X線回折(XRD)は、多結晶材の残留応力を求めるために確立された非破壊検査方法です。
例えば、熱処理や機械加工によって誘発されて材料の寿命中に応力が蓄積し、機械的構造物の構成部品に予期せぬ故障を引き起こす可能性があります。
そのため、残留応力の制御は、材料の安全性と耐久性を改善するのに不可欠です。
応力の計算
残留応力は材料の結晶格子間隔にわずかな変化を引き起こしますが、その変化は非常に高感度のXRDで明らかにできます。
実際に、適切な回折ピークの位置が得られる特定のスポットで、入射X線ビームに対してサンプルの配向を変化させて測定が行われます。 これから、さまざまな方向の格子間隔と関連する弾性ひずみを求めることができます。
したがって、引張応力または圧縮応力を、材料の弾性定数を考慮してひずみデータから計算できます。
金属、セラミックス、薄膜などのさまざまな用途
X線回折(XRD)残留応力分析は、硬化鋼、溶接継手、またはセラミックスなどの多種多様な多結晶材に適用できます。 これは品質管理ツールとしてだけでなく、学術および産業研究でも使用されています。 多くの場合、特別なサンプル調製は必要ありません。
X線回折(XRD)では、表面近くの残留応力(通常は数ミクロンの深さ)が探査されます。 厚さがサブミクロンの薄膜とコーティングは、斜入射配置を使用することで調査することもできます。 この技術では深度プロファイリングも可能です。
また、非常に小さいスポットサイズの入射X線ビームを使用して、材料の表面全体の応力をマッピングすることもできます。 さらに、大きくて重いサンプル、曲がった小さなサンプル、または不均一なサンプル表面を測定するソリューションもあります。
