薄膜X射线应力分析的实验方法

提出一种适用于薄膜材料X射线应力分析的试样三维定向模式,在X射线低掠入射的前提下允许按实验所需选择测量方向.高密勒指数晶面衍射和测量方向的合理选择有助于提高测量精度,也利于经典sin2ψ分析法实验线性关系的建立,从而简化了分析和计算程序.     

氮化碳薄膜的X射线衍射分析

研究了生工在硅片，合金钢片上的氮化碳薄膜的Ｘ射线衍射谱（ＸＲＤ），实验结果表明在硅片上先生长Ｓｉ３Ｎ４过渡层和对样品进行热处理，有利于β－Ｃ３Ｎ４晶体的生成，不同晶面的硅衬底，生长Ｃ３Ｎ４薄膜的晶面不同，合金钢片上Ｃ３Ｎ４薄膜，出现七个β－Ｃ３Ｎ４衍射峰和六个α－Ｃ３Ｎ４衍射峰，这些结果与β－Ｃ３Ｎ４和α－Ｃ３Ｎ４的晶面数据计算值相符合。     

离子束辅助沉积制备TaN薄膜的X射线衍射分析

利用离子束辅助沉积技术制备ＴａＮ薄膜，并对其进行Ｘ射线衍射分析，掠入射的Ｘ射线衍射分析得出：离子束辅助沉积制备的ＴａＮ薄膜胆面心立方结构，晶格常数α为０．４４０５ｎｍ。根据Ｘ射线衍射分析，用屈服强度表征有ＴａＮ薄膜的显微硬度为１６－２０ＧＰａ，与文献上报道的显微硬度值接近。     

陶瓷—金属连接残余应力X射线衍射测试方法

用大功率的ＭＸＰ１８－ＨＦ Ｘ射线衍射仪测量了金属与陶瓷连接处的残余应力分布。实验表明，该衍射仪Ｘ射线强度高，光斑细，适用于材料残余应力分布的精确测量。通过用它对金属－陶瓷界面应力梯度的测量，为残余应力的缓解提供了依据。     

碳纤维复合材料界面残余应力的X射线衍射分析

根据碳纤维的晶体学特点,提出了利用X射线衍射技术分析碳纤维/树脂基复合材料界面残余应力的新方法。通过在环氧树脂基体中引入膨胀单体,改变界面残余应力,对本文提出的方法进行了验证     

含杂质碳氮薄膜的X射线衍射研究

自从Ｎｉｕ等首次获得接近β－Ｃ３Ｎ４的电子衍射谱以来，许多研究小组都报道说已制备出β－Ｃ３Ｎ４微晶。但在本实验中发现，当含有铁等杂质时，碳膜和碳氮膜的Ｘ射线衍射谱中都再现与β－Ｃ３Ｎ４的理论计算相近的谱线。这提示在β－Ｃ３Ｎ４的研究中，需要排除杂质的影响，制备出净的样品，以便得出明确可靠的结论。     

薄膜材料X射线衍射物相分析与内应力测定

基于不对称布拉格反射理论，介绍了薄膜材料二维X射线衍射分析方法，并对铝合金表面的TiN薄膜进行了分层掠射分析，证实了该分析方法的可行性。结合掠射、侧倾、内标及交相关函数定峰等技术，改进了常规X射线应力测量方法，测量了上述薄膜中的内应力，表明可显著提高内应力测量精度。     

铜薄膜微结构的X射线衍射线形分析

首先采用真空蒸镀法制备了不同厚度的铜薄膜,并对薄膜进行了退火处理;然后用X射线衍射仪测定铜薄膜的衍射谱,最后采用线形分析法对衍射谱进行计算,得到了不同厚度铜薄膜退火前后的晶粒尺寸和微应变。结果表明:真空蒸镀铜薄膜晶粒尺寸随薄膜厚度的增加而增大,微应变随薄膜厚度的增加而减小;退火处理后薄膜晶粒明显长大,薄膜微应变在退火处理后明显减小。     

离子束辅助沉积制备TaN薄膜的X射线衍射分析

利用离子束辅助沉积技术制备TaN薄膜，并对其进行X射线衍射分析。掠入射的X射线衍射分析得出：离子束辅助沉积制备的TaN薄膜是面心立方结构，晶格常数a为0．4405nm。根据X射线衍射分析，用屈服强度表征的TaN薄膜的显微硬度为16～20GPa，与文献上报道的显微硬度值接近。离子束辅助沉积制备的TaN薄膜宏观内应力较小，且都为压应力。晶粒尺寸大约在10nm左右，随着注入离子能量的增加，薄膜晶粒尺寸有长大的趋势。     

J75不锈钢淬火应力的X射线衍射分析

利用铬靶X射线在侧倾结合固定ψ法基础上对J75不锈钢的（311）面进行了淬火应力测量,得到了不同淬火温度下J75合金试样中心点的残余应力值和近表面微应变效应。结果表明：试样表面残余压应力值在-400～-650MPa,最大值出现在淬火温度为700℃左右;淬火使衍射峰半高宽由1．25°增加至1．4°以上,显著增加了J75合金的位错等缺陷。受淬火瞬时热应力分布影响,越靠近试样表面衍射峰的宽化越严重。     

残余应力测定的基本知识第二讲 X射线应力测定的基本原理

用X射线衍射技术来测定材料中的残余应力(或外载应力与残余应力的代数和)称为X射线应力测定.其特点是:①属于物理方法,不改变试件的原始应力状态;②理论严谨,方法成熟;③测定的是表面应力,故对材料的表层状态比较敏感,必须对测试点作恰当的表面处理;④根据特点③,可以借助于电解抛光等手段测定应力沿层深的分布.     

磨削残余应力的产生与X射线衍射分析方法

采用X射线应力测定仪对某批磨削轴承钢件的残余应力进行了测定。结果表明:轴承钢(可推延至其他金属材料)在磨削加工中,由于塑性凸出效应、挤光作用、热应力和材料组织结构的变化等因素的影响,使其产生的残余应力有正有负,其绝对值或高或低,难以确定;甚至在强力磨削后,其表层会存在剧烈的应力梯度,使表层呈现为三维应力状态;对于该类磨削工件,需要通过一系列的测试和计算,才能得出其三维应力的各个分量。     

基于影像板的X射线应力测试新技术

介绍了一种X射线应力测试新技术,基于X射线衍射原理与影像板平面探测器背反射几何,推导出应力测试基本公式,并列举了应用实例.结果证实,该方法具有测试速度快及结果可靠等优点.     

X射线法测量锗单晶的应力

采用Hiroshi Suzuki等人提出的新的单晶应力测量原理,结合不对称布拉格衍射技术,对锗单晶的应力进行了测量。这种方法的优点在于利用多组试验数据求解多元线性回归方程,从而消除了一般单晶应变测定方法中无应变状态下晶面间距不准确对结果所带来的影响。该法可以推广应用于其他单晶体的应力测量和高织构取向材料的X射线应力测量。     

纳米薄膜厚度的X射线测量

研究了通过小角度X射线衍射(XRD)技术测量纳米薄膜沉积厚度与沉积速率的方法,并测定了在SiC表面沉积Fe纳米薄膜的厚度和沉积速率。结果表明,采用小角度XRD技术测量纳米薄膜厚度和沉积速率,能克服基片性质、表面平整度和金属膜氧化的影响,准确、方便地测量纳米薄膜的厚度和沉积速率。     

单晶材料X射线应力测定原理与方法

结合单晶X射线应力测定基本原理,通过必要的理论分析,对现有单晶应力测定方法进行必要的改进和优化。基于工程实际应用需要,精简了单晶应力测定步骤并拓宽其应用范围,即不需要事先精确已知200,只需改变空间方位角驴和驴,再通过多元线形回归分析方法即可计算出各应力分量。最后给出了单晶应力测定的典型实例,即对同一部位重复测定应力,证实测量误差不超过±20MPa,说明该方法具有较高的测量精度和可靠性。     

PI薄膜在经过程中热解固态产物结构的X射线衍射分析

用Ｘ射线衍射技术测定了ＰＩ薄膜在炭化过程中热裂解固态产物结构的演变。据衍射峰随热解炭化温度的变化规律，发现该试样的分子链排列由层状的超分子结构转变为杂乱地无序状态。当加热温度达到７００℃时，观察到代表类似碳六方网面衍射峰的出现，其衍射强度随热解炭化温度的升高而加强。     

YBCO超导薄膜进氧脱氧过程的原位X射线衍射研究

用原位X射线衍射法研究了磁控溅射c取向YBa2 Cu3 O6+x/SrTiO3 (YBCO/STO)优质超导外延膜在 3 2 5℃氧气中的进氧过程和氮气中的脱氧过程。研究表明 ,薄膜的进氧和脱氧过程快慢相当 ,进脱氧过程都由氧扩散控制。     

欧美最新X射线衍射残余应力测定标准介绍

对最新的欧盟X射线衍射残余应力测定标准EN15305-2008,从测试原理、材料特性、仪器的选择、限制条件及处理方法等方面进行了详细的介绍。指出在进行X射线残余应力测定时特别需要注意以下几个方面：EN153052008和美国X射线残余应力测定标准ASTME915—2010均明确要求采用不假定剪切应力为零的完整应力方程和椭圆拟合方法,否则会出现系统误差;用于拟合的sin^2φ值在正负妒方向上最少需要测试7个,建议测试9个以上;测定钛合金材料残余应力时建议使用铜靶X射线管,如使用其他靶材则需考虑X射线穿透深度不同带来的与标准方法的差异;应选择高能量分辨率、不易产生X射线辐射饱和的探测器;无应力铁粉残余应力测定的精度要求为正常±6．9MPa,最大±14MPa。