利用蚀刻-坑蚀复制方法对多晶冰的微观结构进行表征

《Journal of Microscopy》：Microstructural characterisation of polycrystalline ice with an etch-pitting replication method

冰晶微观结构定量分析中etch-pitting复制法的优化应用及验证。本研究通过优化复制方法，采用SEM对Formvar复制膜进行高分辨成像，成功量化了实验室制备和天然冰川冰的多晶冰晶体取向（CPO）及位错密度，结果与同源样品的cryo-EBSD分析高度吻合，验证了该传统方法在成本效益和便捷性上的优势，为冰变形机制研究提供新手段。

　　

摘要

蚀刻复制法是一种用于表征冰晶微观结构的经典方法。在该方法中，将聚乙烯甲醛（Formvar）溶液涂覆在冰的抛光表面上。溶剂干燥后形成的塑料薄膜能够“复制”冰的微观结构特征。通过观察这种复制薄膜，我们可以确定冰中晶体的取向以及位错的存在情况。然而，随着冷冻电子背散射衍射（cryo-EBSD）等先进技术的兴起，这种经典方法逐渐被边缘化，尤其是在多晶冰微观结构特征的量化方面。在这项研究中，我们重新审视了蚀刻复制法在量化冰晶体取向和位错密度方面的实用性。我们将优化的复制方法应用于多种实验室制备的以及天然冰川中的多晶冰样本，这些样本具有不同的晶体优先取向（CPO）和不同程度的应变。利用高分辨率扫描电子显微镜（SEM）拍摄的复制薄膜图像，我们量化了这些冰样本的晶体优先取向（CPO）和位错密度。我们的研究结果与同一冰样本或具有相似应变水平的冰样本的冷冻电子背散射（cryo-EBSD）结果吻合良好。尽管目前该方法仍需进一步改进以提高效率，但我们的结果表明，该方法有望用于快速、便捷且经济地量化多晶冰的微观结构特征，并有助于解释冰的变形机制。

利益冲突声明

作者没有需要披露的利益冲突。