X射线TICT中能谱硬化修正模型的数值分析

工业计算机断层扫描成像中，由于X射线能谱具有多色性，X射线在透射物质时，能量较低的射线优先被吸收，也即较高能量的X射线的衰减系数比较低能量的X射线的衰减系数小，射线随透射厚度增大，变得更易穿透，即发生了能谱硬化现象。对能谱硬化现象进行了分析，利用Beer定律和X射线与物质作用的特点，提出了能谱硬化修正模型和数值分析，结合Simpson公式，导出了X射线TICT中修正模型的数值解法及其修正方法。对修正后的衰减系数再作卷积反投影重构，即可有效消除能谱硬化造成的影响。     

具有择优取向性的基材表面的薄膜厚度的X射线衍射测量修正

根据薄膜对X射线的吸收效应,利用X射线衍射方法可测量出多晶基材表面的薄膜厚度。但试验结果显示,基材的择优取向效应对薄膜厚度的测量影响显著。根据理论分析,提出了择优取向修正方法。在对X射线衍射数据进行择优取向修正后,利用最小二乘法对修正后的数据进行拟合。拟合结果显示,该方法可以有效地对基材的择优取向效应进行修正,从而获得较为准确的薄膜厚度值。     

用X射线应力仪无损检测薄膜材料厚度

基于X射线衍射与吸收理论,提出一种薄膜厚度测量方法即膜下基体衍射法。利用X射线应力仪测量高速钢表面的TiN薄膜厚度,发现利用膜下基体衍射可精确测量薄膜厚度。     

疲劳对快凝Al-Fe-V-Si-Nd纳米合金微结构的影响

利用透射电子显微镜、X射线衍射分析和穆斯堡尔谱分析技术研究了快凝Al-Fe-V-Si-Nd纳米晶薄带在疲劳过程中微结构变化，结果发现：固溶元素自α-Al晶内析出产生偏聚体，同时，X射线衍射谱出现一个额外的衍射峰。穆斯堡尔谱分析表明：X射线衍射谱中额外的衍射峰是由于疲劳过程中析出相(Al8Fe4Nd1相)出现了取向择尤现象。     

工程陶瓷磨削表面残余应力的测量新方法

磨削加工后工程陶瓷零件表面会产生残余应力。X射线衍射法是用来测量磨削加工后工程陶瓷中残余应力的可靠测量手段。传统的X射线衍射法称之为sin^2ψ法，通常只能测量工件表层的残余应力；本文介绍了一种残余应力测量新方法，该方法联合使用sin^2ψ法和掠入射X射线衍射法从而得到残余应力在试件中的深度分布。如果考虑X射线的折射，在一系列掠射角下采集到的X射线衍射花样的有效穿透深度和衍射角必须进行折射校正。最后，用这种方法得到的残余应力值是X射线照射的所有层的平均值。     

主动式电磁检测技术理论研究

针对传统电磁检测技术不能适应复杂环境下工件缺陷检测的情况,提出了主动式电磁检测技术,该技术能根据工件厚度对装置进行主动调整。在设计主动式电磁检测装置的基础上,重点对其中的工件厚度测量方法进行研究。建立了基于透射式涡流检测的工件厚度测量模型,利用Matlab软件对模型进行仿真分析,最后搭建实验平台进行两组工件厚度测量实验,对比实验检测结果与理论计算值,两组实验检测误差分别为0.76%及1.46%。仿真及实验结果表明:基于透射式涡流检测建立的工件厚度测量模型是可行的。     

短波长X射线衍射无损测定铝板内部残余应力

利用重金属靶短波长特征X射线WKα1对轻质材料的强穿透性,自主研发了1台用于工件内部晶体物质衍射分析的短波长X射线衍射仪（SWXRD）。介绍了短波长X射线衍射仪无损测定工件内部应力的原理和方法,在国内首次无损地测定了30 mm厚7075铝合金淬火板内部残余应力及其分布,并与中子衍射和高能同步辐射的短波长X射线衍射测定内部应力进行了比较分析,表明该新方法具有设备体积小,投资少,使用维护方便等优势。     

X射线检测工艺中的材料等效值及应用研究

针对飞机修理射线检测工艺中的不同材料等效系数开展研究，通过对不同材料等效厚度的理论推导得到了材料等效系数与衰减系数的关系，并使用钢与钛合金在不同管电压下进行了等效系数测量实验。结果表明，管电压在70 kV和90 kV时材料等效系数与衰减系数理论值和实测值能很好的对应，但因为散射线等因素，在100 kV以上时材料等效系数与衰减系数实验值与理论值之间有一定偏差。在射线检测中，在一定管电压范围内合理采用等效值应用到实际检测过程中，将有利于射线检测的实施。     

残余应力及其分布的X射线二维衍射分析与计算

根据在X射线二维衍射几何关系下建立的应力应变基本方程，提出了一种基于X射线多晶面探测器衍射系统的残余应力及其分布测量方法，即通过分析X射线衍射圆锥的变形程度确定应变张量，进而计算应力张量。该方法有效地利用X射线面探测器的“虚拟摆动”功能，在一定程度上解决了传统X射线衍射法较难处理的粗晶材料和有织构材料的残余应力测量问题。对304不锈钢的残余应力及其分布进行了分析与计算，结果表明，该合金呈表面残余压应力，并且应力分布比较均匀。     

基于组分特性的材料密度工业X射线CT定量检测

分析了材料组分、密度对射线衰减系数的影响,介绍了基于组分特性的材料密度工业X射线CT定量无损检测方法——线衰减系数对比法。以铝合金标准样品密度定量检测为例,研究了X射线“等效能量”的获取方法,建立了“等效能量”下CT值和线衰减系数的对应关系。通过线衰减系数和质量衰减系数实现了对铝合金材料密度的定量检测。试验研究表明。对于密度均匀的铝合金材料,基于组分特性的线衰减系数对比法测试精度明显优于密度对比法。     

X射线在钢板中的衰减规律试验研究

在管电压和管电流不同的条件下,测量穿透不同厚度钢板后的剂量率,并利用original软件来对不同情况下测得的结果进行曲线拟合。试验结果表明：X射线在穿过物体过程中的衰减规律符合连续谱射线在物体中的衰减规律;管电压相同,随着管电流的增大各块钢板中的平均线衰减系数几乎不变;管电流相同,随着管电压的增大各块钢板中的平均线衰减系数减小;穿透相同钢板厚度时,随着管电流或管电压增大剂量率也增大;散射射线在X射线没有穿透物体时对剂量率的影响比较明显。     

双相材料中相间内应力的X射线测量与表征

基于X射线应力测量原理，建立了一种双相材料相间内应力的测量与表征方法，利用衍射谱线上两相的衍射峰位差，有效地消除了仪器的系统误差，测量了实际材料SiCp/6061al中的相间内应力，证实该方法具有较高的测量精度。     

射线照相检验中X射线强度衰减的数值分析

应用Kulenkampff的射线强度经验公式,对工业射线照相检测中的X射线连续谱强度及衰减特性提出了一种理论近似算法。以钢材为例,应用Newton-Cotes梯形数值计算方法,结合Matlab软件模拟计算,得到了不同能量的X射线的相对强度随材料厚度变化的吸收曲线,以及平均衰减系数、半值层及其变化曲线,并与射线强度衰减理论相符。通过在T=0时与解析计算结果比较,该计算方法偏差3%,能满足射线检测技术的需要。研究结果表明,所采用的近似算法具有普适性和实用性,在射线照相检测过程中可以对各种材料的X射线衰减特性进行有效的理论分析。     

基于快速面探测方法的碳化硅表面残余应力测量

陶瓷加工后表面残余应力的测量通常采用一维X射线衍射线探测法,该方法存在测量过程烦琐、效率低、成本高等问题,因此采用新型快速二维面探测X射线衍射残余应力测量方法,对碳化硅陶瓷表面的残余应力进行测量,实验中测量了3种不同品牌碳化硅工件的初始表面和抛光后表面的残余应力。结果表明:此新方法单次测量即可获得样品500点的衍射信息,特别适用于陶瓷材料的应力测量。同时还发现:对于被加工表面的残余压应力,抛光加工最高能够消除近80%的残余应力,但不能改变工件的残余应力分布。      

3003铝合金X射线法表面残余应力的检测

采用X射线衍射法测量铝合金3003基体材料表面残余应力中用到的衍射角.试验中,将等强度梁加载后表面产生的应力假设为“表面残余应力”,用传统电测法和X射线法分别测量加载后铝合金3003等强度梁的应力值.以电测值为参照,考察X射线法在衍射角为142°和156°时的应力测量值,并对其进行对比分析.试验表明,衍射角为142°时的测量结果存在非测量不当引起的测量非线性点.因此,X射线测铝合金3003宏观表面残余应力的最佳衍射角为156°.     

微结构表面构筑共形功能涂层研究取得进展

正材料的表面性质对其功能与应用有关键影响,利用纳米颗粒分散液在表面构筑功能涂层是改变材料表面性质、提高使用性能的常用方法。在平整基底上构筑厚度均匀可控的纳米功能涂层,已实现规模化制备,对具有微结构的菲涅尔透镜等基底,由于重力、表面张力、毛细力等因素,导致使用常规方法难以得到共形、厚度均匀可控的纳米颗粒涂层。中国科学院化学研究所高分子物理与化学实验室研究员赵宁、徐坚,与天津工     

Fe-Zr-B非晶磁性薄膜的制备与研究

用X-射线衍射，透射电镜，X射线光电子能谱，穆斯堡尔谱研究了直流磁控溅射法制备的Fe-Zr-B薄膜。用振动样品磁强计测量了薄膜的磁性能，X-射线衍射和透射电镜结果表明，制备态的薄膜是非晶的，X射线光电子能谱结果表明样品表面氧化较明显，深层部分Fe,Zr,B结合占主导地位；穆斯堡尔谱结果表明，薄膜中Fe原子周围Zr,B原子的存在使Fe原子核内场值有所下降并导致超精细场分布P（H）出现双峰结构，薄膜中存在两种不同的局域微结构。     

X射线源透射式工业计算机断层扫描成像技术在复合材料工件检测中的散射修正

在X射线源透射式工业计算机断层扫描成像技术（X-TICT）中，X射线透射物质时，发生了Compton光子散射现象，有用信息连同散射光子一起进入探头形成伪影。因此，必须进行散射修正。利用X射线透射物质时X光子散射遵循的Compton散射强度方程，结合X射线与物质相互作用的特性，建立了有效去除X—TICT在复合材料工件检测中光子散射问题造成的图像伪影的散射修正模型。探头的总计数减去散射光子数，即可有效去除X-TICT在复合材料工件检测中散射光子造成的伪影。     

金刚石薄膜残余应力的X射线透射测量法

用X射线衍射透射法测量了不同沉积工艺CVD自支撑金刚石薄膜的残余应力，并对应力测试结果进行初步分析。与常规法相比，透射法直接测量薄膜表面不同方向的正应变，计算出正应力值，不需要复杂的转换计算，测量过程简捷、准确，克服了常规法的不足，有利于推动薄膜残余应力的研究。     

AZ91D镁合金表面机械研磨处理后显微结构研究

采用表面机械研磨(SMAT)技术在AZ91D镁合金上制备出纳米晶结构表层,利用X射线衍射(XRD)仪、透射电子显微镜(TEM)及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究由表层沿厚度方向的组织结构变化特征.结果表明:经过表面机械研磨处理, 样品表层形成了厚度约为40 μm的变形层, 平均晶粒尺寸由约40 nm逐渐增加到约200 nm.