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EBSD系统校准后,便可以自动标定衍射花样和计算晶体取向。

通常完整的步骤如下所示:

  1. 衍射花样由探测器传输到EBSD软件;
  2. 运用Hough变换识别衍射带的位置。衍射带在Hough空间中显示为峰点;
  3. 在确定衍射带位置以及了解校准的几何条件后,便可以计算探测到的衍射带间的夹角;
  4. 用计算出的角度与所分析结构的晶面角列表对比,这个列表基于参考结构中一系列特定的反射面;
  5. 将可能的结果排序以找到最佳匹配的,并计算出取向矩阵。

整个过程是完全自动的,在现代计算机上只需花费几毫秒的时间。

Hough变换

Hough变换用于确定衍射带的位置,将EBSD照相机的图像变换到Hough空间表示。衍射花样上的点(x, y)与其在Hough空间中的坐标(ρ, θ)的关系是:ρ=xcosθ+ysinθ。在图像空间(x, y)中一条直线经过Hough变换后,可以表示为一个点(ρ, θ),其中ρ是直线到原点的垂直距离,θ是直线与x轴的夹角(图1)。在Hough空间中,衍射带以明亮区域或峰点出现,很容易被检测到并用来计算衍射带的原始位置(图2)。

图 1 Hough变换将直线转换为Hough空间中的点

figure 1a

图 2 利用Hough变换找到衍射花样中的衍射带

figure 2a

(a) 在20kV加速电压下收集到的Si衍射花样

figure 2c

(b) 在Hough变换中识别峰点并进行填色

figure 2d

(c) 找到Hough变换中峰点在原始衍射花样中对应的衍射带并填以相似颜色

figure 2e

(d) 标定的衍射花样,蓝色十字指示花样中心位置

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