基于X射线sin^2φ法的择优取向金刚石膜残余应力分析

X射线sin2φ法是薄膜残余应力分析中比较理想的测量手段,但择优取向的存在导致薄膜各向异性,从而会影响测试曲线2～sin2φ的线性关系,表现为曲线的震荡现象。本文利用化学气相沉积(CVD)技术制备(110)择优取向金刚石膜样品,采用X射线sin2φ法对样品残余应力进行测试,通过合理选择衍射晶面和φ角避免择优取向对测量结果的影响,使测试曲线保持良好的线性。然后基于双金属和薄片弯曲理论模型对膜内热应力进行计算,进而得出样品内本征应力状态和大小。结果表明:金刚石薄膜内热应力总为压应力,择优取向使得晶粒排布的有序程度大大提高,本征应力主要来源于杂质的压应力,二者综合作用使得总残余应力表现为受压;随薄膜厚度增加,总应力绝对值变大,其中热压应力绝对值变小甚微,本征压应力绝对值增加显著。

Al_2O_3陶瓷表面加工残余应力的研究

讨论了四种不同的工艺对Al2O3-TiC复相陶瓷进行表面处理,以改变其表面残余应力分布状态。利用扫描电子显微镜(SEM)观察试样的表面形貌;采用非破坏性的X射线衍射sin2ψ法,对不同工艺条件下的残余应力进行了测试研究。结果表明:在本研究条件下,经平面磨处理后,试样表面处于拉应力状态;经工具磨处理后,试样表面处于压应力状态;经抛光处理后,残余应力值均有所减小。这对于提高陶瓷材料的强度和耐磨性具有重要的意义。