教你如何用channel 5軟件處理EBSD數據

EBSD是一種重要的表征方法，是獲取材料微區取向的一門理想技術。通過對EBSD數據的分析，可以獲得豐富的晶體學信息，這些信息不僅可以幫助科研Friends們發表高質量的論文，還可以直接應用到工業生產中，幫助生產高質量的材料。在掃描電鏡的EBSD探頭上測試完數據以后，會生成兩個源數據和一個檢測報告。這兩個源數據的格式分別為.cpr和.crc格式。這兩個格式的數據不能夠直接使用，而是要利用Channel 5軟件對其進行后處理，得到各種數據圖片和統計結果后才能進行數據分析和論文的寫作。Channel 5軟件的功能十分強大，其處理數據的過程看似簡單，但也存在許多技巧。正確教會讀者使用Channel 5軟件處理EBSD數據，是筆者些這篇文章的用意所在。

如果電腦上裝有Channel 5軟件，打開EBSD所測數據時，.cpr格式的數據會顯示圖標，表示該文件已經被軟件識別。這個時候雙擊該按鈕，則出現如圖1左邊的對話框。點擊OK，隨即出現右邊的對話框。可以看出里面主要包括Tango、Mambo、Salsa三個主程序，最右邊的Notepad一般用不著。下面我們主要介紹這三個程序的用法。

圖 1 .cpr數據的打開

1.Tango程序的應用

Tango程序的打開非常簡單，直接將下面標記為1的文件夾打開即可。打開的效果如圖2所示。在Tango程序里面可以做出各種圖片，還兼具統計的功能。下面我們主要展示怎么通過Tango程序獲得這些圖片。

圖 2 Tango程序的打開

1）去噪點

去噪的目的是去除誤標的點，提高數據的準確性，其步驟如圖3所示：鼠標按照1/2/3/4的順序點擊，即可完成降噪的目的。值得一一提的是在extrapolate下面的按鈕表示low→high的一次降噪程度，大家特別注意，降噪需要按照實際情況，不能降太多，也不能太少，太多和太少都會造成數據的失真。

圖3 降噪示意圖

2）IPF圖的輸出

在Tango程序中輸出IPF圖的方法如圖4所示，按照1/2/3/4的順序，依次進行便可以得到IPF圖，在IPF圖中，最好添加進相界和晶界，關于相界和晶界的設定，筆者在后面會講到。然后鼠標右鍵→export→data，變輸出了IPF圖。其中相界和晶界也都是拖入相應的位置。

圖4 IPF圖的輸出

注意：Schmid factor圖，Tayor factor圖，Texture component圖、Band contrast圖、Local misorientation圖、Eulor圖、Recrystallized function圖的做法與IPF圖一樣，筆者不在一一羅列。

3）晶界、相界的設定

在Tango程序的很多圖中，都需要加上晶界，晶界一般用不同顏色的線表示，其設定方法如圖5所示。首先把Grains Boundaries拖進相應的相中，雙擊，會出現右邊的對話框，點擊Line Specification進行相應的設置。在EBSD中通常把2~15°的設定為小角晶界，15°以上的設為大角度晶界，兩種晶界可以用不同顏色的表示，設置位置如圖5綠色矩形框所示。相界的設定方法與晶界幾乎一樣，大家可以比類相知。

圖5 晶界的設定

3）某些圖的數據統計

在Tango程序中，如BC圖，Schmid Factor圖等都需要對相應數據做統計。其統計的方法基本上異曲同工，首先鼠標左鍵單擊Legend，則出現圖6上方的對話框，然后右鍵點擊Zoom histogram，則出現下面的對話框，之后右鍵export→data，此時會輸出一組Tex格式的文件，之后大家用origin作圖即可。

圖6 晶界圖統計數據的輸出

4）點對第一點和點對前一點的累積取向差

對某個特殊晶粒或者相鄰晶粒計算點對第一點和點對前一點的累積取向差時，其步驟可以分為2步，如圖7所示。相應點擊的按鈕皆已標明。

圖7點對第一點和點對前一點的累積取向差

2.Mambo程序的應用

Mambo程序用于輸出極圖、反極圖和IGMA圖，從而判斷合金內部的織構或晶粒的取向信息，其作圖方法如圖8所示。

圖8 Mambo輸出圖片的方法

首先將文件拖入Mambo程序中，就會出現右邊的對話框，點擊紅色圓圈標記的按鈕，出現箭頭所指畫面，將Pole figure拖入相應的相，出現散點極圖，鼠標右鍵之后選擇New contouring，在粉色箭頭所指的對話框這是參數（一般選擇系統默認參數即可），點擊OK，則出現彩色的極圖。反極圖，IGMA圖的做法與極圖的做法類似，不同的是第二步需要把Inverse Pole figure和Axis in sample CS拖入相應的相，接下來的步驟與極圖的做法一模一樣。

3.Salsa程序的應用

Salsa程序主要用于ODF圖的輸出，做法如圖9所示，首先把文件拖入Salsa程序，出現右邊的對話框，點擊Edit→New ODF，之后出現下面的四個對話框，依次點擊繼續，則出現左下方的帶有顏色的立方塊，點擊上方用紅色圓圈的按鈕，則生成ODF圖。

圖9 ODF圖的輸出

4.選子集的功能應用

以上是Channel 5軟件三個程序最基本的出圖，但是在寫論文的時候，我們有時關心的是某一局部區域的特征，這便涉及子集選取的功能。Tango、Mambo以及Salsa都有選子集的功能，下面筆者以Tango程序為例，說明Channel 5子集的功能應用。首先，點擊分顏色圈的按鈕，則出現Subset Selection Tools工具欄，粉色矩形框圈的部分為四個常用的選子集工具，如果讀者還需要其他工具的話，點擊+號，則出現其他工具。在這里，筆者圓形的工具，在IPF圖上的需要區域畫個圓，則在右邊的源文件部分出現subset 1，表示選取了一個子集。這個子集可以導入Tango、Mambo以及Salsa程序，則可以輸出相應的圖。Mambo以及Salsa程序的子集選取類似，筆者這里不再一一列出。

圖10 Tango程序中子集的功能

有些子集功能的選取比較高級，并非如圖10所示一樣，筆者在這里給大家介紹一種怎樣在BC圖中劃分開不同襯度范圍內的晶粒。在Tango程序中得到BC圖后，首先點擊Legend按鈕，則出現右邊的統計數據對話框，右鍵→Set Mix/Max，則出現下面的小對話框，設置好相應的數值，點擊ok，則變成下面的圖像。右鍵→Range to Subset，便生成相應襯度范圍內的子集。

圖11 在BC圖中劃分開不同襯度范圍內的晶粒

5.晶粒大小的統計以及子集的設定

在Channel 5軟件之中，可以對所掃的區域的晶粒大小進行勘探和統計圖的輸出，按照圖12中1/2/3的順序點擊后，則生成相應的晶粒大小的柱狀統計圖。另外，在右邊的對話框中，單擊右鍵可以輸出Excel的表格，里面包含全部晶粒的信息。在柱狀圖部分，可以建立不同尺寸范圍內晶粒的子集，右鍵→Set Mix/Max，設置好相應的數值，點擊ok，然后在右鍵→Range to Subset，便生成相應尺寸范圍內的子集。

圖12晶粒大小的統計以及子集的設定

6.3D取向圖

在某些分析中，某些晶粒的3D取向圖的加入會使得信息更加豐富和直觀，做3D取向圖時，如圖12所示，首先需要打開IPF圖或者Euler圖，然后點擊View→3D Crystal Orientation，則會出現某晶粒的三維圖，在IPF圖或者Euler圖點擊另外的晶粒，則又出現相應的圖。

圖13 晶粒3D取向圖的做法

以上是Channel 5軟件最在處理EBSD數據時各種圖或者數據方法，Channel 5軟件的功能十分強大，很多東西需要具體問題具體分析的，這就需要讀者自己的感悟。筆者在這里也是竭盡所能的分享自己所學，如果有遺漏或不足之處，還請大家見諒或者與我溝通。

本文由虛谷納物供稿。