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X射线应力仪无损检测薄膜材料厚度选择

应力仪无损检测薄膜厚度是一个关键参数,对实际应用及理论研究均有重要意义。X射线衍射具有不破坏及不接触的优点,是理想的薄膜厚度测量方法,其原理是在不同入射及衍射角条件下获得材料的衍射信息,并根据X射线吸收效应来确定薄膜厚度。利用衍射法测量薄膜厚度存在许多难题。首先应力仪无损检测薄膜厚度通常在微米或更小的数量级,常规衍射方法所获得的薄膜信息较弱且衍射峰形较差,导致测量误差较大,其次应力仪无损检测薄膜材料普遍存在的晶面择优取向即织构现象使问题复杂化;再者,如果薄膜中存在大量非晶成分即不产生衍射效应,无法利用薄膜的信息测量其厚度。我们提出一种膜下基体衍射法,用X射线应力仪测量高速钢表面TIN薄膜厚度。
由于薄膜吸收部分射线能量,直接影响到膜下基体的衍射强度。根据X射线衍射与吸收基本理论,利用X射线应力仪对试样进行X射线衍射分析。利用膜下基体衍射测量法,利用该方法可精确测量薄膜厚度。对于非晶薄膜材料,厚度测量的唯一选择是膜下基本衍射法,对于大型零件,只能采用便携式X射线应力仪进行现场薄膜厚度测量。该方法存在一定的局限性。
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