通过图像处理软件计算金属材料EBSD晶粒尺寸方法及装置

本发明涉及物理的测量，尤其涉及一种通过图像处理软件计算金属材料ebsd晶粒尺寸方法及装置。

背景技术：

1、相邻晶粒之间的晶界，如果取向差大于15°或10°，通常被认为是大角度晶界。大量研究发现，大角度边界可以抑制裂纹扩展，有利于增强强度和韧性。ebsd(electronbackscattered diffraction，电子背散射衍射)是一种用于检测大角度晶界的强大技术。被大角度晶界包围的晶粒称为有效晶粒。平均有效晶粒尺寸是评价材料力学性能的一个重要因素，包括预测细晶强化和临界断裂应力等。

2、平均有效晶粒尺寸既可以通过ebsd软件直接测量，也可以通过传统ebsd软件生成的数字化图像测量。但由于ebsd软件在处理晶粒尺寸的局限性，通常只能作为参考。从数字化图像测量平均有效晶粒尺寸时，可以采用几种标准方法(astm standard e112-88,standard test methods for determining average grain size,astm international,pennsylvania,1994和中华人民共和国国家标准,gb/t 6394-2002,金属平均晶粒度测定方法,中国标准出版社,北京,2002)，包括平面法、截距法(直线截距法和圆截距法)、统计分析等。这些方法应用广泛，特别是截距法和平面法(以截距法测量结果为准)。但在开展ebsd实验时，可能存在对平均有效晶粒尺寸的低估，导致ebsd步长设置得太大(步长是实际平均有效晶粒尺寸的几分之一，主要是为了缩短检测时间)。这将导致数字化图像的低分辨率，从而在测量平均有效晶粒尺寸时产生较大偏差。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术在测量平均有效晶粒尺寸时偏差较大的问题，提出了本发明。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种通过图像处理软件计算金属材料ebsd晶粒尺寸方法，该方法由电子设备实现，该方法包括：

4、s1、通过电子背散射衍射装置，对待测量的金属材料进行电子背散射衍射ebsd分析，得到分析数据。

5、s2、通过电子背散射衍射装置的配套软件，对分析数据进行处理，导出取向成像显微图。

6、s3、根据取向成像显微图，获得测量目标area的数值am以及测量目标perimeter的数值pm。

7、s4、根据数值pm以及数值am，计算得到待测量的金属材料的平均等效面积有效晶粒尺寸。

8、可选地，s4中的计算得到待测量的金属材料的平均等效面积有效晶粒尺寸，如下式(1)所示：

9、

10、其中，a和b分别为取向成像显微图中视场的长、宽像素，es为电子背散射衍射步长。

11、可选地，s1中的电子背散射衍射ebsd分析中，所选取的电子背散射衍射步长小于待测量的金属材料的平均等效面积有效晶粒尺寸的七分之一。

12、可选地，s2中的电子背散射衍射装置的配套软件为hkl channel 5软件。

13、可选地，s2中的通过电子背散射衍射装置的配套软件，对分析数据进行处理，导出取向成像显微图，包括：

14、通过电子背散射衍射装置的配套软件，对分析数据进行处理，选取划分有效晶界的最小晶界角为15°或10°，晶界颜色选为黑色，晶界宽度为1个像素，导出取向成像显微图。

15、可选地，s3中的根据取向成像显微图，获得测量目标area的数值am以及测量目标perimeter的数值pm，包括：

16、s31、将取向成像显微图导入软件中，选中软件中的area和perimeter两个测量目标并确定。

17、s32、将取向成像显微图中除黑色晶界外的其他部分选中。

18、s33、软件运行结束后，统计perimeter中sum的数值pm以及area中sum的数值am。

19、可选地，s31中的软件为imagepro plus 6.0。

20、另一方面，本发明提供了一种通过图像处理软件计算金属材料ebsd晶粒尺寸装置，该装置应用于实现通过图像处理软件计算金属材料ebsd晶粒尺寸方法，该装置包括：

21、分析模块，用于通过电子背散射衍射装置，对待测量的金属材料进行电子背散射衍射ebsd分析，得到分析数据。

22、图像获取模块，用于通过电子背散射衍射装置的配套软件，对分析数据进行处理，导出取向成像显微图。

23、数据获取模块，用于根据取向成像显微图，获得测量目标area的数值am以及测量目标perimeter的数值pm。

24、输出模块，用于根据数值pm以及数值am，计算得到待测量的金属材料的平均等效面积有效晶粒尺寸。

25、可选地，计算得到待测量的金属材料的平均等效面积有效晶粒尺寸，如下式(1)所示：

26、

27、其中，a和b分别为取向成像显微图中视场的长、宽像素，es为电子背散射衍射步长。

28、可选地，电子背散射衍射ebsd分析中，所选取的电子背散射衍射步长小于待测量的金属材料的平均等效面积有效晶粒尺寸的七分之一。

29、可选地，电子背散射衍射装置的配套软件为hkl channel 5软件。

30、可选地，图像获取模块，进一步用于：

31、通过电子背散射衍射装置的配套软件，对分析数据进行处理，选取划分有效晶界的最小晶界角为15°或10°，晶界颜色选为黑色，晶界宽度为1个像素，导出取向成像显微图。

32、可选地，数据获取模块，进一步用于：

33、s31、将取向成像显微图导入软件中，选中软件中的area和perimeter两个测量目标并确定。

34、s32、将取向成像显微图中除黑色晶界外的其他部分选中。

35、s33、软件运行结束后，统计perimeter中sum的数值pm以及area中sum的数值am。

36、可选地，软件为imagepro plus 6.0。

37、一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述通过图像处理软件计算金属材料ebsd晶粒尺寸方法。

38、一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述通过图像处理软件计算金属材料ebsd晶粒尺寸方法。

39、上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：

40、上述方案，当选取的ebsd步长远小于试样的平均等效面积有效晶粒尺寸的七分之一时，该方法获得的平均晶粒尺寸与截线法、面积法等方法一致；当选取的ebsd步长等于或接近试样的平均等效面积有效晶粒尺寸的七分之一时，该方法可获得较截线法、面积法等方法更精确的计算结果。因此，采用该方法来获取金属材料有效晶粒尺寸时，可以设置相对较大的ebsd步长，在保证结果准确的前提下，减少检测的时间，该方法获得的平均晶粒尺寸比其他方法更准确。