X射線衍射法測(cè)量藍(lán)寶石單晶殘余應(yīng)力的研究.pdf

1、 國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)： TB302 學(xué)校代碼： 10213 國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：620 密級(jí)：公開(kāi) 工程碩士學(xué)位論文 碩士學(xué)位論文 X 射線衍射法測(cè)量藍(lán)寶石單晶 殘余應(yīng)力的研究 碩 士 研 究 生 ： 曾秋云 導(dǎo) 師 ： 張宇民教授 申 請(qǐng) 學(xué) 位 ： 工程碩士 學(xué)

2、 科 ： 材料工程 所 在 單 位 ： 航天學(xué)院 答 辯 日 期 ： 2016 年 6 月 授予學(xué)位單位 ： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 -I- 摘 要 藍(lán)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(xué)、 光學(xué)和化學(xué)等性能，廣泛應(yīng)用在軍事和民用領(lǐng)域。但在藍(lán)寶石單晶的生長(zhǎng)、加工和使用過(guò)程中，產(chǎn)生的殘余應(yīng)力會(huì)引入微裂紋、位錯(cuò)等缺陷，制約了其使用性能。特別是作為光學(xué)窗口材料，在振動(dòng)環(huán)境下，使

3、材料發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂，導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。因此，開(kāi)展藍(lán)寶石單晶殘余應(yīng)力的研究，具有十分重要的意義。 目前， X 射線衍射法是測(cè)量單晶材料殘余應(yīng)力的主要方法， 具有無(wú)損、 快捷、高精度等優(yōu)點(diǎn)。本文選擇用 L-XRD 應(yīng)力衍射儀測(cè)量的極圖計(jì)算藍(lán)寶石單晶的殘余應(yīng)力。 探究和分析多重線性回歸方法測(cè)量藍(lán)寶石單晶殘余應(yīng)力的理論過(guò)程； 通過(guò)測(cè)量單晶鐵和單晶硅的殘余應(yīng)力， 驗(yàn)證多重線性回歸方法的正確性； 通過(guò)誤差、方差分析晶面組數(shù)以及晶面族對(duì)測(cè)量結(jié)果的

4、影響； 用多重線性回歸法計(jì)算藍(lán)寶石單晶的殘余應(yīng)力。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：多重線性回歸方法不需要知道材料無(wú)應(yīng)力下的點(diǎn)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(lái)的誤差，提高該方法的精確性；L-XRD 應(yīng)力衍射儀測(cè)量單晶鐵和單晶硅的殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)與多重線性回歸方法計(jì)算數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)相符， 原理推導(dǎo)正確； 多重線性回歸方法測(cè)定單晶殘余應(yīng)力至少需要 4 個(gè)晶面組數(shù)， 當(dāng)晶面組數(shù)大于等于 6 時(shí)， 計(jì)算結(jié)

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