测量微球覆层厚度的X射线法

论文摘要

目前主要用金相法、X射线照相法进行微球覆层厚度的测量,这两种方法测量速度慢,而且金相法属于破坏性方法。为解决此问题,对X射线衍射法、荧光X射线法测量微球覆层厚度的方法进行了研究。首先,通过对衍射现象、荧光X射线产生的原理和微球的几何模型进行分析,建立两种方法的数学模型,并利用计算及模拟的方法对模型进行求解,编制相应的计算软件。对于X射线衍射法,利用一组已知厚度和X射线衍射线积分强度的标准试样,通过计算机模拟求解的方法,得到微球衍射线积分强度和覆层厚度的关系。然后,在相同条件下进行待测试样的X射线衍射实验,将其衍射线积分强度代入求解模型得到的结果中就能得到待测试样的覆层厚度。对于荧光X射线法,在基体和覆层中分别选择一种元素通过软件计算其荧光X射线的强度。由于软件在计算过程中考虑了所选择荧光X射线的激发因子,因此不需要标准试样。将实验所得到的基体、覆层元素的荧光X射线带入模型计算出的荧光X射线强度与覆层厚度的关系中求得待测试样的覆层厚度。实验结果表明,利用X射线衍射法和荧光X射线法测量微球覆层厚度是可行的,具有快速、方便、非破坏、不接触等优点。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 覆层厚度测量方法概述
• 1.2.2 研究现状
• 1.3 课题学术意义和应用价值
• 2 微球覆层厚度测量方法的数学模型
• 2.1 X射线与物质的相互作用
• 2.2 衍射法模型的建立
• 2.2.1 基本假设
• 2.2.2 符号说明
• 2.2.3 对衍射现象的分析
• 2.2.4 无覆层平板样的衍射模型
• 2.2.5 有覆层平板样的基体衍射模型
• 2.2.6 有覆层平板样的覆层衍射模型
• 2.2.7 微球的几何模型
• 2.2.8 无覆层微球的衍射模型
• 2.2.9 有覆层微球的基体衍射模型
• 2.2.10 有覆层微球的覆层衍射模型
• 2.2.11 X射线衍射模型的求解
• 2.2.12 利用模型的结果计算覆层厚度
• 2.3 荧光X射线法模型的建立
• 2.3.1 符号说明
• 2.3.2 微元的荧光X射线
• 2.3.3 无覆层平板样的荧光X射线激发
• 2.3.4 有覆层平板样的基体荧光X射线模型
• 2.3.5 有覆层平板样的覆层荧光X射线法
• 2.3.6 有覆层平板样的基体-覆层荧光X射线综合法
• 2.3.7 基体中某种元素二次荧光的产生与计算
• 2.3.8 基体、覆层相互作用产生的二次荧光X射线强度的计算
• 2.3.9 荧光X射线模型的求解
• 2.4 模型的计算机实现
• 2.4.1 几何模型
• 2.4.2 用于模型的几何模型
• 2.4.3 物理量的计算机表示
• 2.4.4 元素周期表
• 2.4.5 物理参数数据库
• 2.4.6 衍射模型
• 2.4.7 荧光模型
• 3 X射线衍射法和荧光X射线法测量微球覆层厚度
• 3.1 试样的制备
• 3.1.1 制备方法的选取
• 3.1.2 铁基体上的化学镀镍磷合金
• 3.2 金相法测量覆层厚度
• 3.2.1 测量步骤
• 3.2.2 对微球镀层厚度的校正
• 3.2.3 测量结果
• 3.3 X射线衍射法测量微球
• 3.3.1 测量方式
• 3.3.2 测量结果
• 3.4 荧光法测量
• 3.4.1 测量方式
• 3.4.2 测量结果
• 3.5 几种方法的比较
• 4 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A.作者在攻读硕士学位期间发表论文情况
• B.类XRay的代码
• C.元素周期表数据库XML文件的定义
• D.元素对X射线的质量吸收系数、质量吸收系数数据库XML文件定义
• E.元素跃迁能量数据库XML文件定义
• F.计算微球衍射线强度的部分代码
• G.计算微球荧光X射线强度的部分代码