计算残余应力制作半高宽补正曲线
在一些需要仪器半高宽计算的处理前,必须设置好仪器的半高宽。制作衍射半峰宽曲线目的是校正仪器的“固有宽度”。Jade使用标准样品来制作一条随衍射角变化的半高宽曲线,当该曲线制作完成后,保存到参数文件中,以后测量所有的样品都使用该曲线所表示的半高宽作为仪器宽度。
标准样品必须是无晶粒细化、无应力(宏观应力或微观应力)、无畸变的完全退火态样品一般采用 NIST-LaB6,Silicon-640作为标准样品。
下面以完全退火态Si粉作为标样,解释半高宽曲线的制作方法。
1.取结晶完整无应力的粗晶Si粉,在300℃退火24小时;
2.测量标准样品的衍射曲线,读入Jade;
3.扣除背景和Kα2、寻峰、检索物相,平滑、作全谱拟合;
4.显示半高宽曲线。点击菜单“Analyze”→“FWHM Curve Plot”,在窗口中显示半峰宽补正曲线;
5.保存并高宽曲线。然后选择菜单“File”一“Save”→“FWHM Curve of Peaks”;
6.定制仪器半高宽曲线。选择菜单“Edit”-“Preferences”;
若查看仪器的半高宽随角度的变化曲线,可点击“View FWHM Curve”,则显示曲线图。
如果仪器作过大的改动,或改变仪器的狭缝,需要重新测量半高宽曲线。
若无法亲自制作半高宽补正曲线则可使用Jade本身带有的几种半峰宽曲线,其保存在程序参数中,通过下图的对话框可以调出来并保存下来作为半峰宽曲线,一般选用Si曲线。如果未作这个工作,Jade使用自带的Constant FWVHM 曲线作为衍射仪半峰宽曲线,即峰宽不随衍射角变化的一条直线。
制作角度补正曲线
在一些需要精确角度的计算处理(如点阵常数的精确测定)前,必须设置好仪器的角度系统误差。Jade使用标准样品来制作一条随衍射角变化的角度补正曲线。当该曲线制作完成后,保存到参数文件中,以后测量所有的样品都使用该曲线消除仪器的系统误差。
标准样品必须是无晶粒细化、无应力(宏观应力或微观应力)、无畸变的完全退火态样品,一般采用NIST-LaB6,Siicon-640作为标准样品。
1.与半高宽补正曲线一样准备标准样品,并测量全谱(可共用一个文件);
2.扣背景和Kα2、物相检索、平滑、全谱拟合;
3.选择菜单“Analyze-Theta Calibration”命令,打开对话框:
单击Calibrate,显示出角度补正曲线;
单击“Save Curve”命令,将当前角度补正曲线保存起来。
选中“Calibrate Patterns on Loading Automatically”,在新图谱调入时自动作角度补正。
计算残余应力
这里所说的残余应力也称为宏观应力。残余应力存在于宏观的尺度上它与微观应力相对应。1961年德国的E.Mchearauch提出了X射线应力测定的sin2ψ中法,使应力测定的实际应用向前推进了一大步。
X射线衍射法是一种无损性的测试方法,因此,对于测试脆性和不透明材料的残余应力是最常用的方法。它利用X射线为入射束,以晶面间距作为残余应变的度量。
其基本原理是,当试样中存在残余应力时,晶面间距将发生变化,发生布拉格衍射时,产生的衍射峰也将随之移动,而且移动距离的大小与应力大小相关。根据X射线宏观残余应力测试原理,用波长λ的X射线,先后数次以不同的人射角照射到试样上,测出相应的衍射角2θ,求出中ψ对sin2ψ中的斜率M,便可算出应力σ。
在使用衍射仪测量应力时,试样与探测器θ-2θ关系联动,属于固定ψ法。通常中ψ=0°、15°、30°、45°测量数次,然后作2θ-sin2ψ中的关系直线,最后按应力表达σ=K·∆2θ/∆sin2ψ=K·M求出应力值。
当中ψ=0时,与常规使用街射仪的方法一样,将探测器放在理论算出的衍射角2θ处,此时入射线及衍射线相对于样品表面法线呈对称放射配置然后使试样与探测器按θ-2θ联动。在2θ处附近扫描得出指定的HKL衍射线的图谱。
当中ψ≠0时,将衍射仪测角台的θ-2θ联动分开。使样品顺时针转过一个规定的ψ角后,使探测器仍处于0。然后联上θ-2θ联动装置在2θ处附近进行扫描,得出同一条HKL衍射线的图谱。
1. 测量数据:测量数据时,可以分开测量也可以用一个文件来保存多次测量。前者是用不同的文件来保存各次的测量数据,每个文件对应一个ψ角的测量结果。后者是在设置条件时使用一个文件多个测量条件的方法,使不同ψ角的测量数据放在一个文件中。
2. 读入文件:如果是使用分开保存的方法,应同时读入各个文件,如果是一个文件读入文件时,几次测量的衍射线同时显示在窗口中。
3. 进入计算:选择菜单“Options-Calculate Stress”命令,弹出如下的对话框:
4. 输入ψ角:在Psi-Angle下面的各行单击,稍等一会,就出现一个输入框,在每行都输入相应的ψ角。
5. 曲线拟合:单击“Fit One”或“Fit All"就可以拟合单条曲线或拟合所有的衍射线。
6. 参数设置
(1)抛物线拟合
抛物线拟合方法(Parabolic Fit)是一个选择框,如果你选择了该项,Jade以抛物线方法来确定峰位,抛物线拟合的数据点数你要给定。当衍射峰宽化严重而且没落于背底的情况下,抛物线拟合方法是较好的选择。
(2)选择正确的峰
在扫描范围内如果只有一个单峰,你单击“Fit All”按钮就能拟合全部的测量数据,但是,如果在扫描范围内有多个峰存在,你就要用光标来确定选择哪个峰作为计算应力的峰。也可以在拟合列表中用最小二乘法排除不需要的峰。
7. 结果的打印、复制和保存
>Print--打印结果。
>Ctrl+Print--打印结果同时打印拟合图
>Copy--拟合图发送到剪贴板
>Copy(右击)--拟合数据列表发送到剪贴板
>Save--以图形文件(*.wmf)格式保存结果图像
>Save(右击)--以文本文件(*.ksi)格式保存结果
其它问题:Jade 5不能计算残余应力,也没有多谱拟合功能
【免责声明】发布内容来源于互联网、业内人士投稿以及微信公众号等公开资源,我们对文中观点持中立态度,文中观点不代表本平台的立场。所有文章仅供读者参考和交流使用。转载的文章版权归原作者所有,如有侵权行为,请及时与我们联系以便删除。