现代材料检测技术在镁合金塑性变形研究中的应用.doc

X射线衍射分析在镁合金塑性成形研究中的应用现状
摘要:X射线衍射分析在镁合金塑性成形中已经得到了广泛的应用,这里综述了X射线衍射分析在变形镁合金物相分析以及晶体取向分析等方面的应用,最后展望了X射线衍射分析在镁合金塑性成形,尤其是精密塑性成形中的广阔的应用前景。
关键字:X射线衍射分析,镁合金,塑性成形,物相分析,晶体取向分析
科技与经济的发展,要求材料工业必须处于领先地位。为提高材料性能、挖掘材料潜力、扩大材料应用范围及研制新材料,人们越来越把注意力集中到研究材料的微观性质上,因为任何材料的宏观性能都是由其微观组织结构决定的。
常规的光学金相法近年来虽有重大改进,但其分辨率受光波衍射的限制, 只能提供微米数量级的形貌图象,不能把显微形貌、成分和结构分析有机地结合起来。然而,应用现代分析测试仪器和方法, 就能精确地在材料微观尺度的区域内同时取得显微形貌、成分和结构及性能等各方面的信息,进行综合分析,确切地鉴定材料的组织结构本质。
材料现代测试分析技术是关于材料成分、结构、微观形貌与缺陷等的现代分析、测试技术及其有关理论基础的科学。它不仅包括材料(整体的)成分、结构分析,也包括材料表面与界面分析、微区分析、形貌分析等诸多内容。此外,材料现代测试分析技术还有助于创立新的理论,发明新的技术和方法。科学技术上的重大成就和科学研究新领域的开辟,往往是以测试方法和仪器的突破为先导,“在诺贝尔物理和化学奖中,大约有四分之一是属于测试方法和仪器创新的”。
材料分析是通过对表征材料的物理性质参数及其变化(称为测量信号或特征信息)的检测实现的。即材料分析的基本原理是指测量信号与材料成分、结构等的特征关系。此外,通过采用各种不同的测量信号(相应地具有与材料的不同特征关系)形成了各种不同的材料分析方法[1]。
基于电磁辐射及运动粒子束与物质相互作用的各种性质建立的各种分析方法已成为材料现代测试分析方法的重要组成部分,其中,X射线衍射分析(XRD)已逐步发展成为一种极其重要的材料现代测试分析方法并广泛应用于金属材料、无机非金属材料和有机材料的结构以及性能研究当中。
(XRD)理论简介
X射线衍射,即X射线照射晶体,晶体中电子受迫振动产生相干散射,同一原子内电子散射波相互干涉形成了原子散射波,各原子散射波相互干涉,在某些方向上一致加强,即形成了晶体的衍射波。
X射线是一种波长很小的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光,使照相乳胶感光,使气体电离等。用高能电子束轰击金属靶材产生X射线,它具有与靶中元素相对应的特定波长,称为特征(或标识)X射线。。考虑到X射线的波长和晶体内部原子面间的距离相近, Laue提出一个重要的科学预见:晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将发生衍射,衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强,在其他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样,便可确定晶体结构。这一预见随即为实验所验证,证明了X射线具有电磁波的性质,成为X射线衍射学的里程碑。当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有X射线衍射分析相同数量级,故由不同原子散射的X射线