X射線衍射法測量藍寶石單晶殘余應力的研究.pdf

1、 國內(nèi)圖書分類號： TB302 學校代碼： 10213 國際圖書分類號：620 密級：公開 工程碩士學位論文 碩士學位論文 X 射線衍射法測量藍寶石單晶 殘余應力的研究 碩 士 研 究 生 ： 曾秋云 導 師 ： 張宇民教授 申 請 學 位 ： 工程碩士 學

2、 科 ： 材料工程 所 在 單 位 ： 航天學院 答 辯 日 期 ： 2016 年 6 月 授予學位單位 ： 哈爾濱工業(yè)大學 哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文 -I- 摘 要 藍寶石單晶具有特殊的晶體結(jié)構(gòu)， 決定其具備優(yōu)異的力學、 光學和化學等性能，廣泛應用在軍事和民用領域。但在藍寶石單晶的生長、加工和使用過程中，產(chǎn)生的殘余應力會引入微裂紋、位錯等缺陷，制約了其使用性能。特別是作為光學窗口材料，在振動環(huán)境下，使

3、材料發(fā)生低應力脆性斷裂，導致災難性的后果。因此，開展藍寶石單晶殘余應力的研究，具有十分重要的意義。 目前， X 射線衍射法是測量單晶材料殘余應力的主要方法， 具有無損、 快捷、高精度等優(yōu)點。本文選擇用 L-XRD 應力衍射儀測量的極圖計算藍寶石單晶的殘余應力。 探究和分析多重線性回歸方法測量藍寶石單晶殘余應力的理論過程； 通過測量單晶鐵和單晶硅的殘余應力， 驗證多重線性回歸方法的正確性； 通過誤差、方差分析晶面組數(shù)以及晶面族對測量結(jié)果的

4、影響； 用多重線性回歸法計算藍寶石單晶的殘余應力。 實驗結(jié)果表明：多重線性回歸方法不需要知道材料無應力下的點陣常數(shù) 0 d和布拉格衍射角 0 2θ 的精確值，避免 0 d 和 0 2θ 的不精確性帶來的誤差，提高該方法的精確性；L-XRD 應力衍射儀測量單晶鐵和單晶硅的殘余應力數(shù)據(jù)與多重線性回歸方法計算數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)相符， 原理推導正確； 多重線性回歸方法測定單晶殘余應力至少需要 4 個晶面組數(shù)， 當晶面組數(shù)大于等于 6 時， 計算結(jié)

5、果趨于穩(wěn)定。多重線性回歸方法計算藍寶石單晶的殘余應力，{ } 330 晶面族計算結(jié)果為11 σ =-241.7766MPa， 12 σ =-1487.6718MPa， 22 σ =-3394.2589MPa；{ } 4010 計算結(jié)果為 11 σ =-253.0348MPa， 12 σ =-1439.0512MPa， 22 σ =-3330.1074MPa， 0 2θ =143.0012°。關鍵詞 關鍵詞: 藍寶石單晶；殘余應