EBSD 实操：滑移与塑性
滑移迹线：从两个平面相交推导到钛合金案例
把表面直线、晶体滑移面和滑移方向彻底分开，推导理论迹线、角度匹配与无法唯一判定的情形。
先记住这三点
- 滑移迹线是滑移面与观测表面的交线；不是 Burgers 矢量的直接影像。
- 理论迹线由晶面法向和表面法向的叉积决定。
- 迹线、Schmid 因子、局部应力与实际变形证据应联合解释。
“滑移基线”通常指什么
实验分析中常用术语是滑移迹线（slip trace）：滑移带或滑移台阶在所观察表面上留下的线状特征。它给出某个滑移面与表面相交的方向。滑移方向则是位错运动造成相对位移的方向，两者一般不同。
开始分析前，要判断线状特征是否确为变形产生的滑移带。抛光划痕、孪晶界、相界、腐蚀沟和成像扫描伪影也可能呈直线。前后同区图、表面形貌和原始组织能帮助辨别。
两个平面相交的数学推导
令观测表面法向为 N，候选滑移面在试样中的法向为 n。交线方向 t 同时位于两个平面，必须满足 t·N=0 与 t·n=0。因此 t∝n×N；归一化后 t=(n×N)/||n×N||。
当 n∥N，两平面平行，叉积为零，不能归一化。这种面与表面没有稳定的有限交线方向。接近这一情形时，微小法向误差就会显著改变迹线角度，软件仍显示一条线也不意味着它可靠。
从晶面指数到屏幕角度
首先用倒易基求晶体面法向 nc=A⁻ᵀ(h,k,l)，再单位化；用 EBSD 取向得到 ns=Rnc。若显示平面有正交基 ex、ey，则迹线角 ψ=atan2(t·ey,t·ex)。因为直线无箭头，ψ 与 ψ+180° 表示同一迹线。
观测表面不一定是 ND 面，ex、ey 也不一定就是 RD、TD。倾斜 SEM 图存在透视或缩短，不能把未经校正的图上角度直接与试样表面角度比较。应明确成像坐标到表面坐标的变换，或在同一成像几何下投影理论线。
跟着推导 · 教学几何
滑移迹线与滑移方向
固定 FCC (111) 面，切换它里面的三个 〈110〉方向。观察：理论迹线不变，Schmid 因子却可以改变。
表面法向 N = (0, 0, 1)
滑移面 n = (0.352, 0.870, 0.345)
滑移方向 s = (0.366, 0.211, -0.906)
t ∝ n × N；迹线角 -22.04°（模 180°）
m = (s·l)(n·l)0.2616|m| = 0.2616，单轴上限 0.5
这个图怎样帮助判定实际滑移？
先用观察到的线约束候选面，再分析面内各方向的驱动力与 CRSS。这里的几何没有提供真实局部应力和实际活动证据，所以不能从 m 最大就宣布某系已活动。图采用已校正的平面表面坐标，不含 SEM 倾斜图像的额外缩短。
一个立方手算例子
取 R=I、观测面为 (001)，N=(0,0,1)，候选 (111) 面法向 n=(1,1,1)/√3。则 n×N=(1,−1,0)/√3，归一化迹线为 (1,−1,0)/√2，在以 [100] 向右、[010] 向上的图中呈 −45°。
注意 (111) 面上的 [10−1] 与 [01−1] 等滑移方向不同，但这一个面的表面交线相同。由迹线确定面以后，还没有完成滑移方向识别。把线方向直接标成 b 会混淆这两层几何。
怎样计算匹配误差
对于观测单位线方向 tobs 与预测 tpred，采用 δ=arccos(|tobs·tpred|)，范围为 0–90°，绝对值处理无向线的 180° 等价。对每个候选面列出 δ，并记录观测线拟合与取向测量的不确定度。
若多个候选面在当前投影下给出相近迹线，单一表面观测无法区分。不要只保留排序第一的一个；应输出全部相容候选。换观察面、利用更多独立迹线、台阶位移方向或位错证据可增加约束。
怎样加入 Schmid 因子而不过度推断
对迹线相容面内的每个候选方向计算 m，结合各滑移家族 CRSS、加载路径和可能局部应力排序。这一步使用力学条件缩小候选，而不是用最大 m 抹去已经观察到的证据。
如果低宏观 m 的候选与迹线更吻合，应检查坐标与线识别，再考虑局部多轴应力、硬化、邻晶协调或非 Schmid 效应。不能因为与简单预期不一致，就任意调整 Euler 角或删除这颗晶粒。
真实论文怎样使用这条链
Bridier、Villechaise 与 Mendez 在 Acta Materialia 2005 年的研究，将 α/β 钛合金拉伸中的局部取向与观察到的滑移活动联系起来，结合 SEM 变形观察和 EBSD 分析不同滑移家族。它提供的核心范例是将实际活动证据与取向几何一起使用，而不是只发布一张 Schmid 图。
阅读时可自己画一张证据表：哪颗晶粒、哪条观测线、哪些候选面、对应滑移家族、取向和加载关系、仍有什么歧义。本教程不虚构论文的各家族活动百分比，也不把其材料状态扩展成所有钛合金的通用排序。
使用教程：一次完整迹线判定
保留未变形与变形后同区图，选取可信线段并拟合方向；建立表面与加载坐标；取该晶粒变形阶段相对应的取向；生成所有候选面法向并旋转；计算交线；处理图像几何；按无向角误差列出候选；结合 m、CRSS 和其他证据分析。
若晶粒变形过程中旋转明显，应讨论用初始、最终还是局部取向预测；长滑移带经过梯度区域时也可能不是单一直线。报告中附观测线与全部相容理论线，不要只展示挑中的一条。
读者应能独立回答的三个问题
为什么一条迹线通常不能确定滑移方向？因为同一面内的多个方向共享交线。为什么两种面有时无法区分？因为二维投影丢失了面倾角信息。为什么迹线与高 m 同时出现仍不是充分证明？因为线的来源、局部应力和候选 CRSS 仍需核对。
掌握这些关系后，可以把同样方法用于 FCC、BCC 或 HCP；改变的是晶格度量和候选滑移集合，两个平面求交的几何并不会改变。
来源与延伸阅读
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