Chương 1 DẪN NHẬP
--&--
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ứng suất dư là một trong những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền, tuổi thọ của chi tiết máy. Ứng suất dư được tạo ra trong quá trình gia công cơ, gia công áp lực, xử lý nhiệt…là một trong những nguyên nhân gây ra các hư hỏng, biến dạng vật liệu. Chính vì vậy việc xác định ứng suất dư có vai trò rất quan trọng trong quá trình xử lý và cải thiện điều kiện làm việc của các chi tiết máy.
Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều phương pháp xác định ứng suất dư trên bề mặt chi tiết như phương pháp: đục lỗ, cắt tiết diện, siêu âm, nhiệt đàn hồi, nhiễu xạ Neutron, nhiễu xạ X–quang… Trong đó, phương pháp nhiễu xạ X–quang có nhiều ưu điểm: xác định chính xác ứng suất, dễ dàng tự động hóa… mà không phá hủy chi tiết mẫu.
Một yếu tố đáng được lưu tâm khi đo ứng suất dùng nhiễu xạ X-quang đó là sự hấp thu của tia X của vật liệu. Điều này làm cho kết quả đo ứng suất không còn chính xác. Vì vậy việc nghiên cứu lĩnh vực này có vai trò quan trọng đối với phương pháp đo ứng suất dùng nhiễu xạ X quang.
Các nghiên cứu về hàm hấp thu tia X của Cullity, Koistinen, Ch.Genzel… chỉ áp dụng cho phương pháp đo đơn giản đối với vật liệu đẳng hướng.
Luận văn Tiến sĩ của TS. Lê Chí Cương – trường ĐH Công Nghệ NAGAOKA – năm 2004, đã tính hàm hấp thu của tia X đối với vật liệu đẳng hướng, áp dụng cho phương pháp đo Iso và Side .
Luận văn Thạc sĩ của KS. Lê Minh Tấn – trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM – năm 2008, đã phân tích hình dạng bề mặt trụ ảnh hưởng đến hàm hấp thu tổng quát của tia X trong vật liệu đẳng hướng.
Tuy nhiên, những nghiên cứu trên chỉ áp dụng đối với vật liệu đẳng hướng còn vật liệu phi đẳng hướng chưa được tính toán, vì vậy dưới sự giúp đỡ của thầy TS. Lê Chí Cương, tác giả chọn lĩnh vực này để làm cơ sở nghiên cứu và thực hiện đề tài: Khảo sát sự ảnh hưởng của tính đẳng hướng đến hàm hấp thu tổng quát trong quá trình đo ứng suất dùng nhiễu xạ X-quang
1.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu cơ sở đo lường ứng suất bằng nhiễu xạ X-quang.
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về hàm hấp thu tổng quát trong vật liệu đẳng hướng.
Nghiên cứu mối quan hệ giữa tính chất của vật liệu phi đẳng hướng đến hàm hấp thu tổng quát.
Phân tích sự ảnh hưởng tính đẳng hướng của vật liệu đến hàm hấp thu tổng quát trong tính toán ứng suất bằng X quang.
1.3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Nghiên cứu tính phi đẳng hướng ảnh hưởng đến hàm hấp thu tổng quát.
Trong thực tế, thép cán là loại vật liệu thông dụng được sử dụng rộng rãi,có thể xem là điển hình của vật liệu phi đẳng hướng dạng thớ nên tác giả chọn loại thép này để nghiên cứu.
Phương pháp đo ứng suất bằng nhiễu xạ X-quang là một phương pháp mới và tính chất vật liệu cũng như hình dáng hình học chi tiết ảnh hưởng đến hàm hấp thu tổng quát. Do vậy, giới hạn của đề tài chỉ thực hiện khảo sát đối với chi tiết có dạng phẳng.
1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu lý thuyết nhiễu xạ, lý thuyết cấu trúc tinh thể.
Tham khảo tài liệu trên thế giới có liên quan đến việc tính toán hàm hấp thu của tia X
Mô phỏng toán học hàm hấp thu của tia X đối với vật liệu thép cán nguội.
1.5. ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN VĂN
Có xét tới ảnh hưởng của tính phi đẳng hướng khi tính toán hàm hấp thu tổng quát. Từ đó, kết quả của luận văn có thể được sử dụng để tính ứng suất cho vật liệu phi đẳng hướng được chính xác hơn.
1.6. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN
Kết quả của đề tài có thể áp dụng tính hàm hấp thu tia X cho vật liệu phi đẳng hướng.
Mô phỏng hàm hấp thu tia X cho vật liệu thép cán nguội với các góc độ khác nhau, khảo sát tại giá trị góc nhiễu xạ có cường độ lớn nhất 2θ =1560 đối với thép, kết quả này có thể ứng dụng khi tính toán ứng suất với các thông số tương ứng. Lựa chọn các góc độ sao cho hàm hấp thu là thấp nhất, phù hợp với máy đo và điều kiện kỹ thuật.
Chương 2
CƠ SỞ LÍ LUẬN
--&--
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU SỬ DỤNG
Góc phương vị và góc cực của hướng đo trong hệ tọa độ mẫu
Bước sóng chùm tia X
Khoảng cách giữa các mặt phẳng nguyên tử trước khi biến dạng
Khoảng cách giữa các mặt phẳng nguyên tử khi biến dạng
Biến dạng theo phương đo
Chiều sâu thấm của tia X
m Hằng số hấp thu (phụ thuộc vào đặc tính của tia X và loại vật liệu mẫu đo)
a Hệ số tính chất của vật liệu ( phụ thuộc loại vật liệu )
b Tỉ lệ thể tích phần năng lượng tia tới trên một đơn vị thể tích
y Góc tạo bởi phương pháp tuyến của mẫu đo với phương pháp tuyến của họ mặt phẳng nguyên tử nhiễu xạ
y0 Góc tạo bởi phương pháp tuyến của mẫu đo và tia tới X
h Góc phân giác của tia tới và tia nhiễu xạ X
h0 Góc tạo bởi phương pháp tuyến của họ mặt phẳng nhiễu xạ và tia tới
2q Góc nhiễu xạ
2.1. NGUỒN GỐC TIA X VÀ ỨNG DỤNG
2.1.1. Nguồn gốc
Tia X do nhà vật lý người Đức Wilhelm Conrad Roentgen phát hiện ra vào năm 1895, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau của khoa học kỹ thuật. Cho đến nay nhiều công trình nghiên cứu đã xác định được các tính chất sau đây của tia X:
Tia X không nhìn thấy được. Chúng lan truyền theo đường thẳng, bị khúc xạ, phân cực và nhiễu xạ như là ánh sáng thường. Hệ số khúc xạ của tia X gần bằng 1, cụ thể h =1-d, trong đó d » 10-6 đối với kim loại.
Tia X xuất hiện khi các điện tử hoặc các hạt mang điện khác nhau như proton bị hãm bởi một vật chắn và trong quá trình tương tác giữa bức xạ g với vật chất.
Tia X chính là bức sóng điện từ với bước sóng từ 10-4 đến 102 A0. Người ta quy ước chia bức xạ tia X ra hai loại sóng ngắn (bức xạ cứng) và bức xạ mềm. Khả năng đâm xuyên của tia X tăng theo tốc độ của điện tử bị hãm.
Tia X có khả năng đặc biệt xuyên qua giấy, gỗ, vải, cao su, phần mềm của cơ thể . . . Nhưng không đi qua được kim loại, nhất là những kim loại có tỷ trọng lớn, không đi qua được một số bộ phận trong cơ thể, nhất là những bộ phận có chứa nguyên tố nặng như xương. . . Mặt khác nó không ảnh hưởng bởi từ trường, nó làm cho không khí dẫn điện hiện lên phim.
Sau đây là trật tự dãy ánh sáng : Tia gama – Tia X – Tia cực tím – Ánh sáng nhìn thấy – Tia hồng ngoại – Sóng rađa – Sóng vô tuyến.
Từ tia gama, tia X và tia cực tím là những tia có bước sóng ngắn, tần số và năng lượng cao, còn tia hồng ngoại, sóng rađa và sóng vô tuyến có bước sóng dài, tần số và năng lượng thấp. Ánh sáng nhìn thấy được có bước sóng từ 400nm tới 700nm tương ứng với dãy ánh sáng sắp xếp xác nhau: màu tím, màu chàm, màu xanh dương, màu xanh lá cây, màu vàng và màu đỏ.
Năng lượng của tia X khoảng từ 200 eV đến 1 MeV. Tia X có thể truyền qua những vật mà ánh sáng thường không truyền qua. Bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng mạnh. Tác động của tia X làm đen phim và giấy ảnh. Bức xạ cứng bị hấp thu trong lớp cảm quang ít hơn so với bức xạ mềm, vì vậy tác động lên phim ảnh cũng yếu hơn…
2.1.2. Ứng dụng
Tia X được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành: y học, địa chất, hoá học, vật liệu học, môi trường . . . Từ khi có tia X, có một ngành khoa học mới xuất hiện liên quan đến nghiên cứu vật liệu nhờ tia X đó là ngành phân tích X-quang. Theo đặc điểm ứng dụng, phân tích X-quang được chia thành ba ngành: phân tích cấu trúc bằng tia X, phân tích phổ tia X và tìm khuyết tật bằng tia X.
Phân tích cấu trúc bằng tia X: Phân tích cấu trúc theo các ảnh nhiễu xạ tia X khi nó tán xạ trên chất kết tinh, qua đó có thể nghiên cứu sự sắp xếp các nguyên tử trong tinh thể. Nhờ phân tích cấu trúc bằng tia X mà người ta còn có thể nghiên cứu giản đồ trạng thái của các hợp kim, xác định ứng suất dư, kích thước và phương ưu tiên của các hạt tinh thể, nghiên cứu sự phân hủy của các dung dịch rắn bão hòa v.v…
2.2. NHIỄU XẠ TIA X
Nhiễu xạ là đặc tính chung của các sóng và có thể được định nghĩa là sự thay đổi cách xử sự của các tia sáng hoặc các sóng khác do sự tương tác của nó với vật chất. Trước hết ta coi rằng nguyên tử là độc lập, nếu tia X chiếu vào nguyên tử thì các điện tử sẽ dao động quanh vị trí trung bình của chúng. Khi điện tử bị hãm (mất năng lượng) nó sẽ phát xạ tia X.
Quá trình hấp thu và tái phát bức xạ điện tử này được gọi là tán xạ. Khi chùm tia X chiếu tới bề mặt của mẫu đo, số lượng các lượng tử (photon) va chạm với các electron và phát ra các phương khác nhau. Qua nghiên cứu có hai loại va chạm: loại I là đàn hồi, còn loại II là không đàn hồi.
Loại thứ I là trường hợp khi tia X va chạm với các electron ở tầng cao nhất ( bao quanh hạt nhân), ở đó không có sự chuyển đổi động lượng giữa photon và các electron, chính là nguyên nhân phát ra photon có cùng năng lượng và cùng bước sóng sau va chạm.
Loại thứ II là trường hợp có một sự chuyển đổi động lượng từ photon đến các
electron. Do sự chuyển đổi động lượng này mà photon mất năng lượng và có bước sóng dài hơn. Dạng này có một mối liên hệ giữa các pha của tia tới và tia X bị phát ra.
Khi hai sóng rọi vào nguyên tử chúng bị tán xạ bởi điện tử theo hướng tới, hai sóng tán xạ theo hướng tới được gọi là cùng pha ( hay theo thuật ngữ khác là kết hợp ) tại mặt sóng vì các sóng này có cùng quãng đường đi trước và sau tán xạ, nói cách khác hiệu quãng đường ( hiệu pha ) bằng không. Nếu hai sóng là cùng pha thì cực đại sóng của chúng là thẳng hàng. Nếu cộng hai sóng này, tức lấy tổng biên độ của chúng, thì ta nhận được một sóng có cùng bước sóng nhưng biên độ gấp đôi. Các sóng tán xạ theo phương khác sẽ không cùng pha tại mặt sóng khi hiệu quãng đường đi được trước và sau khi tán không phải là số nguyên lần bước sóng. Nếu ta cộng hai sóng này lại ở mặt sóng thì thấy biên độ sóng tán xạ nhỏ hơn so với biên độ sóng tán xạ bởi các điện tử theo hướng tới.
Cho rằng các nguyên tử là xếp sít nhau và mỗi nguyên tử đóng góp nhiều tia X tán xạ, các sóng tán xạ từ mỗi nguyên tử giao thoa với nhau, nếu các sóng là cùng pha thì xuất hiện giao thoa tăng cường, nếu lệch pha 180o thì xảy ra sự giao thoa tắt. Tia nhiễu xạ có lẽ được định nghĩa là tổng hợp của một lớn sóng tán xạ chồng chất. Đối với tia nhiễu xạ có thể đo được thì không có sự giao thoa tắt hoàn toàn.
Để mô tả hiện tượng nhiễu xạ người ta đưa ra ba thuật ngữ sau: tán xạ ( scattering), giao thoa ( interference ), nhiễu xạ ( diffraction ). Có sự khác nhau giữa ba thuật ngữ này.
- Tán xạ : là quá trình ở đó sự bức xạ bị hấp thụ và tái bức xạ phát sinh theo các hướng khác nhau.
- Giao thoa : là sự chồng chất của hai hay nhiều sóng tán xạ tạo thành sóng tổng hợp là tổng của sự đóng góp của các sóng phủ nhau.
- Nhiễu xạ : là sự giao thoa tăng cường của nhiều hơn một sóng tán xạ.
Không có sự khác nhau vật lý thực sự giữa giao thoa tăng cường và nhiễu xạ.
2.3. CÔNG THỨC BRAGG
Khi chiếu tia X vào vật rắn tinh thể ta thấy xuất hiện các tia nhiễu xạ với cường độ khác nhau do bước sóng tia X có độ dài vào cỡ khoảng cách giữa các mặt phẳng nguyên tử trong vật rắn tinh thể. Các hướng này bị khống chế bởi bước sóng của bức xạ tới và bởi bản chất của mẫu tinh thể. Vào năm 1913, W.L.Bragg đã thiết lập một định luật thể hiện mối quan hệ giữa bước sóng tia X và khoảng cách giữa các mặt phẳng nguyên tử. Sau này định luật được mang tên ông: Định luật Bragg
Để dẫn tới định luật Bragg cần giả thuyết rằng mỗi mặt phẳng nguyên tử phản xạ sóng tới độc lập như phản xạ gương. Các tia X không thực sự bị phản xạ - chúng bị tán xạ - song rất thuận tiện nếu xem chúng là phản xạ, và người ta thường gọi các mặt phẳng là “ mặt phản xạ “ và tia nhiễu xạ là “ tia phản xạ “ .
Giả sử có hai mặt phẳng nguyên tử song song A – A ‘ và B – B’ có cùng chỉ số Miller h, k và l và cách nhau bởi khoảng cách giữa các mặt phẳng nguyên tử dhkl. Để đơn giản, cho mặt phẳng tinh thể của các tâm tán xạ nguyên tử được thay thế bằng mặt tinh thể đóng vai trò như mặt phản xạ gương đối với tia X tới.
Hình 2.1 Nguyên lý nhiễu xạ
Giả sử hai tia 1 và 2 đơn sắc, song song và cùng pha với bước sóng l chiếu vào hai mặt phẳng này dưới một góc q. Hai tia bị tán xạ bởi nguyên tử P và Q và cho hai tia phản xạ 1’ và 2’ cũng dưới một góc q so với các mặt phẳng này, hình 2.1. Sự giao thoa của tia X tán xạ 1’ và 2’ xảy ra nếu hiệu quãng đường 1-P-1’ và 2-Q-2’ , tức SQ + QT , bằng số nguyên lần bước sóng. Như vậy điều kiện nhiễu xạ là :
nl = SQ + QT (2.1)
nl = 2dhkl sinq (2.2)
Trong đó n = 1 , 2 , 3 . . . được gọi là bậc phản xạ.
Phương trình (2.2) chính là định luật Bragg biểu thị mối quan hệ đơn giản giữa góc của tia nhiễu xạ với bước sóng tia X tới và khoảng cách giữa các mặt phẳng nguyên tử dhkl. Nếu định luật Bragg không được thoả mãn thì sự giao thoa thực chất sẽ không có vì cường độ nhiễu xạ thu được là rất nhỏ.
Trong hầu hết các trường hợp, bậc phản xạ thứ nhất được sử dụng, n = 1, do đó định luật Bragg được viết như sau :
l = 2dhkl sinq (2.3)
Khi n > 1, các phản xạ được gọi là phản xạ bậc cao. Ta có thể viết phương trình (2.2) như sau :
l = 2(dhkl /n)sinq (2.4)
Trong đó dhkl /n là khoảng cách giữa các mặt ( nh nk nl ). Vì thế, có thể xem phản xạ bậc cao là phản xạ bậc nhất từ các mặt đặt tại khoảng cách bằng 1/n khoảng cách d. Bằng cách đặt d’ = d/n và thay vào phương trình (2.4) ta có thể viết định luật Bragg theo cách thông thường là :
l = d’ sinq (2.5)
hoặc l = 2d sinq (2.6)
Khi chùm tia X có bước sóng đụng vào một tinh thể, chùm tia bị phản xạ không chỉ từ các nguyên tử bề mặt mà còn từ các nguyên tử ở phía dưới lớp bề mặt với một chiều sâu đáng kể
2.4. CHIỀU SÂU XUYÊN QUA CỦA TIA X
Độ suy giảm cường độ làm giới hạn chiều sâu xuyên qua của tia X. Chiều sâu xuyên qua của tia X phụ thuộc vào hệ số suy giảm của vật liệu và kích cở của chùm tia trên mặt mẫu. Độ suy giảm của tia tới tương ứng với bề dày vật liệu mà nó xuyên qua.
Lấy vi phân cường độ nhiễu xạ của một lớp mỏng cách bề mặt một khoảng x, ta có:
(2.7)
Tổng cường độ nhiễu xạ giữa lớp này với lớp bề mặt là:
(2.8)
Khi ta có:
(2
Công thức này cho thấy rằng ảnh hưởng của chiều sâu xuyên qua có thể định nghĩa là bề dày mà nó góp phần cho 99% cường độ nhiễu xạ. Đối với thép, chiều sâu này khoảng 5,4 μm ( bức xạ Cr-kα tác động họ mặt {211})
2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO ỨNG SUẤT DÙNG NHIỄU XẠ X-QUANG
Hiện nay trong kỹ thuật đo ứng suất dùng nhiễu xạ X-quang, người ta sử dụng hai phương pháp
- Phương pháp đo kiểu y ( Iso – inclination method ) .
- Phương pháp đo kiểu W ( Side – inclination method ) .
2.5.1 Phương pháp đo kiểu y :
Đây là phương pháp có mặt phẳng đo ứng suất ( mặt phẳng xác định bởi phương vuông góc với mẫu đo với hướng đo ứng suất) trùng với mặt phẳng nhiễu xạ ( là mặt phẳng chứa tia X tới và tia X nhiễu xạ ), trong phương pháp đo kiểu y được chia làm hai phương pháp :
- Phương pháp đo kiểu y cố định góc y
- Phương pháp đo kiểu y cố định góc yo
- Phương pháp đo kiểu y cố định góc y :
Tia tới và tia nhiễu xạ luôn tạo với phương vuông góc của mặt phẳng nhiễu xạ một góc h bằng nhau. Phương vuông góc của mặt phẳng nhiễu xạ được cố định với phương vuông góc với mẫu một góc ψ không đổi trong suốt quá trình đo. Trong quá trình đo, tia X tới và tia X nhiễu xạ chạy đều về hai phía ( hình 2.2), lúc này máy đo sẽ có chế độ nhận tín hiệu và trực tiếp vẽ ra biểu đồ nhiễu xạ .
Hình 2.2 Phương pháp đo kiểu y cố định góc y
b. Phương pháp đo kiểu y cố định góc yo
Trong phương pháp đo kiểu y cố định yo đầu tiên ta gá mẫu đo lên máy đo nhiễu xạ và điều chỉnh cho mặt phẳng đo ứng suất trùng với mặt phẳng chứa tia X tới và tia X nhiễu xạ. Sau đó ta cố định tia X tới một góc yo với phương vuông góc với mẫu đo và cho tia X nhiễu xạ quay đều về một phía (hình 2.3), khi đó những phân tố nào có phương pháp tuyến trùng với đường phân giác của tia X tới và tia X nhiễu xạ thì sẽ bị nhiễu xạ tại góc nhiễu xạ 2q.
Hình 2.3 Phương pháp đo kiểu y cố định góc yo
2.5.2 Phương pháp đo kiểu W :
Phương pháp đo kiểu W là phương pháp đo mà mặt phẳng nhiễu xạ (mặt phẳng chứa tia X tới và tia X nhiễu xạ) vuông góc với mặt phẳng đo ứng suất và nghiêng một góc y so với phương vuông góc với mẫu đo. Trong phương pháp này được chia làm hai phương pháp:
- Phương pháp đo kiểu W cố định góc h.
- Phương pháp đo kiểu W cố định góc ho.
- Phương pháp đo kiểu W cố định góc h :
Trong phương pháp đo kiểu W cố định h là gá mẫu lên máy đo nhiễu xạ và điều chỉnh sao cho mặt phẳng chứa tia X tới và tia X nhiễu xạ vuông góc với hướng cần đo ứng suất, sau đó lần lượt cho hai tia X tới và tia X nhiễu xạ quay đều về hai phía (hình 2.4) và luôn tạo một góc h bằng nhau với mặt phẳng đo ứng suất, khi đó máy đo sẽ ghi nhận tín hiệu từ tia nhiễu xạ.
Hình 2.4 Phương pháp đo kiểu W cố định h
- Phương pháp đo kiểu W cố định góc h0 :
Trong phương pháp này ta gá mẫu đo lên mâm gá của máy đo nhiễu xạ, sao cho mặt phẳng chứa tia X tới và tia X nhiễu xạ vuông góc với hướng đo nhiễu xạ. Phương của tia X tới được cố định một góc h0 với mặt phẳng đo ứng suất và lần lượt cho tia X nhiễu xạ quay đều về một phía ( hình 2.5), khi đó những phân tố nào có phương pháp tuyến trùng với đường phân giác của tia X tới và tia X nhiễu xạ thì sẽ nhiễu xạ.
Hình 2.5 Phương pháp đo kiểu W cố định ho
2.6. TÍNH ỨNG SUẤT
Các phương pháp nhiễu xạ áp dụng đo ứng suất dư về cơ bản là đo các góc mà ở đó giá trị cường độ nhiễu xạ lớn nhất đạt được khi tinh thể mẫu chịu tác động của tia X. Từ những góc này ta sẽ dể dàng biết được khoảng cách giữa các mặt bên trong của những mặt nhiễu xạ khi dùng công thức Bragg. Nếu ứng suất dư tồn tại bên trong mẫu thì khoảng cách “d” sẽ khác với lúc mẫu không có ứng suất. Sự khác nhau này tỉ lệ với độ lớn của ứng suất dư.
Trong phương pháp dùng nhiễu xạ để đo ứng suất, ứng suất không được đo một cách trực tiếp mà nó được đo thông qua giá trị biến dạng.
Xét hệ tọa độ như hình vẽ
Si là hệ tọa độ gắn liền với mẫu, trong đó S1, S2 nằm trong mặt mẫu
Li là hệ tọa độ đo, vuông góc với họ mặt phẳng nguyên tử {hkl}. L2 nằm trong mặt phẳng mẫu tạo với S1 một góc
Biến dạng xác định được là biến dạng trong hệ tọa độ đo, nó có thể được biểu diễn thông qua biến dạng của hệ tọa độ mẫu bằng hệ thống tensơ chuyển đổi tọa độ như sau.
Khi tính được khoảng cách “” giữa các mặt phẳng {hkl} từ vị trí đỉnh nhiễu xạ, giá trị biến dạng dọc trục L3 là:
(2.11)
Đây là phương trình cơ bản xác định biến dạng bằng nhiễu xạ. Từ biến dạng ta có thể xác định được ứng suất dể dàng thông qua mối quan hệ ứng suất biến dạng
2.7. HÀM HẤP THU TIA X ẢNH HƯỞNG TỚI CƯỜNG ĐỘ NHIỄU XẠ TRÊN MẶT PHẲNG ĐỐI VỚI VẬT LIỆU ĐẲNG HƯỚNG
Sự hấp thu ảnh hưởng tới cường độ dòng nhiễu xạ, nó phụ thuộc vào chiều dài của tia tới và tia nhiễu xạ đi qua trên bề mặt vật mẫu. Cullity đã tính toán khi chiếu một tia X lên một mặt phẳng .
Hình 2.7 Nhiễu xạ tia X trên mặt phẳng
Tia X chiếu lên một mặt phẳng vật mẫu có bề rộng là 1cm, khi đo bên trong của vật mẫu sẽ nhiễu xạ tại một nguyên tử nào đó cách bề mặt là một khoảng x, có bề dày là dx và chiều dài phân tử đó nhiễu xạ là L. Khi đó cường độ nhiễu xạ trên mặt phẳng sẽ là :
dID = Io abe-2m(AB + BC ) dV (2.12)
Với AB: chiều dài tia tới thẩm thấu đến phân tố bị nhiễu xạ
BC: chiều dài nhiễu xạ từ phân tố bị nhiễu xạ đến ra ngoài mẫu
dV: thể tích phân tố bị nhiễu xạ.
Ở đây ta có :
Suy ra dID = e -m(1/sing + 1/sinb) dx (2.13)
Đây là công thức cường độ nhiễu xạ bị hấp thu trên bề mặt phẳng mà Cullity đã chứng minh.
Từ công thức (2.13) Koistinen tìm ra công thức hàm hấp thu tia X lên một mặt phẳng :
(2.14)
Công thức (2.14) tính hàm hấp thu đối với phương pháp đo kiểu y cố định góc y áp dụng cho vật liệu đẳng hướng.
Xuất phát từ những nghiên cứu trên, trong luận văn Tiến sĩ, TS. Lê Chí Cương đã nghiên cứu hàm hấp thu cho các phương pháp đo y và W khi giới hạn và không giới hạn diện tích nhiễu xạ.
Phương pháp đo |
Cố định |
Giới hạn diện tích bị nhiễu xạ |
|
Không giới hạn |
Có giới hạn |
||
Iso- |
Ψo |
1-cot(q-yo)cotq |
cosyo [1-cot(q-yo)cotq] |
Ψ |
1-tanycotq |
sin(y+q)[1-tanycotq] |
|
Side- |
ho |
1+tan(q-qo)cotq |
cosj sinqo [1+tan(q-qo)cotq] |
h |
1 |
cosj sinq |
Bảng 2.1 Hàm hấp thu của phương pháp đo y và W khi giới hạn và không giới hạn diện tích nhiễu xạ.
.........................................
Chương 5
KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ
--&--
5.1. TÓM TẮT VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐỀ TÀI
Đề tài “Khảo sát sự ảnh hưởng của tính đẳng hướng đến hàm hấp thu tổng quát trong quá trình đo ứng suất dùng nhiễu xạ X-quang” được thực hiện trong thời gian khoảng 6 tháng. Trong khoảng thời gian đó, bản thân em đã tham khảo các tài liệu, các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước. Đến nay em đã hoàn thành đề tài với mục tiêu đề ra.
Sản phẩm cuối cùng của đề tài là:
- Tổng hợp được các công thức tính hệ số đàn hồi tia X theo các giả thuyết đối với vật liệu phi đẳng hướng.
- Xây dựng được hàm hấp thu tổng quát cho vật liệu phi đẳng hướng và tính được hàm hấp thu cho bốn phương pháp đo: phương pháp đo kiểu y cố định góc tới y và yo, phương pháp đo kiểu W cố định góc tới h và ho
- Vận dụng các giả thuyết để tính hệ số đàn hồi tia X, tính toán và phân tích sự phụ thuộc của hàm hấp thu vào các yếu tố ảnh hưởng: thông số mạng, góc phương vị, góc nhiễu xạ…đối với của thép cán nguội.
Trên cơ sở đó, kết quả của đề tài có thể sử dụng để xác định hàm hấp thu của tia X đối với vật liệu phi đẳng hướng từ đó làm cho phương pháp đo ứng suất dùng nhiễu xạ tia X được chính xác và hiệu quả hơn .
5.2. ĐỀ NGHỊ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Những kết quả tính toán bằng lý thuyết mà đề tài đạt được có thể xem như một giải pháp nghiên cứu mới về phân tích cấu trúc tia X.
Hướng phát triển của đề tài là:
- Đề tài này chỉ xét sự ảnh hưởng tính chất của vật liệu phi đẳng hướng tới hàm hấp thụ tổng quát trong tính toán ứng suất bằng X quang đối với chi tiết có dạng mặt phẳng. Vì vậy, để tính toán toàn diện hơn, cần tiếp tục nghiên cứu tính phi đẳng hướng của vật liệu ảnh hưởng như thế nào đến hàm hấp thu đối với chi tiết có biên dạng phức tạp hơn như: hình trụ, cầu....
- Cần xây dựng một chương trình tổng quát để tính và mô phỏng hàm hấp thu tổng quát theo hệ số đàn hồi tia X
- Cần trang bị phòng thí nghiệm nhiễu xạ để kiểm chứng kết quả lý thuyết, và để phục vụ cho công tác nghiên cứu chuyên môn và giảng dạy trong nhà trường tốt hơn.
BẢNG PHỤ LỤC
--&--
Dữ liệu để khảo sát hàm hấp thu với hệ số a =1, b =1, dùng đặc tính tia X là Cr - Ka với m = 873.3 cm-1 ứng với họ mặt nhiễu xạ {211} cho vật liệu thép.
A. Giả thuyết Reuss
Bảng 1 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo ψ cố định góc ψ
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
||||
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
140 |
76.2431 |
140 |
68.8075 |
140 |
60.2215 |
140 |
48.4929 |
145 |
76.2431 |
145 |
69.8018 |
145 |
62.3640 |
145 |
52.2038 |
150 |
76.2431 |
150 |
70.7691 |
150 |
64.4483 |
150 |
55.8138 |
155 |
76.2431 |
155 |
71.7141 |
155 |
66.4843 |
155 |
59.3404 |
160 |
76.2431 |
160 |
72.6409 |
160 |
68.4814 |
160 |
62.7994 |
165 |
76.2431 |
165 |
73.5536 |
165 |
70.4479 |
165 |
66.2055 |
170 |
76.2431 |
170 |
74.4558 |
170 |
72.3920 |
170 |
69.5727 |
175 |
76.2431 |
175 |
75.3512 |
175 |
74.3212 |
175 |
72.9143 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
Bảng 2 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo ψ cố định góc ψ0
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
||||
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
140 |
66.1429 |
140 |
56.8122 |
140 |
43.1717 |
140 |
16.7326 |
145 |
68.6635 |
145 |
60.9284 |
145 |
50.0088 |
145 |
30.0639 |
150 |
70.7691 |
150 |
64.4483 |
150 |
55.8138 |
150 |
40.8586 |
155 |
72.4959 |
155 |
67.4441 |
155 |
60.7547 |
155 |
49.7112 |
160 |
73.8726 |
160 |
69.9742 |
160 |
64.9625 |
160 |
57.0435 |
165 |
74.9216 |
165 |
72.0854 |
165 |
68.5410 |
165 |
63.1619 |
170 |
75.6595 |
170 |
73.8153 |
170 |
71.5724 |
170 |
68.2936 |
175 |
76.0978 |
175 |
75.1935 |
175 |
74.1224 |
175 |
72.6103 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
Bảng 3 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo W cố định góc η
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
||||
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
140 |
76.2431 |
140 |
76.2431 |
140 |
76.2431 |
140 |
76.2431 |
145 |
76.2431 |
145 |
76.2431 |
145 |
76.2431 |
145 |
76.2431 |
150 |
76.2431 |
150 |
76.2431 |
150 |
76.2431 |
150 |
76.2431 |
155 |
76.2431 |
155 |
76.2431 |
155 |
76.2431 |
155 |
76.2431 |
160 |
76.2431 |
160 |
76.2431 |
160 |
76.2431 |
160 |
76.2431 |
165 |
76.2431 |
165 |
76.2431 |
165 |
76.2431 |
165 |
76.2431 |
170 |
76.2431 |
170 |
76.2431 |
170 |
76.2431 |
170 |
76.2431 |
175 |
76.2431 |
175 |
76.2431 |
175 |
76.2431 |
175 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
Bảng 4 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo W cố định góc η0
θ0 = 50 |
θ0= 150 |
θ0= 300 |
θ0= 450 |
||||
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
140 |
135.7537 |
140 |
115.8746 |
140 |
99.5283 |
140 |
89.1833 |
145 |
134.2793 |
145 |
113.9774 |
145 |
98.2711 |
145 |
88.7572 |
150 |
132.3721 |
150 |
111.6277 |
150 |
96.6724 |
150 |
88.0380 |
155 |
129.8516 |
155 |
108.7129 |
155 |
94.6892 |
155 |
87.0113 |
160 |
126.4158 |
160 |
105.0733 |
160 |
92.2647 |
160 |
85.6565 |
165 |
121.5198 |
165 |
100.4760 |
165 |
89.3244 |
165 |
83.9452 |
170 |
114.0729 |
170 |
94.5699 |
170 |
85.7695 |
170 |
81.8403 |
175 |
101.5282 |
175 |
86.8009 |
175 |
81.4684 |
175 |
79.2934 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
180 |
76.2431 |
B. Giả thuyết Voigt:
Bảng 1 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo ψ cố định góc ψ
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
||||
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
140 |
92.3462 |
140 |
83.3401 |
140 |
72.9407 |
140 |
58.7349 |
145 |
92.3462 |
145 |
84.5444 |
145 |
75.5357 |
145 |
63.2296 |
150 |
92.3462 |
150 |
85.7160 |
150 |
78.0602 |
150 |
67.6021 |
155 |
92.3462 |
155 |
86.8606 |
155 |
80.5263 |
155 |
71.8735 |
160 |
92.3462 |
160 |
87.9831 |
160 |
82.9451 |
160 |
76.0631 |
165 |
92.3462 |
165 |
89.0886 |
165 |
85.3270 |
165 |
80.1886 |
170 |
92.3462 |
170 |
90.1814 |
170 |
87.6816 |
170 |
84.2670 |
175 |
92.3462 |
175 |
91.2658 |
175 |
90.0184 |
175 |
88.3143 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
Bảng 2 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo ψ cố định góc ψ0
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
||||
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
140 |
80.1127 |
140 |
68.8113 |
140 |
52.2898 |
140 |
20.2666 |
145 |
83.1658 |
145 |
73.7969 |
145 |
60.5710 |
145 |
36.4136 |
150 |
85.7160 |
150 |
78.0602 |
150 |
67.6021 |
150 |
49.4882 |
155 |
87.8075 |
155 |
81.6888 |
155 |
73.5865 |
155 |
60.2106 |
160 |
89.4750 |
160 |
84.7533 |
160 |
78.6830 |
160 |
69.0915 |
165 |
90.7456 |
165 |
87.3104 |
165 |
83.0173 |
165 |
76.5021 |
170 |
91.6394 |
170 |
89.4056 |
170 |
86.6891 |
170 |
82.7177 |
175 |
92.1702 |
175 |
91.0749 |
175 |
89.7776 |
175 |
87.9461 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
Bảng 3 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo W cố định góc η
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
||||
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
140 |
92.3462 |
140 |
92.3462 |
140 |
92.3462 |
140 |
92.3462 |
145 |
92.3462 |
145 |
92.3462 |
145 |
92.3462 |
145 |
92.3462 |
150 |
92.3462 |
150 |
92.3462 |
150 |
92.3462 |
150 |
92.3462 |
155 |
92.3462 |
155 |
92.3462 |
155 |
92.3462 |
155 |
92.3462 |
160 |
92.3462 |
160 |
92.3462 |
160 |
92.3462 |
160 |
92.3462 |
165 |
92.3462 |
165 |
92.3462 |
165 |
92.3462 |
165 |
92.3462 |
170 |
92.3462 |
170 |
92.3462 |
170 |
92.3462 |
170 |
92.3462 |
175 |
92.3462 |
175 |
92.3462 |
175 |
92.3462 |
175 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
Bảng 4 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo W cố định góc η0
θ0 = 50 |
θ0= 150 |
θ0= 300 |
θ0= 450 |
||||
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
2q (độ) |
A |
140 |
164.4258 |
140 |
140.3481 |
140 |
120.5494 |
140 |
108.0194 |
145 |
162.6400 |
145 |
138.0502 |
145 |
119.0267 |
145 |
107.5034 |
150 |
160.3300 |
150 |
135.2042 |
150 |
117.0903 |
150 |
106.6322 |
155 |
157.2772 |
155 |
131.6738 |
155 |
114.6882 |
155 |
105.3887 |
160 |
153.1157 |
160 |
127.2655 |
160 |
111.7517 |
160 |
103.7478 |
165 |
147.1856 |
165 |
121.6973 |
165 |
108.1903 |
165 |
101.6751 |
170 |
138.1659 |
170 |
114.5437 |
170 |
103.8846 |
170 |
99.1255 |
175 |
122.9717 |
175 |
105.1338 |
175 |
98.6750 |
175 |
96.0408 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
180 |
92.3462 |
C. Giả thuyết Eshelby&Kroner:
Bảng 1 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo ψ cố định góc ψ
- Trường hợp: φ = 00
|
Ψ = 00 |
Ψ = 50 |
Ψ = 100 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
76.2431 |
46.1872 |
32.8119 |
25.4115 |
15.6241 |
12.1492 |
145 |
76.2431 |
45.8696 |
32.5652 |
25.2603 |
15.6924 |
12.4329 |
150 |
76.2431 |
45.6131 |
32.3804 |
25.1637 |
15.7968 |
12.7374 |
155 |
76.2431 |
45.4192 |
32.2588 |
25.1232 |
15.9410 |
13.0729 |
160 |
76.2431 |
45.2892 |
32.2014 |
25.1402 |
16.1288 |
13.4487 |
165 |
76.2431 |
45.2244 |
32.2096 |
25.2166 |
16.3640 |
13.8738 |
170 |
76.2431 |
45.2261 |
32.2848 |
25.3541 |
16.6509 |
14.3575 |
175 |
76.2431 |
45.2956 |
32.4289 |
25.5553 |
16.9943 |
14.9103 |
180 |
76.2431 |
45.4340 |
32.6438 |
25.8230 |
17.3996 |
15.5438 |
- Trường hợp: φ = 150
|
Ψ = 00 |
Ψ = 50 |
Ψ = 100 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
76.2431 |
42.6035 |
29.2600 |
22.2568 |
13.3947 |
10.3978 |
145 |
76.2431 |
42.2490 |
28.9958 |
22.0920 |
13.4331 |
10.6154 |
150 |
76.2431 |
41.9600 |
28.7938 |
21.9803 |
13.5055 |
10.8546 |
155 |
76.2431 |
41.7374 |
28.6544 |
21.9223 |
13.6148 |
11.1237 |
160 |
76.2431 |
41.5821 |
28.5783 |
21.9190 |
13.7640 |
11.4300 |
165 |
76.2431 |
41.4948 |
28.5661 |
21.9715 |
13.9560 |
11.7809 |
170 |
76.2431 |
41.4766 |
28.6191 |
22.0814 |
14.1945 |
12.1843 |
175 |
76.2431 |
41.5284 |
28.7385 |
22.2506 |
14.4835 |
12.6488 |
180 |
76.2431 |
41.6514 |
28.9262 |
22.4816 |
14.8277 |
13.1847 |
- Trường hợp: φ = 300
|
Ψ = 00 |
Ψ = 50 |
Ψ = 100 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
76.2431 |
40.6221 |
27.3958 |
20.6455 |
12.2921 |
9.5338 |
145 |
76.2431 |
40.2517 |
27.1267 |
20.4775 |
12.3182 |
9.7219 |
150 |
76.2431 |
39.9487 |
26.9194 |
20.3611 |
12.3770 |
9.9318 |
155 |
76.2431 |
39.7137 |
26.7739 |
20.2967 |
12.4709 |
10.1704 |
160 |
76.2431 |
39.5471 |
26.6905 |
20.2851 |
12.6024 |
10.4444 |
165 |
76.2431 |
39.4497 |
26.6697 |
20.3271 |
12.7744 |
10.7605 |
170 |
76.2431 |
39.4220 |
26.7124 |
20.4241 |
12.9899 |
11.1256 |
175 |
76.2431 |
39.4651 |
26.8199 |
20.5778 |
13.2527 |
11.5478 |
180 |
76.2431 |
39.5799 |
26.9937 |
20.7905 |
13.5670 |
12.0363 |
- Trường hợp: φ = 450
|
Ψ = 00 |
Ψ = 50 |
Ψ = 100 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
76.2431 |
39.9877 |
26.8131 |
20.1481 |
11.9564 |
9.2711 |
145 |
76.2431 |
39.6130 |
26.5431 |
19.9794 |
11.9564 |
9.4506 |
150 |
76.2431 |
39.3061 |
26.3347 |
19.8620 |
12.0340 |
9.6519 |
155 |
76.2431 |
39.0676 |
26.1877 |
19.7960 |
12.1234 |
9.8816 |
160 |
76.2431 |
38.8978 |
26.1024 |
19.7821 |
12.2498 |
10.1461 |
165 |
76.2431 |
38.7974 |
26.0792 |
19.8211 |
12.4158 |
10.4517 |
170 |
76.2431 |
38.7670 |
26.1189 |
19.9143 |
12.6245 |
10.8054 |
175 |
76.2431 |
38.8074 |
26.2228 |
20.0633 |
12.8794 |
11.2149 |
180 |
76.2431 |
38.9197 |
26.3923 |
20.2704 |
13.1847 |
11.6891 |
- Tại góc nhiễu xạ 2q = 1560
|
Ψ = 00 |
Ψ = 50 |
Ψ = 100 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
j (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
0 |
76.2431 |
45.3880 |
32.2421 |
25.1220 |
15.9750 |
13.1446 |
10 |
76.2431 |
42.7246 |
29.6115 |
22.7741 |
14.2556 |
11.6969 |
20 |
76.2431 |
40.8596 |
27.8443 |
21.2307 |
13.1543 |
10.7739 |
30 |
76.2431 |
39.6749 |
26.7522 |
20.2901 |
12.4941 |
10.2222 |
40 |
76.2431 |
39.0993 |
26.2299 |
19.8438 |
12.1836 |
9.9631 |
50 |
76.2431 |
39.0993 |
26.2299 |
19.8438 |
12.1836 |
9.9631 |
60 |
76.2431 |
39.6749 |
26.7522 |
20.2901 |
12.4941 |
10.2222 |
70 |
76.2431 |
40.8596 |
27.8443 |
21.2307 |
13.1543 |
10.7739 |
80 |
76.2431 |
42.7246 |
29.6115 |
22.7741 |
14.2556 |
11.6969 |
90 |
76.2431 |
45.3880 |
32.2421 |
25.1220 |
15.9750 |
13.1446 |
Bảng 2 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo ψ cố định góc ψ0
- Trường hợp: φ = 00
|
Ψ = 00 |
Ψ = 50 |
Ψ = 100 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
20.8154 |
17.7547 |
15.6241 |
14.0979 |
11.4912 |
8.2337 |
145 |
22.7575 |
19.1093 |
16.6342 |
14.8996 |
12.1395 |
10.5777 |
150 |
25.1637 |
20.7270 |
17.8031 |
15.7968 |
12.7374 |
11.7555 |
155 |
28.2169 |
22.6961 |
19.1819 |
16.8258 |
13.3382 |
12.5379 |
160 |
32.2014 |
25.1402 |
20.8357 |
18.0270 |
13.9761 |
13.1642 |
165 |
37.5889 |
28.2419 |
22.8520 |
19.4501 |
14.6772 |
13.7351 |
170 |
45.2261 |
32.2848 |
25.3541 |
21.1594 |
15.4650 |
14.3022 |
175 |
56.8021 |
37.7374 |
28.5242 |
23.2426 |
16.3636 |
14.8975 |
180 |
76.2431 |
45.4340 |
32.6438 |
25.8230 |
17.3996 |
15.5438 |
- Trường hợp: φ = 150
|
Ψ = 00 |
Ψ = 50 |
Ψ = 100 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
18.0373 |
15.2832 |
13.3947 |
12.0600 |
9.8643 |
7.3901 |
145 |
19.7847 |
16.4742 |
14.2650 |
12.7370 |
10.3740 |
9.2328 |
150 |
21.9803 |
17.9137 |
15.2846 |
13.5055 |
10.8546 |
10.1333 |
155 |
24.8111 |
19.6875 |
16.5008 |
14.3973 |
11.3478 |
10.7339 |
160 |
28.5783 |
21.9190 |
17.9756 |
15.4494 |
11.8804 |
11.2239 |
165 |
33.8033 |
24.7955 |
19.7944 |
16.7082 |
12.4741 |
11.6807 |
170 |
41.4766 |
28.6191 |
22.0814 |
18.2358 |
13.1485 |
12.1444 |
175 |
53.7397 |
33.9102 |
25.0247 |
20.1186 |
13.9249 |
12.6397 |
180 |
76.2431 |
41.6514 |
28.9262 |
22.4816 |
14.8277 |
13.1847 |
- Trường hợp: φ = 300
|
Ψ = 00 |
Ψ = 50 |
Ψ = 100 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
16.6412 |
14.0535 |
12.2921 |
11.0555 |
9.0582 |
6.9429 |
145 |
18.2834 |
15.1600 |
13.0928 |
11.6720 |
9.5050 |
8.5494 |
150 |
20.3611 |
16.5055 |
14.0364 |
12.3770 |
9.9318 |
9.3244 |
155 |
23.0613 |
18.1732 |
15.1680 |
13.1997 |
10.3745 |
9.8436 |
160 |
26.6905 |
20.2851 |
16.5476 |
14.1752 |
10.8571 |
10.2721 |
165 |
31.7907 |
23.0289 |
18.2587 |
15.3481 |
11.3985 |
10.6769 |
170 |
39.4220 |
26.7124 |
20.4241 |
16.7785 |
12.0169 |
11.0924 |
175 |
51.9780 |
31.8779 |
23.2329 |
18.5512 |
12.7321 |
11.5402 |
180 |
76.2431 |
39.5799 |
26.9937 |
20.7905 |
13.5670 |
12.0363 |
- Trường hợp: φ = 450
|
Ψ = 00 |
Ψ = 50 |
Ψ = 100 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
16.2131 |
13.6781 |
11.9564 |
10.7500 |
8.8125 |
6.8025 |
145 |
17.8221 |
14.7585 |
12.7358 |
11.3484 |
9.2410 |
8.3389 |
150 |
19.8620 |
16.0744 |
13.6560 |
12.0340 |
9.6519 |
9.0773 |
155 |
22.5196 |
17.7086 |
14.7614 |
12.8355 |
10.0797 |
9.5728 |
160 |
26.1024 |
19.7821 |
16.1111 |
13.7874 |
10.5472 |
9.9833 |
165 |
31.1579 |
22.4826 |
17.7880 |
14.9334 |
11.0728 |
10.3728 |
170 |
38.7670 |
26.1189 |
19.9143 |
16.3333 |
11.6743 |
10.7741 |
175 |
51.4033 |
31.2393 |
22.6791 |
18.0710 |
12.3707 |
11.2077 |
180 |
76.2431 |
38.9197 |
26.3923 |
20.2704 |
13.1847 |
11.6891 |
- Tại góc nhiễu xạ 2q = 1560
|
Ψ = 00 |
Ψ = 50 |
Ψ = 100 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
j(độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
0 |
28.9276 |
23.1421 |
19.4883 |
17.0508 |
13.4619 |
12.6713 |
10 |
26.4061 |
20.9049 |
17.4916 |
15.2414 |
11.9783 |
11.3207 |
20 |
24.7294 |
19.4429 |
16.2005 |
14.0793 |
11.0325 |
10.4539 |
30 |
23.6999 |
18.5552 |
15.4219 |
13.3813 |
10.4672 |
9.9337 |
40 |
23.2094 |
18.1348 |
15.0545 |
13.0528 |
10.2018 |
9.6888 |
50 |
23.2094 |
18.1348 |
15.0545 |
13.0528 |
10.2018 |
9.6888 |
60 |
23.6999 |
18.5552 |
15.4219 |
13.3813 |
10.4672 |
9.9337 |
70 |
24.7294 |
19.4429 |
16.2005 |
14.0793 |
11.0325 |
10.4539 |
80 |
26.4061 |
20.9049 |
17.4916 |
15.2414 |
11.9783 |
11.3207 |
90 |
28.9276 |
23.1421 |
19.4883 |
17.0508 |
13.4619 |
12.6713 |
Bảng 3 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo W cố định góc η
- Trường hợp: φ = 00
|
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
Ψ = 600 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
415.9587 |
254.5394 |
42.0665 |
28.5199 |
27.9155 |
145 |
154.2690 |
124.4897 |
35.6892 |
25.6872 |
25.7913 |
150 |
93.4381 |
81.4793 |
30.9378 |
23.3672 |
23.9828 |
155 |
66.5238 |
60.1787 |
27.2861 |
21.4458 |
22.4358 |
160 |
51.4427 |
47.5463 |
24.4116 |
19.8401 |
21.1077 |
165 |
41.8597 |
39.2399 |
22.1061 |
18.4883 |
19.9646 |
170 |
35.2745 |
33.4004 |
20.2294 |
17.3441 |
18.9795 |
175 |
30.5023 |
29.0997 |
18.6839 |
16.3718 |
18.1304 |
180 |
26.9095 |
25.8230 |
17.3996 |
15.5438 |
17.3996 |
- Trường hợp: φ = 150
|
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
Ψ = 600 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
109.4708 |
54.5697 |
24.4346 |
19.2137 |
20.2238 |
145 |
82.1484 |
46.3408 |
22.4523 |
18.0231 |
19.1782 |
150 |
65.3588 |
40.1796 |
20.7814 |
16.9956 |
18.2655 |
155 |
54.0767 |
35.4271 |
19.3644 |
16.1072 |
17.4692 |
160 |
46.0298 |
31.6755 |
18.1568 |
15.3386 |
16.7758 |
165 |
40.0417 |
28.6598 |
17.1239 |
14.6738 |
16.1736 |
170 |
35.4430 |
26.2001 |
16.2384 |
14.1000 |
15.6533 |
175 |
31.8255 |
24.1709 |
15.4788 |
13.6065 |
15.2069 |
180 |
28.9262 |
22.4816 |
14.8277 |
13.1847 |
14.8277 |
- Trường hợp: φ = 300
|
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
Ψ = 600 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
44.6848 |
30.8959 |
17.7986 |
15.0656 |
16.5030 |
145 |
41.1655 |
28.9444 |
16.9731 |
14.4610 |
15.9102 |
150 |
38.1513 |
27.2471 |
16.2519 |
13.9340 |
15.3935 |
155 |
35.5593 |
25.7685 |
15.6230 |
13.4768 |
14.9459 |
160 |
33.3227 |
24.4795 |
15.0766 |
13.0825 |
14.5613 |
165 |
31.3878 |
23.3558 |
14.6041 |
12.7456 |
14.2349 |
170 |
29.7107 |
22.3771 |
14.1988 |
12.4613 |
13.9626 |
175 |
28.2558 |
21.5267 |
13.8547 |
12.2259 |
13.7408 |
180 |
26.9937 |
20.7905 |
13.5670 |
12.0363 |
13.5670 |
- Trường hợp: φ = 450
|
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
Ψ = 600 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
41.2837 |
22.1748 |
14.5969 |
12.9741 |
14.5969 |
145 |
40.7222 |
21.7117 |
14.2504 |
12.6582 |
14.2504 |
150 |
40.2392 |
21.3189 |
13.9580 |
12.3919 |
13.9580 |
155 |
39.8331 |
20.9924 |
13.7161 |
12.1719 |
13.7161 |
160 |
39.5028 |
20.7293 |
13.5219 |
11.9953 |
13.5219 |
165 |
39.2470 |
20.5272 |
13.3731 |
11.8602 |
13.3731 |
170 |
39.0649 |
20.3841 |
13.2680 |
11.7648 |
13.2680 |
175 |
38.9559 |
20.2988 |
13.2055 |
11.7080 |
13.2055 |
180 |
38.9197 |
20.2704 |
13.1847 |
11.6891 |
13.1847 |
- Tại góc nhiễu xạ 2q = 1560
|
Ψ = 00 |
Ψ = 150 |
Ψ = 300 |
Ψ = 450 |
Ψ = 600 |
j (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
0 |
65.8319 |
57.1573 |
26.6570 |
21.1017 |
22.1539 |
10 |
57.9305 |
39.7171 |
20.9884 |
17.2603 |
18.5768 |
20 |
42.7702 |
30.7749 |
17.6280 |
14.8984 |
16.3171 |
30 |
35.0854 |
25.4964 |
15.5074 |
13.3931 |
14.8641 |
40 |
29.2398 |
22.1458 |
14.1479 |
12.4472 |
13.9623 |
50 |
25.4729 |
19.9538 |
13.3104 |
11.9089 |
13.4790 |
60 |
22.9776 |
18.5350 |
12.8713 |
11.7029 |
13.3509 |
70 |
21.3402 |
17.6842 |
12.7724 |
11.8022 |
13.5619 |
80 |
20.3360 |
17.2941 |
13.0015 |
12.2198 |
14.1385 |
90 |
19.8443 |
17.3188 |
13.5876 |
13.0122 |
15.1581 |
Bảng 4 : Dữ liệu vẽ phương trình hàm hấp thu cho phương pháp đo W cố định góc η0
- Trường hợp: φ = 00
|
θ0 = 50 |
θ0 = 100 |
θ0 = 150 |
θ0 = 300 |
θ0 = 450 |
θ0 = 600 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
142.7314 |
138.9725 |
139.3026 |
158.6641 |
202.1311 |
250.8436 |
145 |
137.5629 |
129.1808 |
124.4944 |
121.7857 |
126.2027 |
128.9877 |
150 |
132.8295 |
120.9840 |
113.0528 |
99.6443 |
92.3841 |
86.9008 |
155 |
128.2859 |
113.8734 |
103.8731 |
84.9452 |
73.3596 |
65.6984 |
160 |
123.5830 |
107.3776 |
96.1870 |
74.5054 |
61.2349 |
53.0040 |
165 |
118.1413 |
100.9697 |
89.3797 |
66.7008 |
52.8797 |
44.6050 |
170 |
110.8412 |
93.9272 |
82.8560 |
60.5970 |
46.8017 |
38.6742 |
175 |
99.0939 |
85.0539 |
75.8959 |
55.5908 |
42.1948 |
34.2904 |
180 |
75.1288 |
72.0038 |
67.4244 |
51.2341 |
38.5794 |
30.9378 |
- Trường hợp: φ = 150
|
θ0 = 50 |
θ0 = 100 |
θ0 = 150 |
θ0 = 300 |
θ0= 450 |
Ψ = 600 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
132.0921 |
117.2903 |
105.7868 |
82.1645 |
67.7255 |
58.6411 |
145 |
129.1465 |
112.6128 |
99.9228 |
74.3647 |
59.4086 |
50.6022 |
150 |
126.2983 |
108.4128 |
94.9168 |
68.2446 |
53.1291 |
44.5783 |
155 |
123.3540 |
104.4723 |
90.5116 |
63.3342 |
48.2548 |
39.9314 |
160 |
120.0032 |
100.5182 |
86.4539 |
59.3087 |
44.3880 |
36.2653 |
165 |
115.6947 |
96.1589 |
82.4533 |
55.9265 |
41.2642 |
33.3209 |
170 |
109.3264 |
90.7626 |
78.1233 |
52.9909 |
38.6986 |
30.9217 |
175 |
98.3165 |
83.1886 |
72.8765 |
50.3197 |
36.5546 |
28.9429 |
180 |
74.8829 |
71.1151 |
65.7161 |
47.7164 |
34.7242 |
27.2929 |
- Trường hợp: φ = 300
|
θ0 = 50 |
θ0 = 100 |
θ0 = 150 |
θ0 = 300 |
θ0= 450 |
Ψ = 600 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
123.1396 |
101.7994 |
85.6806 |
55.8844 |
41.0819 |
33.5604 |
145 |
122.0001 |
100.2971 |
84.0417 |
54.1700 |
39.4289 |
31.9898 |
150 |
120.7392 |
98.7996 |
82.5207 |
52.6953 |
38.0067 |
30.6159 |
155 |
119.1787 |
97.1623 |
81.0149 |
51.4141 |
36.7835 |
29.4173 |
160 |
117.0182 |
95.1644 |
79.3801 |
50.2775 |
35.7309 |
28.3741 |
165 |
113.7112 |
92.4489 |
77.4013 |
49.2289 |
34.8218 |
27.4681 |
170 |
108.1551 |
88.4022 |
74.7400 |
48.1964 |
34.0294 |
26.6827 |
175 |
97.7603 |
81.8863 |
70.8329 |
47.0821 |
33.3242 |
26.0022 |
180 |
74.7291 |
70.5676 |
64.6858 |
45.7422 |
32.6719 |
25.4110 |
- Trường hợp: φ = 450
|
θ0 = 50 |
θ0 = 100 |
θ0 = 150 |
θ0 = 300 |
θ0= 450 |
Ψ = 600 |
2q (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
140 |
116.0115 |
90.9140 |
73.0872 |
43.3225 |
30.2819 |
24.1835 |
145 |
116.2898 |
91.4245 |
73.6539 |
43.6510 |
30.3665 |
24.1178 |
150 |
116.3160 |
91.7694 |
74.1539 |
44.0286 |
30.5052 |
24.0957 |
155 |
115.9047 |
91.8019 |
74.4923 |
44.4350 |
30.6942 |
24.1178 |
160 |
114.7452 |
91.2924 |
74.5242 |
44.8401 |
30.9275 |
24.1835 |
165 |
112.2780 |
89.8673 |
74.0243 |
45.1986 |
31.1955 |
24.2913 |
170 |
107.3841 |
86.8881 |
72.6324 |
45.4417 |
31.4841 |
24.4380 |
175 |
97.4555 |
81.1835 |
69.7513 |
45.4646 |
31.7717 |
24.6191 |
180 |
74.6768 |
70.3828 |
64.3417 |
45.1056 |
32.0262 |
24.8270 |
- Tại góc nhiễu xạ 2q = 1560
|
θ0 = 50 |
θ0 = 100 |
θ0 = 150 |
θ0 = 300 |
θ0= 450 |
θ0 = 600 |
j (độ) |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
0 |
127.3721 |
112.5404 |
102.2374 |
82.5830 |
70.5201 |
62.6706 |
10 |
124.2059 |
106.4214 |
93.4228 |
67.8576 |
53.0840 |
44.5923 |
20 |
121.3336 |
101.1824 |
86.3344 |
58.0077 |
42.9672 |
34.9825 |
30 |
118.8073 |
96.8006 |
80.7038 |
51.1769 |
36.5602 |
29.1968 |
40 |
116.6647 |
93.2388 |
76.3137 |
46.3613 |
32.3104 |
25.4797 |
50 |
114.9319 |
90.4565 |
72.9943 |
42.9804 |
29.4488 |
23.0288 |
60 |
113.6268 |
88.4161 |
70.6188 |
40.6858 |
27.5611 |
21.4343 |
70 |
112.7605 |
87.0870 |
69.0974 |
39.2675 |
26.4154 |
20.4751 |
80 |
112.3394 |
86.4482 |
68.3733 |
38.6060 |
25.8865 |
20.0344 |
90 |
112.3666 |
86.4893 |
68.4197 |
38.6481 |
25.9201 |
20.0624 |
TÀI LIỆU THAM KHẢO
--&--
- Lê Công Dưỡng, Kỹ thuật Phân tích Cấu trúc bằng Tia Rơnghen, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
- Phạm Ngọc Nguyên, Giáo trình Kỹ thuật Phân tích Vật lý, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2006
- Phan Hoàng Mau, Tính toán và Mô phỏng Ứng suất Vật liệu Tinh thể Phi đẳng hướng có Gradient Ứng suất, Luận văn Thạc sĩ, 2007
- B. D. Cullity, Elements of X–ray Diffraction, Prentice Hall Upper Saddle River, NJ 07458
- Le Chi Cuong, Development of Automated X–ray Stress Analyzer and its Applications in Stress Measurement of Textured Materials, Thesis, 2004
- Le Chi Cuong and Masanori Kurita , Absorption Factor and Influence of LPA on Stress and Diffraction Line Width in X- Ray Stress Measurement, Graduate student of Nagaoka University of Technology, 2003.
- Viktor Hauk, Structural and Residual Stress Analysis by Nondestructive Methods, Elsevier, 1997
- V. Hauk, H. Hougardy, E. Macherauch, Residual Stresses Measurement, Calculation, Evaluation, Informations Gesellschart
- Ismail C. Noyan, Jerome B. Cohen, Residual Stress – Measurement by Diffraction and Interpretation, Springer – Verlag New York Berlin Heidelburg London Paris Tokyo, 1987
- Jian Lu, Handbook of Measurement of Residual Stresses, 1996
- Các tạp chí:
- J. T. Bonarski, H. J . Bunge, L. Wcislak and K. Pawlik, Investigation of Inhomogeneous Surface Texture with Constant Information Depth, Texture and Microstructures, Vols 31, pp, 21-41
- H. J. Bunge and Y. S. Liu, Texture Determination in Multiphase Materials with Lamellar Structure, Texture and Microstructures, 1991, Vols 14-18, pp, 205-211
- H. J. Bunge, Y. S. Liu, R. Hanneforth, Anisotropic Absorption of X-Ray in Polyphase Materials, scripta Metallurgica vol. 21, pp, 1423-1427,1987
- H. J. Bunge and Y. S. Liu, Numerical Calculation of Anisotropic Absorption Factors for Lamellar Two-Phase Structures, Texture and Microstructures,1990, Vols. 12, pp, 199-217
- H. Dolle and J. B. Cohen, Evaluation of (residual) Stresses in Textured Cubic Metals, Metallurgical transactions A, Vol 11A, May 2002
- D. P. Koistinen and R. E. Marburger, A Simplified Procedure for Calculating Peak Position in X-ray Residual Stress Measurements of Hardenel Steel, Trans. ASM, 51, 1959, pp.537-555
- Ch. Genzel, Formalism for the Evaluation of Strongly Non-Linear Surface Stress Fields by X-Ray Diffraction Performed in the Scattring Vector Mode, phys. Stat. sol. (a) 146, 629 (1994)
- S. J. Skrzypek, A. Baczmanski, Progress in X-ray Diffraction of Residual Macro-stress Determination Related to Surface Layer Gradients and Anisotropy, Advances in X-ray Analysis, vol 44
- K. Perry, I. C. Noyan, P. J. Rudnik, J. B. Cohen, The Measurement of Elastic Constants for The Determination of Stresses by X–ray, Department of materials science, The Technological Instistute, Northwestern University, Evanston, Illinoils, 60601
- Shouichi Ejiri, Toshihiko Sasaki, Hirofumi Inoue, Yoshio Shirasuna and Yukio Hirosi, X-Ray Stress Determination of Cold-Rolled Steel Sheet Using Orientation Distribution Function, Advances in X-ray, Vol. 44
- Taizo Oguri, Kazuo Murata, Katsumi Mizutani, Kenjiro Uegami Application of X-Ray Stress Measuring Technique to Curved Surfaces -Residual Stress on Spherical Surfaces, Materials science research International, Vol.8, No.2 pp. 74 – 81 (2002)
- U. Welzel, J. Ligot, P. Lamparter, A. C. Vermeulen and E. J. Mittemeijer, Stress Analysis of Polycrystalline Thin Films and Surface Region by X-ray Diffraction, journal of Applied Crytallography, 2004