为什么抽象季节对显微镜学家有压力

每年似乎都有越来越多的以微观为重点的会议、讲习班和国际会议。对于我们这些关注EBSD技术的人来说，今年特别忙，在英国和美国都有主题会议，以及在日本举行的三年一度的国际材料纹理会议(ICOTOM)。加上哥本哈根的欧洲显微学大会和密尔沃基的显微学和显微分析年会，日程变得相当拥挤。更糟糕的是，组织者都希望在2月份提交摘要，所以对我们中的许多人来说，过去几周都在策略性地规划演讲主题和今年晚些时候展示的海报。

我很幸运，今年应邀参加了几个会议，专门负责介绍EBSD技术的发展及其对材料科学和地质学领域的影响。这让我回顾了上世纪90年代中期在攻读博士学位期间从一块石英岩中收集的一些旧数据。在那个年代，EBSD有很大的希望，但对大多数实验室(包括我们的实验室)来说，这是一项费力的技术，需要在扫描电镜下熬夜，眯着眼睛观察嘈杂的图像(希望)找出菊池波段。然后，我们不得不盲目地相信我们早期的EBSD软件能够将屏幕上的一些手工绘制的线条转换成晶体方向。这是一个缓慢的过程:一个好的周末可能会进行1000次方向测量，然后是数周的数据操作，以生成边界偏移列表、极点图，甚至一些基本的地图。几年后，随着数字CCD探测器进入市场，EBSD系统得到了快速改进，所以我利用这个机会重复了我之前的分析，这一次使用了每秒几个点的自动映射(当时看起来很快!)一整夜的分析生成了可用的方位图，如图1a所示——尽管索引率相对较低(通常为75-80%)，但有足够的信息在几个小时内提取有关微观结构的所有相关信息。以前需要一个月的工作现在可以在24小时内完成。

快进到今天，我们被我们的技术宠坏了:我们的对称性EBSD探测器在2017年成为市场上第一个基于cmos的探测器。这导致了前所未有的分析速度，但更重要的可能是对非金属样品的研究，如我的石英岩，光纤透镜设计(至今仍是独特的)提供了卓越的灵敏度，仍然明显优于任何其他商业上可用的探测器。这意味着我可以再次重复我之前的实验，但这一次的映射速度约为每秒1000点，索引率接近100%，并且不使用高束流。图1b中的地图花了32分钟的时间来收集，包含的数据是之前分析的15倍以上，这使得描述样本的时间从24小时缩短到1小时以下。这才是真正的进步。

图1。来自变形石英岩的EBSD地图(a) 2001年13小时内收集的方位图(12万测量值)(b) 2017年32分钟收集的方位图(190万测量值)。

能够密切参与一项发展如此迅速的技术是令人兴奋的，它将从一个小众产品转变为可以广泛应用于许多应用领域的主流工具。然而，这并不完全是关于探测器和采集速度:为了有效地分析由我们的超高速CMOS探测器产生的越来越大的数据集，我们不得不完全重新开发我们的数据处理软件。这个月我们推出AZtecCrystal，这是我们几年来专注于EBSD数据处理的成果。我们的目标一直是开发与探测器技术和获取速度相匹配的数据处理软件，使研究人员更容易从他们的数据集中提取必要的信息，无论他们的专业水平如何。其结果是，软件是直观的使用，但提供了从EBSD分析提取关键数据所需的全套分析工具。而且，重要的是，它速度很快。作为产品测试的一部分，我喜欢从一系列样本中收集一些非常大的数据集(> 6000万个点)，并使用它们来测试AZtecCrystal的处理能力。令人高兴的是，这让我有机会再次看一看我信任的石英岩样本——下面的截图显示了一个“小”的1600万点数据集的分析，用图形突出显示了单个颗粒的方向以及失向角分布。重要的是，开发不会止步于此——我们有许多跨EBSD各个方面的项目正在进行中，所以请期待未来的版本和令人兴奋的新功能。