[發明專利]一種X射線晶體取向以及殘余應力測定裝置

在審

• 申請號: 201711386224.0
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108195859A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 宮聲凱;尚勇;裴延玲;李樹索
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N23/207
• 分類號: G01N23/207
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開一種X射線晶體取向測定裝置。所述測定裝置包括機械手、X射線發射器、X射線接收器、三軸聯動平臺、半環軌道、測距儀和計算機；機械手用于抓取和釋放晶體；半環軌道位于機械手的下方，X射線發射器和X射線發射器設置在半環軌道上；X射線發射器和X射線接收器關于半環軌道的主軸線對稱；三軸聯動平臺用于分別調整X射線發射器與X射線接收器和晶體待測面的距離；測距儀標定晶體與測距儀之間的距離；計算機控制機械手完成抓取和釋放晶體的動作以及掃描晶體偏離不同取向的角度。本發明的測定裝置中全自動化實現晶體不同取向的偏離角度的測定以及晶殘余應力的測定，提高晶體的測量速度以及工業化流水程度。

技術領域

本發明涉及晶體測試領域，特別是涉及一種X射線晶體取向、殘余應力測定裝置。

背景技術

衍射技術廣泛地應用與材料結構分析領域。通過該技術可獲得的信息對于一些領域很重要，如晶體取向、應力分析、成分分析等等。提高航空燃氣渦輪發動機的性能關鍵在于提高服役的材料性能。而晶體取向是目前某些單晶產品的一個重要的指標，不同晶體取向對單晶產品的力學性能、電學性能、熱力學性能、磁學性能都有著很大的影響。而目前應用在單晶取向測定的設備大多偏于實驗研究，精度高而可操作性差、效率低。而隨著高精端科技產品對材料的基礎研發、高端性能的追求不斷深入，市場對具有確定取向產品的剛性需求不斷擴大。單晶產品的生產不僅在質量上要求更高，對產量的要求也是與日俱增，最終導致目前的絕大多數單晶取向測試儀已經不能滿足要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高晶體產量的X射線晶體取向測定裝置。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種X射線晶體取向測定裝置，所述測定裝置包括機械手、X射線發射器、X射線接收器、三軸聯動平臺、半環軌道、測距儀和計算機；

所述機械手用于抓取和釋放晶體；

所述半環軌道位于所述機械手的下方，所述半環軌道用于調整所述X射線發射器和所述X射線發射器的空間姿態；

所述X射線發射器位于所述半環軌道上，所述X射線發射器用于發射X射線；

所述X射線接收器位于所述半環軌道上，所述X射線接收器用于接收X射線發射器發出的X射線；所述X射線發射器和所述X射線接收器關于所述半環軌道的主軸線對稱；

所述三軸聯動平臺位于所述半環軌道的下方，所述三軸聯動平臺用于調整所述X射線發射器與所述晶體的距離和用于調整所述X射線接收器與所述晶體的距離；

所述測距儀位于所述半環軌道上，所述測距儀用于保證所述晶體與X射線光路測定點始終在所述測定晶體表面上；

所述計算機與所述機械手連接，所述計算機用于控制所述機械手完成抓取晶體和釋放晶體的動作以及掃描所述晶體偏離不同取向的角度以及完成對晶殘余應力的分析。

可選的，所述測定裝置還包括一個伺服電機，所述伺服電機分別與所述X射線發射器和所述X射線接收器連接，用于調整所述X射線發射器與所述晶體的角度和用于調整所述X射線接收器與所述晶體的角度。

可選的，所述測定裝置還包括第一伺服電機和第二伺服電機，所述第一伺服電機和所述X射線發射器連接，用于調整所述X射線發射器和所述晶體的角度；所述第二伺服電機和所述X射線接收器連接，用于調整所述X射線接收器和所述晶體的角度。

可選的，所述測定裝置還包括第一基板，所述第一基板包括第一臺階和第二臺階，所述第一臺階的高度大于所述第二臺階的高度，所述第一臺階上設置所述機械手，所述第二臺階上設置所述三軸聯動平臺。

可選的，所述測定裝置還包括第二基板，所述第二基板設置于所述三軸聯動平臺上，所述第二基板上設置所述半環軌道。

可選的，所述機械手為六軸機械手，所述六軸機械手上包含配套的氣動爪。