当社の新しいEBSDデータ処理ソフトウェアAZtecCrystalの最初のバージョンをリリースしてからわずか1年ちょっと、そして最新のメジャーリリースであるAZtecCrystal v2.0の使用を開始してから数週間が経ちました。この最新バージョンには、機械学習を使用してデータセットを異なるクラスに分割するための分類ツール（再結晶と変形分画、マルテンサイトとフェライトの分離など）や、結晶方位をヤング率などの弾性特性データに変換できる材料特性表示モードなど、多くのエキサイティングな新機能が搭載されています。 AZtecCrystalのウェブページでは、これらの主要な機能の多くがハイライトされており、そのページのインタラクティブなビデオでは、実際にどのように機能するかをご覧いただけます。

しかし、AZtecCrystalの継続的な開発により、ソフトウェアには多くの機能が追加されています。特にソフトウェア内でのテンプレートの使用、新しいバウンダリ統計ビューアを紹介し、関連するデータセットの親粒径を推定するためにAZtecCrystalを使用する方法を紹介したいと思います。

テンプレート – making your life easier

EBSD データを処理するときに、繰り返しのタスクを実行したいと思うことはよくあることです。これは常に同じマップをいくつかプロットしたり、特定のレシピを使用してデータをクリーンアップしたりすることを意味する場合があります。AZtecCrystalにはテンプレート機能があり、ソフトウェア内の任意の表示モードからテンプレートを保存することができます。これにはクリーンアップレシピの定義、粒度測定パラメータの指定、マップ、極点図、方位分布関数（ODF）表示の設定の保存などが含まれます（ただし、これらに限定されません）。プロセスは簡単です：特定のプロセスや表示を定義したら、関連する設定パネルの下部にある "Save AS... "ボタンをクリックして、テンプレートに適切な名前を付けるだけです。

そして、そのテンプレートを再利用したいときは、利用可能な保存テンプレートのリストからそれをロードすればよいのです。しかし設定されたテンプレートの中に矛盾する問題があるがある場合には、システムはそれを認識するほどにスマートです。例えば、特定の結晶相のために双晶が定義されているにも関わらず、その結晶相が現在のデータセットに存在しない場合などです。このような場合、テンプレートには警告の三角マークが付けられます。下の例（二相鋼サンプルから収集したデータの解析中）では、多くの粒度測定テンプレートに警告用の三角形が表示されています（左の画像）。リストの最初のテンプレートの隣接する情報シンボルをクリックすると、現在のデータセットには存在しない結晶相（アルミニウム）の双晶粒界の除外が含まれていることがわかります（右図）。

このようなテンプレートを使用することもできますが、システムは競合を無視するか（この例では、粒度測定で双晶粒界を除外しません）、結晶相を再割り当てするかを尋ねてきます。ここでは、データセットの鉄FCC相に双晶法を適用し、その後のアプリケーションでこの新しい結晶相を使用するようにテンプレート情報を更新するオプションを持つことができます。

私はEBSDデータの分析でテンプレートを頻繁に使用していますが、それは私の仕事を本当に楽にしてくれます。最後の注意点として、バッチ機能（ツールのドロップダウンメニューから）を使って複数のテンプレートを組み合わせることもできますが、それは別のブログのトピックになります。

精密な粒界統計量の解明

粒界はあらゆる微細構造において重要な性質であり、EBSDはそれらを調べるためのユニークで強力なテクニックであり、結晶学的および物理的特性に関する情報を提供します。AZtecCrystalでは、2020年の初期から粒界のずれや関連する回転軸を調べる機能を備えていましたが（粒界表示モードで利用可能）、今回の最新リリースには、より包括的な粒界統計ツールが含まれています。ここでは、サンプル内のあらゆるタイプの粒界の相対的な長さを調べることができ、さらに非常に使いやすくなっています。統計は常に現在選択されているマップを反映しますので、特定の粒界タイプ（特定のディスオリエンテーション範囲、双晶、結晶相界など）に興味がある場合は、現在のマップにそれらの境界が表示されていることを確認するだけで済みます。

以下のケースでは、二相鋼サンプルの両結晶相について、異なるディスオリエンテーション範囲での粒界の相対的な長さを調べています。

他の粒界タイプ（Coincident Site Latticeや位相境界など）の統計については、それらの粒界が現在のマップにプロットされている場合にのみ、これらの粒界が表示され、別のタブに表示されます。関連するタブがない場合は、粒界がマップに表示されていないためです。また、AZtecCrystalでは、粒界トレースの向きを考慮して粒界線の真の長さを計算しています。これがないと、水平に対して45°の方向を向いている粒界は、EBSDマップのピクセル化された性質により、粒界の長さが真の長さよりも√2倍長くなってしまいます。AZtecCrystalでは、デジタル化された空間の2次元の長さを決定するために確立された補正係数を使用しています（例えば、B. Verner, Pattern Recognition Letters 12 (1991) 671-682）ので、これらの表に示された結果に自信を持ってお使いいただけます。また表の上でマウスを右クリックすると、すべての結果をテキストファイル形式でエクスポートすることができます。

Parent grain sizeの計測

お客様からは、Parent grain size（例えば、鋼のオーステナイト結晶粒やTi合金のベータ結晶粒など）の測定に興味があるとよく聞きます。しかしAZtecCrystalには、Parent grain sizeの推定値を迅速かつ効果的に提供する新しいツールが実装されています。これは数年前に発表されたDistance Disorientation Function (DDF)と呼ばれるエレガントな概念を使用しています。Morales-Rivasら、Journal of Materials Science (2015) 50:258-267を参照してください。DDFの原理は非常に単純です。単一のParent grainに由来するDaughter grain（または亜種）は、それらの間に特定の、非ランダムな配向関係を持つ可能性が高く、これは、あなたが短い距離だけで隔てられた点の間のディスオリエンテーション角度の頻度分布を測定した場合、その分布は、異なる亜種の間の「特別な」ディスオリエンテーションの豊富さを反映することを意味します。しかし、測定間の距離を長くすると、ある距離では、データセット全体からランダムに選択された点のペアの分布と区別がつかなくなるまで、これらの特殊なディスオリエンテーションの影響は徐々に減少していきます。この距離は、基本的に微細構造のParent grainの平均サイズを反映しています。AZtecCrystalでは、バウンダリ表示モードでこのサイズを自動的に計算し、「Characteristic Domein Size」（CDS）と呼んでいます。

どのくらいの効果があるのでしょうか？最初の重要なポイントは、(a)マップ内に十分なParent grainが必要であること(成功を確実にするためにはおそらく50以上)、(b)信頼できる結果を得るために十分な粒界測定が必要であることです。 私は100,000を推奨します。 さまざまな組織で試験したところ、結果はParent grain sizeと非常によく一致しました。例えば、以下の配向マップは、付加製造されたTi64合金から収集されたものです。 保持されたβ-Tiは約１〜２％存在しますが、α-Tiからの計算されたCDSは、直接測定された（面積加重された）平均粒径が12ｍｍであるのに対して、220mmでした。 これは視覚的にはParent grainに非常によくフィットしているように見えますが（マップ上の赤丸を見てください）、このデータセットでは別のトリックを使うことができます。データセットからα-Tiを削除し、残りのβ-Ti粒が合体するまで反復的に「成長」させることで、元の高温微細構造を再構築することができます（もちろんこれは、多くの保持されたβ-Ti粒がParent grainの元の方位を維持していることを前提としています）。 その結果得られたグレインマップを方位マップの下に示しますが、ここでのβ-Tiの粒度は201mmと測定され、CDS値220mmの10%以内でした。

このように、DDFの概念は非常によく機能し、さまざまな材料でParent grain sizeの初期推定を行うために使用することができます。近年発表されているより洗練されたParent grain再構成アルゴリズムと比較することはできませんが、事前の微細構造ドメインを素早く評価するためツールが必要な場合には、ぜひ試してみてください。

この初期のAZtecCrystal Tips and Tricksのブログの中では以上で全てです。 AZtecCrystalの隠れたツールについては、また別のブログでご紹介したいと思いますが、 当社のウェブサイトのLearning HubにはTips and Tricksビデオ、Tutorial and Demoビデオには、多くの有用なビデオがあることを忘れなく。 AZtecCrystalに関するご質問やご意見がございましたら、お気軽にお問い合わせください。

Dr Pat Trimby

EBSD Product Manager