[发明专利]衍射装置及无损检测工件内部晶体取向均匀性的方法

说明书

本发明公开了一种衍射装置和无损检测工件内部晶体取向均匀性的方法，装置包括X射线照射系统，其对被测样品的测量部位照射X射线；X射线探测系统，其同时对X射线由被测样品的多个部位衍射而形成的多条衍射X射线进行探测，来测量被测样品的X射线衍射强度分布；探测的X射线为短波长特征X射线；X射线探测系统为阵列探测系统；方法步骤包括：选短波长特征X射线，对待测样品进行织构分析，确定待测衍射矢量Q；获取被测样品相应部位的X射线衍射强度。本发明可以快速无损地检测厘米级厚度工件在其整个厚度方向的内部晶体取向均匀性，可以在生产线上实现厘米级厚度工件在其运动轨迹的整个厚度方向的内部晶体取向均匀性的在线检测与表征。

技术领域

本发明涉及无损检测，具体涉及一种衍射装置，以及采用该衍射装置进行无损检测工件内部晶体取向均匀性的方法。

背景技术

由郑林等发表“精密成形工程”期刊的文献“预拉伸厚铝板内部残余应力与晶粒取向均匀性的研究”介绍了采用SWXRD-1000型短波长X射线衍射仪对20mm-25mm厚预拉伸铝板在不同层深处物质进行K角扫描无损测量沿K角的WKα₁衍射强度分布，表征预拉伸铝板整个厚度的内部织构的均匀性。然而，采用该短波长X射线衍射仪进行检测，需要在一个层深处扫描测量21个K角处的WKα₁衍射强度后再移动样品另一层深处到衍射仪圆圆心处，重复该层深处扫描测量21个K角处的WKα₁衍射强度，直到11个层深处的K角扫描测量完成，而每一层深处的每一K角处需要花费约0.5分钟测量WKα1衍射强度，总计需要约21*11*0.4分钟＝92分钟，耗时太长。显然，这种方法既不适用于厘米级厚度样品内部晶体取向均匀性的快速表征，更不适用于生产线上常用材料工件内部晶体取向均匀性和内部织构均匀性的在线无损检测。此外，现有的其它设备或方法用来检测厘米级厚度样品内部晶体取向均匀性同样存在检测时间长、检测效率低的问题，要将其检测时间缩短到两分钟以内更是本领域面临的一大技术难点。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种衍射装置，本发明的目的之二在于提供一种采用该衍射装置进行无损检测工件内部晶体取向均匀性的方法，该方法能够快速检测工件内部晶体取向均匀性。

本发明的目的是采用如下所述技术方案实现的。

一种衍射装置，包括X射线照射系统，其对被测样品的测量部位照射X射线；X射线探测系统，其同时对X射线由被测样品的多个部位衍射而形成的多条衍射X射线进行探测，来测量被测样品的X射线衍射强度分布；其中，所述探测的X射线为短波长特征X射线；X射线探测系统为阵列探测系统。

进一步地，阵列探测系统包括接收阵列准直器和匹配于接收阵列准直器的且各探测单元具有单光子测量的阵列探测器。

进一步地，所述阵列探测器各像素具备单光子探测。

进一步地，所述阵列探测器为具有CdTe的阵列探测器或CdZnTe的阵列探测器。

进一步地，所述阵列探测器的每一个像素各有一个脉冲高度比较器。

进一步地，所述阵列探测器的每一个像素至少各有两个脉冲高度比较器。

进一步地，所述阵列探测器的各像素规格为0.05mm-0.2mm。

进一步地，接收阵列准直器的通光孔规格为0.05mm-0.2mm，相邻通光孔中心间距为0.02mm-0.2mm，各通光孔相互平行且规格相同。

进一步地，接收阵列准直器在衍射装置的衍射仪圆平面上的发散度为0.02°-0.2°。

作为优选，接收阵列准直器由原子序数大于46的重金属材料制得。

作为更优选，接收阵列准直器由金、银或钨制得。