主权项 |
一种6H‑SiC材料应力沿表面法线分布信息的测量方法,包括如下步骤:(1)将6H‑SiC材料水平放置于x射线衍射仪的载物台,该载物台设有三个转动轴,分别为ω轴、χ轴和φ轴,其中,ω轴平行于载物台,且垂直于x射线入射光束与x射线探测器组成的平面,χ轴平行于载物台,且与ω轴垂直,φ轴垂直于载物台;探测器可绕与ω轴重合的2θ轴旋转;(2)依次对所述6H‑SiC材料中的(0002)晶面和<img file="FDA0000593491100000016.GIF" wi="133" he="71" />晶面进行对光;(3)同时旋转载物台的ω轴、χ轴和φ轴,使该6H‑SiC材料以<img file="FDA0000593491100000017.GIF" wi="139" he="71" />晶面法线为轴单方向旋转,并以不小于50nm的步长逐渐减小x射线透射深度,每改变一次透射深度就对<img file="FDA0000593491100000018.GIF" wi="143" he="71" />晶面进行一次三轴晶2θ‑ω扫描,获取与该透射深度所对应的<img file="FDA0000593491100000019.GIF" wi="139" he="76" />晶面的布拉格角θ。对所有的x射线透射深度依次进行三轴晶2θ‑ω扫描,最后得到一组<img file="FDA00005934911000000110.GIF" wi="139" he="71" />晶面的布拉格角θ<sub>i</sub>,i=1,2,…,N,N表示x射线不同透射深度的个数;(4)将测得的一组布拉格角θ<sub>i</sub>依次代入以下布拉格方程,得到一组<img file="FDA00005934911000000111.GIF" wi="139" he="81" />晶面的面间距d<sub>i</sub>:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>d</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>nλ</mi><mrow><mn>2</mn><mi>sin</mi><msub><mi>θ</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>2</mn><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><mi>N</mi></mrow>]]></math><img file="FDA0000593491100000011.GIF" wi="525" he="145" /></maths>其中,λ为x射线源所发射的x射线的波长,n为衍射级数;(5)将计算得到的一组面间距d<sub>i</sub>依次代入以下方程组,得到6H‑SiC材料沿表面法线分布的(0002)面内应力分量ε<sub>i</sub><sup>//</sup>和c轴方向应力分量ε<sub>i</sub><sup>⊥</sup>:<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><msup><msub><mi>ϵ</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>/</mo><mo>/</mo></mrow></msup><mo>=</mo><mfrac><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>d</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>d</mi><mi>r</mi></msub></mrow><msub><mi>d</mi><mi>r</mi></msub></mfrac><mrow><mo>(</mo><msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>k</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>l</mi><mn>2</mn></msup><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mrow><mo>(</mo><msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>k</mi><mn>2</mn></msup><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><msub><mrow><mn>2</mn><mi>v</mi></mrow><mrow><mn>6</mn><mi>H</mi></mrow></msub><mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mn>6</mn><mi>H</mi></mrow></msub></mrow></mfrac><msup><mi>l</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>2</mn><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><mi>N</mi></mrow>]]></math><img file="FDA0000593491100000012.GIF" wi="904" he="314" /></maths><maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><msup><msub><mi>ϵ</mi><mi>i</mi></msub><mo>⊥</mo></msup><mo>=</mo><mo>-</mo><mfrac><msub><mrow><mn>2</mn><mi>v</mi></mrow><mrow><mn>6</mn><mi>H</mi></mrow></msub><mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mn>6</mn><mi>H</mi></mrow></msub></mrow></mfrac><msup><msub><mi>ϵ</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>/</mo><mo>/</mo></mrow></msup></mrow>]]></math><img file="FDA0000593491100000013.GIF" wi="360" he="137" /></maths>其中,d<sub>r</sub>为所参考的<img file="FDA0000593491100000015.GIF" wi="143" he="66" />晶面的面间距,h、k、l为<img file="FDA0000593491100000014.GIF" wi="143" he="75" />晶面的米勒指数,ν<sub>6H</sub>为6H‑SiC材料的泊松比,取值为0.142。 |