[發(fā)明專利]基于二維X射線檢測技術的超大晶粒尺寸的無損檢測方法

有效

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• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108376656B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 何飛;朱書祺;李曉寧;徐科;徐金梧
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.基于二維X射線檢測技術的超大晶粒尺寸的無損檢測方法，其特征在于，所述方法以二維X射線探測器技術為基礎，針對超大晶粒材料進行衍射，對得到的衍射圖像進行分析處理后得到衍射數據，再根據所述衍射數據繪制得到所述超大晶粒材料的晶粒圖；

所述對得到的衍射圖像進行分析處理得到衍射數據過程包括：讀取所述衍射圖像后經預處理、特征提取、判斷衍射光斑的數量以及判斷光斑位置信息的變化情況以對不同晶粒的面積進行劃分這四個處理步驟即得到所述衍射數據；

所述衍射數據包括光斑數量、光斑位置信息、光斑位置信息的變化情況、各光斑衍射強度信息和不同晶粒面積信息；

所述讀取所述衍射圖像并預處理的具體內容為：通過二值化處理保留需要的圖像特征；采用中值濾波，濾除衍射斑以外的噪聲；采用形態(tài)學閉運算保證衍射斑為單一聯通區(qū)域，識別圖中衍射光斑的中心點，并用此時衍射斑面積區(qū)域求灰度圖相關區(qū)域的強度信息；

所述特征提取的具體內容為：提取所述衍射圖像中光斑位置信息和各光斑衍射強度信息。

2.根據權利要求1所述的基于二維X射線檢測技術的超大晶粒尺寸的無損檢測方法，其特征在于，所述對得到的衍射圖像進行分析處理過程中，每次處理的是單張所述衍射圖像，且對逐個光斑進行分析處理。

3.根據權利要求1所述的基于二維X射線檢測技術的超大晶粒尺寸的無損檢測方法，其特征在于，所述判斷光斑位置信息的變化情況以對不同晶粒的面積進行劃分的具體內容為：根據某一衍射光斑的位置與其周圍已測得的衍射光斑的位置作對比，像素距離超過設定的閾值，表示衍射晶粒已發(fā)生變化；若有多個衍射光斑，則計算多個衍射光斑的衍射強度，并根據各光斑之間衍射強度的比例進行當前衍射位置處不同晶粒面積的劃分。

4.根據權利要求1所述的基于二維X射線檢測技術的超大晶粒尺寸的無損檢測方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：

步驟1，獲取樣品的主要織構類型：采用電子背散射衍射儀或X射線衍射儀掃查獲取所述樣品的主要織構類型；

步驟2，獲取衍射圖像：根據織構類型在相應的衍射方向放置探測器，并由探測器得到每個單位運動步長下的衍射圖像；

步驟3，提取衍射數據：對多個所述衍射圖像分別進行分析處理，提取其中所需要的衍射數據；

步驟4，繪制晶粒圖：根據步驟3所得的所有所述衍射數據，組合所述樣品的所有衍射圖像繪制得到所述樣品的晶粒圖。

5.根據權利要求4所述的基于二維X射線檢測技術的超大晶粒尺寸的無損檢測方法，其特征在于，所述樣品為超大晶粒織構類型集中的材料。

6.根據權利要求4所述的基于二維X射線檢測技術的超大晶粒尺寸的無損檢測方法，其特征在于，步驟2中所述單位運動步長根據當前晶粒大小進行計算設定。

7.根據權利要求6所述的基于二維X射線檢測技術的超大晶粒尺寸的無損檢測方法，其特征在于，所述光斑數量表示參與衍射的晶粒的數目；所述光斑位置信息與所述光斑位置信息的變化情況表示參與衍射的晶粒是否發(fā)生變化，當單張所述衍射圖像中的光斑數量為兩個或兩個以上時，用各光斑之間的衍射強度的比例來分配各運動步長下參與衍射區(qū)域中各個晶粒所占的面積，并綜合相鄰的衍射區(qū)域信息給出當前衍射區(qū)域內各晶粒的區(qū)域范圍。

8.根據權利要求1-7任一項所述的基于二維X射線檢測技術的超大晶粒尺寸的無損檢測方法，其特征在于，所述對得到的衍射圖像進行分析處理得到衍射數據再根據所述衍射數據繪制得到所述超大晶粒材料的晶粒圖的具體步驟如下：

①讀取衍射圖像：讀取單張衍射圖像；

②對所述衍射圖像進行預處理：二值化、濾波和閉運算；

③對圖像進行特征提取：識別衍射圖像中衍射斑點的中心位置和強度；

④判斷晶粒個數：a.光斑個數為0表示當前衍射光斑未被所述探測器接收到，當前位置沒有特定織構類型的晶粒，輸出該位置的晶粒圖像；b.光斑個數為1或大于1時，進入下一步；

⑤判斷晶粒種類：選取其中一個點，判斷所選取的點與其左邊和上邊是否為同一晶粒，若均為同一晶粒，則表示該點為同一晶粒；若均不為同一晶粒，則表示該點為不同晶粒；

⑥檢測所述衍射圖像中是否還有其他點，若還有，則循環(huán)進行上述⑤的步驟；若沒有，則計算所述衍射圖像中的斑點強度比，根據強度比劃分單位面積晶界，而后輸出晶粒圖像；

⑦讀取下一幅衍射圖像，當所述衍射圖像均讀取完全，則輸出結果；當還有未讀取的衍射圖像，則需要循環(huán)進行②、③、④、⑤、⑥和⑦步，直至所有衍射圖像讀取完全后輸出結果，所述結果為所述超大晶粒材料的晶粒圖。