《Scripta Materialia》：Electron channeling contrast tomography (ECCT): Dislocation tomography enabled by ECCI
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三维位错表征、电子通道对比成像（ECCI）、扫描电子显微镜（SEM）、非破坏性分析、塑性变形机制
蒂莫·韦德纳（Timmo Weidner）| 罗曼·戈蒂埃（Romain Gautier）| 安托万·吉通（Antoine Guitton）| 亚历山大·穆西（Alexandre Mussi）
法国里尔大学（Université Lille）、法国国家科学研究中心（CNRS）、法国国家农业食品与环境研究院（INRAE）、里尔中央理工学院（Centrale Lille）、UMR 8207 – UMET（材料与加工单元），里尔，F-59000
摘要
对晶体材料中的位错进行三维表征对于理解其塑性变形至关重要，但这一过程在实验上仍面临诸多挑战。透射电子显微镜（TEM）能够实现位错的三维重建，然而由于需要使用薄箔片（这些薄箔片制备难度大且尺寸有限），其统计分析的适用性受到限制。本文提出了一种基于扫描电子显微镜（SEM）中的电子通道效应对比成像（ECCI）技术来重建位错三维微观结构的概念验证方法。与以往依赖连续切片的技术不同（该技术耗时且会破坏样品），我们的方法具有非破坏性。通过在不同倾斜角度下获取的单晶镍样品的电子通道效应对比图像，利用立体显微镜技术重建出了六个位错的结构。重建的位错微观结构揭示了位错的滑移行为以及交叉滑移现象。这种方法利用标准的SEM设备，为块体材料中的位错分析提供了一种快速且非破坏性的途径，将层析成像技术扩展到了更广泛的SEM应用场景中。
部分内容摘录
位错是控制晶体材料塑性变形的关键线性缺陷，对材料的力学性能具有重要影响[1]。位错之间的相互作用推动了复杂位错网络的演化，并在变形过程中对应变硬化和微观结构变化起着关键作用。传统的二维（2D）成像技术（如透射电子显微镜TEM）可以提供关于位错密度[2]、滑移系以及伯格斯矢量（Burgers vectors）的宝贵信息。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
作者贡献声明
蒂莫·韦德纳（Timmo Weidner）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法论设计、实验研究、数据分析、概念构建。
罗曼·戈蒂埃（Romain Gautier）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、方法论设计、实验研究、数据分析、概念构建。
安托万·吉通（Antoine Guitton）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、结果验证、资金筹集、概念构建。
亚历山大·穆西（Alexandre Mussi）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、结果验证、实验指导、方法论设计。
致谢
作者感谢F. Houlmont在位错对齐及手动追踪方面的帮助。同时，作者感谢法国国家研究机构（ANR）通过项目ANR-PRC-2022-MAMIE-NOVA（ANR-22-CE08-0018）提供的财政支持。此外，作者也非常感谢洛林大学（Université de Lorraine - CNRS - Arts et Métiers）提供的MicroMat实验设施。
