HR3C奥氏体耐热钢晶界蠕变损伤的电子背散射衍射分析

对不同条件下的HR3C奥氏体耐热钢蠕变试样进行性能测试和微观结构观察,研究奥氏体耐热不锈钢蠕变沿晶破坏行为和损伤特征。电子背散射衍射(EBSD)分析结果表明,不同蠕变速度下材料的晶粒尺寸基本不变,未产生择优取向,但高蠕变速度条件下部分孪晶界演变成一般晶界,而低蠕变速度下原始孪晶结构基本保持不变。EBSD分析结果清楚地反映了微观蠕变应变的不均匀性。沿晶微裂纹和蠕变空洞的产生和扩展是最显著的损伤特征,这些损伤现象与不同蠕变速度下的蠕变机制及晶界性质密切相关。

基于单向测量超声背散射系数的晶粒尺寸评价高效方法

镍基高温合金GH4742具有优异的机械性能,而晶粒尺寸是影响其性能的关键因素.基于物理模型的超声背散射法可以实现晶粒尺寸高效和准确的评价,但受限于复杂模型或多角度声束测量.因此,本文提出了一种只需单向测量的背散射系数法,且无需考虑测量系统等无关因素的影响.基于独立散射模型,推导了只与材料相关的背散射系数;利用空间相关函数描述了晶粒尺寸与背散射系数的关系;采用参考信号剔除干扰因素的影响,实现实验背散射系数的快速提取.制备三组不同晶粒尺寸的GH4742试块进行相控阵超声实验和平均晶粒尺寸评价,并与金相法结果进行对比.结果表明本文方法得到的晶粒度与金相法结果最大相对误差为–22.7%,最小相对误差为–3.7%.

基于Geant4的微型透射式X射线管中背散射电子对出射光束影响

X射线管工作时,管内会产生大量的背散射电子。在X射线管内电场的作用下,背散射电子会被电场拉回到阳极靶上,并产生额外的X射线,最终对出射光束质量产生不利影响。背散射电子的分布与X射线管的特性(管电压和靶材料)密切相关。因此,本文将从透射式X射线管中背散射电子的分布规律出发,系统讨论靶材料和管电压引起的背散射电子变化以及其对出射光束质量的影响。首先,在Geant4代码中建立了透射式X射线管的物理模型,并将计算结果与文献数据进行对比验证;其次,开展了不同管电压与靶材料对X射线管中背散射电子分布的影响分析;最后,探究了在管电压作用下背散射电子对出射光束质量的影响。结果显示:当考虑电场时,X射线管的出射光束半高全宽(Full Width at Half Maxima, FWHM)、光子产额和特征峰产额会有所增加,表明背散射电子会对出射光束的质量产生一定的影响。结果同时显示:对出射光束质量影响程度最高主要是第一代和第二代被电场拉回的背散射电子。当管电压发生改变时,背散射电子对出射光束质量的影响程度也会改变,管电压越大,背散射电子对X射线管出射光束质量的影响也越明显。本研究结果为未来开展微型透射式X射线管的数值仿真计算提供参考。

铜导线火灾熔痕的背散射电子衍射分析方法

采用电解抛光法制备铜导线熔痕试样,使用背散射电子衍射分析技术对不同种类铜导线熔痕织构的存在状态进行分析。结果表明:火焰熔痕与短路熔痕的织构状态存在明显差异,火焰熔痕基本不存在任何方向的织构,组织主要是粗大的等轴晶;一次短路熔痕与二次短路熔痕均存在明显织构,二次短路熔痕边缘易出现粗大的等轴晶或枝晶,而一次短路熔痕边缘以柱状晶分布为主。

X射线背散射电信号采集电路设计与研究

X射线背散射成像仪是一种基于康普顿散射效应,采用射线探测与成像技术的辐射成像检查仪器。在X射线背散射成像仪的研制中,一套可以准确获取散射射线信息的电信号采集电路是背散射成像仪获得高质量图像的关键。为了设计出更加适合X射线背散射成像仪使用的电信号采集电路,该文针对X射线背散射成像仪中康普顿散射射线特征,提出电信号采集电路的2种设计方案,一种是采用脉冲计数模式,另一种是采用电荷积分模式。根据设计方案,该文分析不同采集电路设计方案的影响因素,并将2种方案分别进行电路设计、硬件参数优化调整和电信号采集对比测试实验。对比测试实验表明,电荷积分模式信号采集方案可以有效提升采集电路辐射信号采集率,提升X射线背散射成像仪的关键指标和成像质量,更加适用于背散射成像仪,从而实现X射线背散射成像仪电信号采集电路优化设计与模块化应用。

电子背散射衍射(EBSD)技术在大陆动力学研究中的应用

电子背散射衍射(Electron backscatter diffraction,简称EBSD)技术可以快捷准确地进行物相鉴定,确定矿物晶体的晶格优选定向和多相岩石中各矿物的空间分布,使其成为定量研究岩石显微构造的理想工具。将岩石组构测量、野外地质观察与矿物的变形实验研究相结合,可以判别物质运动的剪切指向和变形的温压条件,从而进行运动学和动力学机制的分析。本文首先介绍了EBSD技术的原理和主要矿物组构的实验研究进展,然后以国土资源部大陆动力学重点实验室5年来的成果为例,总结了EBSD技术在研究大陆深俯冲和折返的动力学机制和大陆造山带动力学研究中的应用。结果表明:橄榄石和绿辉石的组构揭示了板块深俯冲阶段的组构运动学特征,而石英、斜长石和夕线石的组构可以用来研究地壳内大型韧性剪切带的变形历史,如与苏鲁超高压变质岩折返相关的韧性剪切带、龙门山逆冲剪切带、西昆仑康西瓦走滑剪切带和喜马拉雅造山带的康马拆离剪切带。因此,EBSD技术的应用有助于实现显微构造与宏观构造相结合,建立变质-变形-运动学相统一的地球动力学模型。

岩石电子背散射衍射(EBSD)组构分析及应用

电子背散射衍射(EBSD)技术是现代构造地质学与显微构造分析领域一项崭新的技术,它与现代高分辨率扫描电子显微镜和能谱分析设备结合,可以对块状样品中微米或纳米级尺度的颗粒进行晶体结构分析,从而使微观结构、微区成分与结晶学优选数据结合起来,能够更精细地对比研究矿物和岩石显微构造,为岩石显微构造分析开辟了一个全新的领域。分析了EBSD技术的基本原理、系统构成、样品制备和工作程序。介绍了石英组构测量,极细粒物质(微角砾岩)的组构特点,二轴晶矿物(角闪石)的组构、变形机制和金属硫化物组构分析的应用实例,对于应用EBSD系统开展研究存在的一些问题进行了讨论。

电子背散射衍射(EBSD)及其在材料研究中的应用

论述了电子背散射衍射(EBSD)的形成原理、花样包含的物理意义,并给出了EBSD在测定晶体取向、织构、取向关系、物相鉴定、应变分布、晶格常数及晶界性质研究等方面的应用实例。

背散射电子图像分析法在水泥基材料孔结构研究中的应用

优化了背散射电子图像分析(BSE-IA)法在水泥基材料孔结构研究中孔隙阈值的确定方法,以降低主观因素影响,推导出统计所需图像最少张数的计算公式,分析了孔隙阈值确定方法和图像放大倍率对测试结果的影响,并将BSE-IA法与压汞法(MIP)测得的孔隙率结果进行对比.结果表明:选用灰度面积累计分布曲线的二次导数来确定水泥净浆孔隙阈值以及500倍背散射电子图像统计出的结果较为合理,工作量适中,而BSE-IA法较MIP法测得的孔隙率小,但BSE-IA法可以直接观察孔隙形态及分布,因此在表征水泥基材料孔结构方面具有独特优势.

超声背散射系数评价松质骨状况的可行性研究

目的研究超声背散射信号及其背散射系数(backscattercoefficient,BSC)评价松质骨状况的可行性。方法首先建立了一种蜂窝状的松质骨理论模型,然后将BSC与频率的理论关系和牛胫骨松质骨实验结果进行了比较;最后实验分析了BSC与松质骨表观密度的关系。结果松质骨中超声BSC随入射频率的增加而非线性的增加,理论模型和实验结果是一致的。随松质骨表观密度的增大,BSC增大。结论在用超声评价松质骨状况时,背散射信号具有重要作用,其BSC可用于评价松质骨状况。

基于超声背散射信号分析松质骨中的声阻抗

采用背散射法,研究用声阻抗评价松质骨状况。对松质骨中的超声散射特性进行了分析和讨论,并将分析结果和Faran理论模型进行比较分析;最后对理论和实验所得的牛胫骨、人离体跟骨和人在体跟骨松质骨中的声阻抗分布进行了分析讨论。结果表明松质骨中的声阻抗随入射频率的增加而非线性的增加,理论和实验结果是一致的。当患有骨质疏松时,松质骨密度将减小,因此,与健康松质骨中的声阻抗相比,患骨质疏松松质骨中的声阻抗较小。

既有建筑外墙外保温系统康普顿背散射检测技术研究

基于X射线的康普顿背散射检测技术可实现单侧、非接触式无损检测,在外墙外保温系统缺陷检测方面具有重要应用潜力。研究应用康普顿背散射检测技术检测外墙外保温系统缺陷的基本原理,提出相应检测参数,并应用该技术对EPS板薄抹灰外墙外保温系统和无机保温砂浆外墙外保温系统进行缺陷检测。研究结果表明,康普顿背散射检测技术较适用于外墙外保温系统保温层与饰面层之间的缺陷检测,能准确识别缺陷区与正常区的界面。

应用电子微探针-扫描电镜-拉曼光谱-电子背散射衍射研究一种未知Ti-Zr-U氧化物的矿物学特征

本文应用电子微探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)在阿尔金地区的榴闪岩中发现了一种微米级含铀氧化物矿物,结合光学显微镜、拉曼光谱和电子背散射衍射(EBSD)技术对该矿物的化学成分、赋存状态、物理及光学性质、晶体结构等矿物学特征进行了研究。结果表明,该矿物在空间上与钛铁矿关系密切且主要产于其边部,为一种不透明矿物;主要化学组成为TiO2、ZrO2和UO2,实验化学式为(Zr,U)Ti2O6,其中U与Zr互为类质同象替代;具独特的拉曼光谱特征,初步确定为斜方晶系且具有序的铌钙矿结构。通过电子微探针U-Th-Pb定年获得等时线年龄为451±49Ma,可能代表了寄主岩石的退变质年龄。将该矿物与化学成分类似的晶体进行对比,发现与斯里兰卡石等已知天然矿物存在差异,而与一种人工合成晶体Zr5Ti7O24在化学成分和晶体结构上较为相似,可以初步推断Ti-Zr-U氧化物为一种未被人们发现的新矿物。

电子背散射衍射(EBSD)技术在地壳构造变形研究中的应用

电子背散射衍射(EBSD)技术是岩组学研究的一项革命性新技术。该技术可以对传统的岩石薄片进行分析,实用性高,观测精度达到亚微米级别。配合扫描电子显微镜、阴极发光、波谱、能谱分析设备,EBSD技术可以对透明和非透明的任何对称性晶体进行取向测量,快速获取晶体显微结构、微区成分与晶体学参数,可以对晶体开展形貌观察、晶体优选方向(CPO)、取向差分析、物相鉴定、应变测量、晶界分析、变形机制、位错滑移系、晶内变形、温压条件研究。结合聚焦离子束(FIB)技术,可以获取矿物的三维结构图像。对地壳的主要矿物进行组构分析,结合野外矿物变形特征与试验岩石学研究成果,可以开展地壳构造运动学、动力学的研究。本文介绍岩组学的研究历史,以及EBSD技术在地壳常见矿物石英、钾长石、斜长石、角闪石以及假熔岩构造变形研究中的最新进展与典型实例,并对EBSD研究结果中一些潜在的不确定性因素进行了讨论。

基于超声背散射信号递归分析的金属材料微缺陷识别

为了能有效识别金属材料超声检测信号中的微小缺陷回波,使用递归分析方法对检测信号进行分析。通过对超声波背散射信号进行建模,说明其组成要素。在超声检测信号中,缺陷回波信号会对系统的递归特性产生影响。使用递归分析对含0.8mm平底孔人工模拟缺陷的直径为120mm低碳钢棒材试块实验采集的背散射信号和无缺陷背散射信号进行了研究。截取试块检测信号中的背散射信号部分,通过合理的参数选择对其进行递归分析并绘制递归图。通过与实验采集的无缺陷信号的递归图进行对比,发现缺陷信号会在递归图中产生明显的白色交叉条纹带。使用递归定量分析进一步研究了含缺陷背散射信号的递归特征量,结果表明捕获时间(TT)、确定率(DET)与递归熵(ENTR)这三项特征量对缺陷信号比较敏感,在缺陷位置处均会出现明显的峰值。

评价松质骨状况的一种背散射频谱方法

采用超声背散射信号的质心偏移量来评价松质骨,并对牛胫骨和人体跟骨中背散射信号的质心偏移量与松质骨表观密度的关系,以及人体跟骨松质骨中背散射信号频谱质心位置与年龄的关系进行了分析讨论。分析结果表明,随松质骨表观密度的增大,背散射信号频谱的质心向低频方向移动;随年龄的增大,质心位置越接近于发射超声的中心频率。根据超声背散射信号质心偏移量的大小,可用于评价松质骨健康状况。

GaAs-GaN键合界面热应力的电子背散射衍射研究

采用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术,观察和分析了GaAs和GaN晶片热压键合的界面热应力和晶片键合质量。利用EBSD测量了GaAs-GaN键合界面的菊池花样质量、晶格转动、晶格错配和位错密度等应力敏感参数。结果表明,晶片键合质量良好,键合界面中心区域的热应力小于边缘区域的热应力。GaN层和GaAs层中的应力影响范围,在中心区域分别约为100 nm和300 nm,在边缘区域分别约为100 nm和500 nm。EBSD显示的应力分布图与模拟应力场相似。模拟和计算表明,最大剥离应力和剪切应力分布在键合界面的边缘。剥离应力是导致晶片解键合的主要原因。

低温回火马氏体取向关系的电子背散射衍射研究

为了研究马氏体的相变特征,利用电子背散射衍射(EBSD)技术并结合金相显微镜和显微硬度计分析低温回火的20MnCr5渗碳齿轮钢的性能和组织。根据马氏体相变理论中的K-S和N-W取向关系分别计算得到马氏体{110}α极射赤面投影图。利用EBSD技术对20MnCr5齿轮钢心部选定的区域进行扫描,分析区域中马氏体的取向分布特征。研究结果表明:马氏体取向整体呈随机分布,但在局部区域呈有规律分布。整个扫描区域的取向差主要分布在5°以下和45°以上。为反映马氏体局部区域取向分布的规律,选定一个原奥氏体晶粒,并做出区域中所有马氏体{110}α晶面的极射赤面投影图,得到极点有规律分布的极图。通过对{110}α极图分别使用K-S和N-W关系拟合,确定所选区域的马氏体的取向关系以N-W关系为主,实际极点离散分布在理论极点周围;使用协同形变机理解释实际取向分布与理论分布的偏差是由马氏体相变导致周围组织复杂的畸变引起。

电铸药型罩的电子背散射衍射分析

利用电子背散射衍射对不同电铸成形工艺的药型罩进行了分析研究 ,研究表明 :电铸药型罩的晶粒为超细晶粒 ;电铸抗旋药型罩具有柱状晶粒 ,并且存在明显的择优取向 ;电铸非抗旋药型罩为等轴细晶 ,无明显的取向性。

利用背散射电子(BSE)研究奥陶纪部分笔石的始端发育和分枝方式

背散射电子成像 (BackscatteredElectronImaging,简称BSE),是依托扫描电镜的一种电子成像技术,它的成像原理和特点非常适合用来研究那些表皮尚存的各类笔石标本,是二次电子成像 (SEM)无法替代的。文中简要介绍了这一技术的工作原理,并利用它对我国早奥陶世和中奥陶世部分笔石的始端发育和分枝方式等进行了研究。当前BSE图象显示了许多以往其他途径无法观察到的笔石微细结构,特别是笔石复杂的始端发育特征,结果验证了Psigraptusjacksoni的二分岔式和Rhabdinoporaflabelliformisparabola的四分岔式原始分枝的观点,显示它们都具有最原始的等称笔石式(isograptid type)始端发育型式。此外,BSE图象还显示,底栖固着的树形笔石Airograp tusfurciferus的胞管排列和分枝方式与奥陶纪最早期的漂浮笔石非常相似,表明二者可能存在祖 裔演化关系,或者至少是原始性状上的相似性。