一、 电子衍射物相分析与X射线衍射

X 射线衍射一直是物相分析的主要手段，但电子衍射的应用日益增多，与X射线物相分析相辅相成。首先电子衍射物相分析灵敏度非常高，就连一个小到几百甚至几个埃的微晶也能给出清晰的电子衍射图，因此它的检测极限非常低，适用于：

i 试样总量很少。如大气中的微量粉尘，金属表面的氧化或污染层，半导体的外延生长等。

ii 待定物相在试样中含量很低。如晶界的微量沉淀，第二相在晶内早期预沉淀过程等。

iii 待定物相的颗粒非常小。如晶界开始生成的微晶、粘土矿物等。

选区或微区电子衍射一般都给出单晶电子衍射斑点图，当出现未知的新结构时，可能比X射线多晶衍射谱易于分析，另一方面还可以得到有关晶体取向关系的资料。如晶体生长的择优取向、析出相与基体的取向关系、惯析面等；第三，电子衍射物相分析可以与电子显微观察同时进行，还能得到有关物相的大小、形态、分布等重要资料，特别是新近发展起来的晶体结构象，可以直接分辨晶体结构及原子尺度的晶体缺陷，这是X 射线物相分析所不能比拟的。此外，还可在电子显微镜中加上电子能量损失谱仪或X 射线能量色散谱仪附件，直接得出微晶的化学成分。因此，电子衍射物相分析已成为研究晶体材料的微观结构所不可缺少的方法。

在强调电子衍射物相分析的优点时，也应充分注意其弱点。灵敏度越高，越应注意可能引起的假象；试样制备过程中有可能带入各种极微量杂质；在电镜观察过程中晶体表面氧化等，都会给出这些杂质的电子衍射图。除非一种物相的电子衍射图经常出现，我们不能轻易断定这种物相的存在。就是我们观察上千个颗粒，若它们线长为1 微米，加起来不过10－10 克。因此，我们对电子衍射物相分析结果要持分析态度，尽可能与其它分析手段相结合。

二、电子衍射未知相分析基本程序：

①根据所研究的合金的主要元素的含量、熔炼、热处理、气相沉淀等工艺，查阅一切相关文献资料，确定合金可能形成的合金相、亚稳相、间隙相。

②收集研制合金中相关资料，特别是其中合金相的晶体结构、晶体学的数据、制作（hkl）与dhkl 表，即晶体指数与晶面间距数据表。

③用X射线衍射法，分析X射线衍射峰的相关规律，初步确定该合金可能出现的物相及晶体结构。

④了解电子衍射强度相关知识，因为有关晶体的点对称、微观对称及原子坐标的情况，都反映在晶体单胞对电子散射的结构因数中，而与记录的衍射强度有关。电镜拍摄过程中可以对第二相进行明场像和暗场像拍摄（图1），此过程的目的是确定该套衍射花样就是想要拍摄的第二相。

图1

为了后期标定结果的准确，需要对该第二相在三个不同的轴向上分别拍衍射花样，这是由于在标定过程中不可避免的出现测量误差，如果标定的三套衍射花样都是同一物相，那么就可以确定标定的结果是准确的，如图2所示，同一个物相两个不同轴向的衍射花样。

图2

三、电子衍射分析例：

电子衍射分析多数情况是根据资料，工艺、成分及相图，预知可能出现的相，再利用电子衍射及衍衬方法，确定某几个相的存在及其形状、大小及分布。

例如高钒高速钢中碳化物的研究：

高钒高速钢的化学成分（wt％）：C 2.98 V 9.8 Cr 4.25 Mo 2.95 Mn 0.83;

高钒高速钢的工艺：在50Kg 中频炉熔炼，1450℃ 浇注成Y 型试块，从试块中取样，双喷电解抛光制成电镜观察样品；

据相关资料查知，可能形成的相为：VC、V8C7、V2C、V6C5、M3C、M7C3、M6C 等，据X 射线相关资料查各种碳化物的晶体学数据：

VC 是NaCl 型面心立方结构，点阵常数 a＝0.4165nm；

V8C7 是简单立方结构，是由于碳原子缺位有序排列形成的，点阵常数a＝0.8334nm；

高钒高速钢中M7C3 的确定：

高钒高速钢中含合金元素较多，可以形成多种合金碳化物如 M7C3、M3C、M6C 等，M7C3 出现可能性较大。M7C3 属正交晶系，电子衍射图多为矩形，可以拍几个矩形点阵的电子衍射花样，找几个最密排列的矩阵点阵，进行试标校正。下列三个电子衍射谱中为同一碳化物、不同晶带轴电子衍射。

综上所述，电子衍射物相分析，多数情况用于合金中各物相的相互区分，大量的工作是要查阅各物相的相关资料，特别是它的晶体结构、点阵常数和其它资料。

应当指出：电子衍射物相分析，不只是单从衍射谱取得信息，还可以从电子衍衬像即形貌像加以区分，电子衍衬像的有关相形状、大小、分布，也是区分相的重要信息有时还可以用分析型透射电镜的能谱仪进行相的成分分析，为物相分析提供辅助信息，这都是X 射线衍射物相分析做不到的。