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EBSD の応用

初心者向け EBSD：10 分間ツアー

これまでのページで、材料の微細構造がその主要な物理特性の多くに影響を与えること、そしてEBSDが、場合によってはEDSと組み合わせて、微細構造を解析するための最も強力なツールの1つであることをご理解いただけたと思います。ここでは、EBSDが一般的に適用されている応用分野のいくつかを簡単に紹介します。

EBSDの最大の応用分野は、材料科学であり、より具体的には、金属と合金の研究で使用されています。これらの材料に求められる特性の多くは微細構造によって制御されるため、EBSDは材料の特性評価やさまざまな加工工程による影響を理解するために不可欠なツールです。

例えば、飲料缶に使用されるアルミ板は、集合組織が厳密に管理されており、そうでなければ、缶の上部に凹凸ができたり、表面が滑らかにならなかったり、強度が低いため、より厚い（つまり高価な）板が必要になってしまいます。

鋼材に発生した亀裂の伝播に伴う変形を、幾何学的に必要な転位密度を用いて示した EBSD マップです。

同様に、多くの電気・磁気材料の特性も結晶方位に依存しています。そのため、変圧器のコアには、変圧器内のエネルギー損失を低減するために、集合組織が形成されています。

自動車産業で使用される最新世代の高強度鋼では、非常に高い強度を持つ材料を開発することが求められており、メーカーは車両全体の重量を減らし、燃費を向上させることができます。ここで重要なのは、結晶相の割合です。EBSDは、オーステナイト、フェライト、さらにはマルテンサイトの異なる生成比を識別し、必要な粒径や組織情報を明らかにするために使用されています。

同様に、EBSDは故障のメカニズムを理解するために一般的に使用されています。腐食や破壊は粒界から始まることがありますが、粒界にはこのような現象に対してより耐性の高いものがあります。より耐性の高い粒界の形成を促進する材料加工ルートは、粒界エンジニアリングとして知られるプロセスで、EBSDによって粒界群の特性を評価し、特性を向上させることができます。例えば、特定の粒界を多く含むように加工された電池の電極は、寿命が向上することが知られています。

地質学では、材料科学とは少し異なる課題があります。ここでは、変形や変成の際に活動したプロセスを理解するために、最終的な微細構造が研究されます。EBSDはこの研究に理想的な手法で、ある温度と圧力の条件を示す鉱物や結晶相のすべり系を特定するのに役立ちます。また、地質学的研究の補完として、放射年代測定結果の解釈を助けるためにEBSDが活用されることも多くなっています。

EBSD. jp ウェブサイトの関連ページには、多くの応用例が掲載されていますが、常に新しい、興味深い応用例が開発され続けています。下の表は、EBSDが日常的に適用されている多くの分野に関する概要を示しています。