【必看干货】OIM分析KAM的原理和步骤

如下图所示，这是一篇发表在SCIENCE上的名为“Cryoforgednanotwinnedtitaniumwithultrahighstrengthandductility”文章截图。

图(F)和(G)均为IPF和BandContrast的重合图，图(H)和(I)为KAM图。相信很多小伙伴在文献上都看到过这种EBSD数据分析的KAM图。

KAM全称为Kernelaveragemisorientation，这是EBSD数据分析中一种表征局部错配角的方法。OIM软件中局部错配角表征方法主要分为两类：

一种是基于晶粒(grainbased)，包括grainaveragemisorientation(GAM)、grainorientationspread(GOS)和grainreferenceorientationdeviation(GROD)；

另一种是基于核心区域(kernelbased)，包括kernelaveragemisorientation(KAM)、localaveragemisorientation(LAM)和localorientationspread(LOS)。

基于晶粒的局部应变计算方法有利于识别晶粒之间或者晶粒内部局部取向变化，但是受到用户定义晶粒的参数影响。基于核心的局部应变计算方法则对一个用户自定义尺寸的区域进行计算。

KAM是局部错配角分析中最常用的方法，一般用来说明晶体材料局部应变分布，特别适用于说明经过变形后晶体材料晶界和相界处的应变分布情况。而且KAM还有一个非常大的用处，就是用来计算晶体材料中的几何必须位错密度。

在OIM分析软件中随意打开一个EBSD数据，生成IPF图。利用放大工具将生成的IPF图放大到可以看清每个像素点，如下图所示。

从图中可以看出，每个像素点由一个正六边形组成，代表的是一次背散射电子衍射结果得到的数据点，每个数据点包含样品上该位置相对于样品坐标系的晶体学取向信息。相邻数据点之间的距离即为进行EBSD实验时设置的扫描步长。

如果根据取向信息给每个数据点赋予颜色，那么得到的即为IPF图。IPF图中相邻的、取向相似的数据点具有相同或相近的颜色，这些数据点组成晶粒。根据相邻数据点之间的错配角是否大于5°，软件即可识别晶界。

在了解了EBSD数据点后，就可以对KAM算法进行说明。每个数据点的KAM值是以该数据点为中心在一定的半径范围内所有其他数据点与该中心数据点的错配角平均值。

在计算该平均值时，既可以选择对在这个范围内的所有其他数据点与中心数据点错配角进行平均(如下图右图所示)，也可以选择仅位于该范围周长上的数据点与中心数据点错配角进行平均(如下图左图所示)。

在计算KAM值时，还可以设置一个最大错配角，当某一数据点与中心数据点的错配角大于该最大错配角时，那么该点与中心数据点的错配角将不会用于计算中心数据点KAM值，如下图所示。

用OIM软件打开需要分析的EBSD数据，在项目树中用鼠标右键单击alldata分区，选择new→map。

在弹出的对话框mapstyle栏中，grayscale下拉列表中选择none，color下拉列表中选择kernelaveragemisorientation。

点击edit，弹出KAM计算参数设置对话框。在对话框的nearest栏中可选择kernel范围，其中1st代表的是中心数据点最近邻数据点，2st代表次近邻数据点。依次类推，10st代表第10级近邻数据点。

在对话框的kernelexclusioncriterion栏中可以设置是否将与中心数据点不属于同一晶粒的数据点排除在计算之外，并且可以对最大错配角进行设置。

在对话框中还可以选择对范围周长上的数据点进行计算还是核心区域范围内所有数据点进行计算。

一般使用软件默认设置即可。点击确定，弹出颜色梯度设置对话框，鼠标左键双击颜色条，在新弹出的对话框range栏中将method中的percentage改为absolute，依次点击确定关闭对话框，即可得到KAM图。

可以在图中单击鼠标右键，选择export中的mapvalue将图像数据导出为txt文本，再利用origin等作图软件重新画图。

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