 圖；(d) 疲勞裂紋擴(kuò)展速率曲線Fig.9 Effect of grains with different orientations on fatigue crack deflection in Al alloy[23]: (a)～(c) fatigue crack IPF image of sheet A, B and C; (d) fatigue crack propagation rate curves

3.2 應(yīng)變場演化

如2.3 節(jié)所述，EBSD 技術(shù)另外一個(gè)主要的功能就是定性表征材料的應(yīng)變場。例如，可以分析不同狀態(tài)樣品的應(yīng)變場演化規(guī)律，從而揭示材料的損傷機(jī)制或強(qiáng)韌化機(jī)理。圖10 是不同狀態(tài)鋁合金的KAM 圖，樣品編號(hào)及其熱處理工藝如表3 所示[17]。由圖10 可知，在同一冷軋壓下量下，隨著合金晶粒尺寸的細(xì)化，小尺寸晶粒中出現(xiàn)應(yīng)變集中現(xiàn)象，這也從應(yīng)變演化的角度解釋了細(xì)晶強(qiáng)化機(jī)制。此外，在圖10(e)中觀察到某些應(yīng)變集中程度較大的區(qū)域（圖10(e)中矩形區(qū)域），結(jié)果表明當(dāng)合金在某種載荷作用下時(shí)，這些區(qū)域可能會(huì)率先發(fā)生損傷破壞。綜上所述，根據(jù)KAM圖能夠預(yù)測材料發(fā)生破壞的起始位置。

表3 固溶態(tài)鋁合金樣品編號(hào)及熱處理狀態(tài)[17]Table 3 Number and heat-treatment status of solution treated Al alloy samples[17]

圖10 固溶態(tài)鋁合金的KAM 圖[17]：(a) 樣品A; (b) 樣品C; (c) 樣品E; (d) 樣品B; (e) 樣品D; (f) 樣品FFig.10 KAM images of solution treated Al alloy[17]: (a) sample A; (b) sample C; (c) sample E; (d) sample B; (e) sample D;(f) Sample F

圖11 是固溶態(tài)鋁合金疲勞裂紋的IPF 圖和KAM 圖。根據(jù)3.1 節(jié)可知，從圖11(a)中能夠確定促進(jìn)疲勞裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)的晶粒取向，此處不再贅述。圖11(b)中標(biāo)記出了小角度晶界的分布，可以發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋附近產(chǎn)生了大量小角度晶界，因?yàn)槠谶^程中會(huì)形成大量駐留滑移帶，因此這些小角度晶界可以認(rèn)為是位錯(cuò)。同時(shí)，根據(jù)圖11(c)可知，疲勞裂紋附近產(chǎn)生了較大的應(yīng)變集中，這與圖11(b)吻合較好。此外，無論是在疲勞裂紋附近或者遠(yuǎn)離裂紋的晶粒中，均存在應(yīng)變集中區(qū)（圖11(c)），這些應(yīng)變集中區(qū)可能成為疲勞裂紋萌生位點(diǎn)。

圖11 固溶態(tài)鋁合金的IPF 圖和KAM 圖[17]Fig.11 IPF and KAM images of solution treated Al alloy[17]

3.3 基于EBSD 的高分辨DIC 技術(shù)

近年來，隨著微尺度力學(xué)測試技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合EBSD 技術(shù)的高分辨DIC 方法由于能夠直觀反映晶粒內(nèi)部與晶粒邊界的變形場分布特征，該方法目前已被廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)和固體力學(xué)領(lǐng)域?；赟EM 可以獲得被測樣品表面變形前后的EBSD 圖像和二次電子圖像（或背散射電子圖像），然后通過DIC 方法可以計(jì)算得到被測樣品表面的位移場，再通過位移場的微分可以進(jìn)一步獲得應(yīng)變場。最后，將應(yīng)變場與被測樣品變形后的EBSD 圖像相疊加，可以用于晶粒的變形場分析。

目前，基于EBSD 的高分辨DIC 技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于微尺度變形場的測量與表征。例如，圖12 給出了鋁合金不同應(yīng)變條件下的高分辨DIC圖像[2]。由圖12 可知，隨著拉伸應(yīng)變的增大，晶界和滑移帶處產(chǎn)生強(qiáng)烈的應(yīng)變集中，且大尺寸晶粒應(yīng)變集中的程度大于小尺寸晶粒，如圖12(b)中的區(qū)域Ⅱ和區(qū)域Ⅳ所示。由上述分析可知，基于EBSD 的DIC 測量技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)微尺度變形場的定量化測量，還能分析材料不同微觀組織的應(yīng)變集中程度。目前，基于EBSD 的高分辨DIC 技術(shù)的主要難點(diǎn)在于測試樣品表面散斑制備技術(shù)。一方面，所制備的散斑需滿足DIC 方法的測試條件，即要求散斑顆粒均勻、彌散地分布在樣品表面，不能出現(xiàn)顆粒大面積團(tuán)聚現(xiàn)象影響應(yīng)變測量精度。另一方面，還要求測試樣品表面所制備的散斑不能屏蔽背散射電子信號(hào)，即不能影響菊池花樣的成像質(zhì)量?？梢姡c傳統(tǒng)DIC 散斑制備技術(shù)相比，高分辨DIC 方法的散斑制備技術(shù)要求更高、難度更大，因此目前亟需發(fā)展匹配于EBSD 的微尺度散斑制備技術(shù)。

圖12 局部拉伸應(yīng)變分布圖[2]Fig.12 Distribution map of local tensile strain[2]

4 總結(jié)

EBSD 技術(shù)是一種微尺度的材料微結(jié)構(gòu)表征技術(shù)，其不僅能夠?qū)Σ牧衔⒂^組織進(jìn)行直接成像，還能獲取晶粒尺度的取向變化、晶格畸變程度、應(yīng)變集中程度以及幾何必須位錯(cuò)密度等信息。此外，根據(jù)KAM 圖和GND 圖，并結(jié)合Schmid 因子圖和Taylor 因子圖還能夠分析材料塑性變形機(jī)制，并預(yù)測材料損傷的起始位置，根據(jù)這些信息能夠優(yōu)化材料微觀組織，以提升其力學(xué)性能。

目前，盡管EBSD 技術(shù)已經(jīng)非常成熟，并已被廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)與固體力學(xué)領(lǐng)域，但仍存在一些問題需要進(jìn)一步研究和拓展。例如，建立EBSD 圖像的畸變標(biāo)定與校正技術(shù)、匹配于EBSD的原位加載系統(tǒng)的開發(fā)、發(fā)展適用于EBSD 和DIC 技術(shù)的散斑制備方法等。