Способ определения внутренних напряжений в монокристаллах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТЮЛЬСТВУ

Своз Советских

Социалистииесиих

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 07.09 72 (2?)I826584/2685 (51) М Кл.

Я ОХп 23/20 с присоединением заявки— (32) Приоритет—

Опубликовано30. 08. 74Бтоллетень № 32 (45фДата опубликования описания15.I2.7

Геаударстееннмй комитет

Сеаата мнннстроа СССР ае делам нзобретеннй

H отнрмтнй (у) vaK 62I.386 (088,8) (72) Автор изобретения

В.М. Генкин (71) Заявитель Горьковсклй исследовательский физию-технический институт (54) СПОСОБ ОПИЯЕЙЕНИЯ БНУГРЕННИХ НАДЕЯЙНИИ

3 МОНОКРИСТАПХЯХ

Изобретение относится к рентгеновским способам определения внутренних напряжениИ в монокристаллах по измеряемой на рентгеновском дифрактометрв поворотами исследуемого монокристалла величине изменения брэгговских углов отражения рентгеновских лучей.

Известен способ, по которому внутренние напряженйя определяют по изменению угла, измеряемого между брэгговскимй максимумами отражения одного рентгеновского луча от двух кристаллографических плоскосте исследуемого монокристалла.

Точность отсчета граыичыых значений интервала углов поворота исследуемого монокристалла по брэгговским максимумам позволяет измерить их малые угловыв смещения, что дает возможность оценить найряжвния в исследуемом монокристаялв. однако условие совместного дифрактометрирования брзгговских максимумов отражения рентгеновского луча от двух кристаллографических

2 плоскостей ограничивает и усложняет известный способ необходимостью совмещать ось зовы отражающих крис= таллографических плоскостей с осью

5 вращения исследуемого монокристалла при дифрактометрироваыии. В случае аыизотропного поля упругих напряжений в исследуемом монокристалле известный способ не дает одното зыачных результатов, поскольку фиксируемые изменения разности брэгговских углов могут являться суммарным эффектом различных по величине и з аку напряжвыий, нормальных к повернутым одыа относительно другой отражающим кристаллографичеснии плоскостям. По известному способу смещения брэгговских максимумов измеряют ые непосредственно в соответствующем их малости иытервале углов, а вычисляют как малые разности йзмереныых полных углов между брзгговскими максимумами в случаях напряженного и неыапряженного исследуемого моыокристалла.

Это вносит большие относительныв погрешности в определение смещений

44I490

3 брэгговских максимумов.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Цели достигают, направляя на исследуемый монокрйсталл два рентгеновских луча, пересекающихся ыа исследуемом участке под углом, равным разности их брэгговских углов, и отражающихся от одной кристалло1О графической плоскости, причем напряжения определяют по изменению разности брэгговских углов отражения этих лучей.

Используя отра*ения двух рентгеновских лучей от одной кристаллографической плоскости, исключают недостатки известного способа, связанные с необходимостью воспроизводить и сопоставлять брзгговские отражения рентгеновского луча от двух кристаллографических плоскостей исследуемого монокристалла.

Выбирая величину угла между падающими рентгеновскими лучами, равную разности их брзгговских углов отражения, сокращают на эту величину измеряемый интервал, доводя его до области разности угловых приращений брэгговских максимумов. Этим исключают недостаток известного зо способа, связанный с необходимостью вычислять искомые приращении как малые разности измеренных полных углов между брэгговскими максимумами отражения. 35

На чертеже приведена схема установки для реализации предлагаемого способа.

Рентгеновские лучи I и 2 располагаются в плоскости перпендикуляр* 40 ной к оси 5 поворота исследуемого монокристзлла Ф, под углом с=В,-О,, где 8 и 8 - брэгговские углы отражения рентгеновских лучей I u

2 соответственно- Возникающие в процессе поворота исследуемого монокристалла брэгговские отражения рентгеновских лучей регистрируются детектором 5.

Нормальные к отражающей крис- щ таллографической плоскости внутренние напряжения 6 исследуемого монокристалла вычисляют по расчетной формуле

Е-у g 81 2

4 где E - -модуль упругости исследуемого моыокристалла в ыаправлеыии, нормальном к отражающей кристаллографической плоскости; у - угол поворота напряженного исследуемого монокристалла от положения при котором наблюдают брзгговский максимум отражеыия рентгеновского луча

2, до положения при котором наблюдают брзгговский максимум отражения рентгеновского луча I.

Для вывода расчетйой формулы используют исходное уравнение

Ь 9, -Л 82- - - - (tg В, - 1У 82), ad. составленное на базе известного д соотношения между приращением д ct брэгговского угла и относительыым изменением ьй/d, межплоскостыых расстояний атомной решетки исследуемого монокристалла. Здесь д 8, и л 6, - вызванные напряжениями в исслеуемои моыокристалле приращения рэгговских углов отражения рентгеновских лучей I и 2 соответствен= но °

Представляя угол

9 = (8i+»t>-(82+ë 8 при . = 8, — 92 получают =. в,-. в,.

Подставляя полученное равенство в исходное уравнение и выражая дЫ/d. как относительное удлинение исследуемого монокристалла через

5 и Е, получают расчетную формулу.

ПРЕДЬЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ определения внутренних напряжений в монокристаллах, включающий облучение рентгеновскими лучами, поворот исследуемого монокристалла и измерение брэгговских углов отражения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, на исследуемый монокристалл направляют два рентгеновских луча, пересекающихся на исследуемом участке под углом, равным разности их брэгговских углов отражения, а напряжения определяют по изменению разности брэгговских углов отражения этих лучей.

44I490

Составитель j3 . 1зЯК щ

Редактор И. OPnOSa ТекредН, СЕНИНа

За н аз (,3

Изд. М55 Тираж ЯЩ Подписное

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4