上海交通大学：《材料组织结构表征》课程教学资源（课件讲义）2019-X射线衍射8-应力分析

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八、X射线应力测定

八、X射线应力测定

残余应力的危害与应用 2A2 3 2 Channel crack Low-k dielectrio Copper (OSG) interconnect line KFAB1.0kV4.4mm×15.0kSEU5/19/2000 3.00um 3

3 残余应力的危害与应用

八、X射线应力分析 ·应力-应变的基本特征 ·宏观应力 ·微观应变/应力

八、X射线应力分析 • 应力-应变的基本特征 • 宏观应力 • 微观应变/应力 4

应力-应变间关联 ·应力o(stress)→应变&(strain)→晶面间 Ad (change of lattice spacing) △d △d △λ△0cos0 d d λ sinθ ·线弹性假设下，Hook'slaW:o=eEor=G 。 通过测定物体中的应变从而确定其应力大 小。 5

应力-应变间关联 • 应力 (stress)  应变 (strain)  晶面间 距d (change of lattice spacing) • 线弹性假设下，Hook’s law: =E or =G • 通过测定物体中的应变从而确定其应力大 小。      sin  cos     d d d d  ~ 5

内应力的分类 第类应力，应力 的平衡范围为宏观 尺寸 第川类内应力，应 力的平衡范围为晶 粒尺寸 ·第川类应力，应力 的平衡范围为单位 晶胞 晶界 内应力分类的示总网 6

内应力的分类 • 第I类应力，应力 的平衡范围为宏观 尺寸 • 第II类内应力，应 力的平衡范围为晶 粒尺寸 • 第III类应力，应力 的平衡范围为单位 晶胞 6

宏观残余应力（第类应力） =0° =45° 180°-26 入射 衍射 同族 拉应力 K 晶面 晶面间距d大 晶面间距d小 二 拉应力 衍射角2B小 衍射角2B大 压应力？ 7

宏观残余应力(第I类应力) 压应力? 7

均匀应变对衍射峰的影响 No lattice strain d。 Uniform lattice strain 精确测定峰位 8

均匀应变对衍射峰的影响 精确测定峰位 8

内应力的分类 第类应力，应力 的平衡范围为宏观 尺寸 第川类内应力，应 力的平衡范围为晶 粒尺寸 ·第川类应力，应力 的平衡范围为单位 晶胞 晶界 内应力分类的示总网

内应力的分类 • 第I类应力，应力 的平衡范围为宏观 尺寸 • 第II类内应力，应 力的平衡范围为晶 粒尺寸 • 第III类应力，应力 的平衡范围为单位 晶胞 9

残余应力（第类内应力） 是一种微观应力，其作用与平衡范围为晶粒 尺寸数量级。在X射线的辐照区域内，有的 晶粒受拉应力，有的受压应力。各晶粒的同 族晶面具有一系列不同的晶面间距。即使取 向完全相同的晶粒，其同族晶面的间距也不 同。 10

10 残余应力(第II类内应力) 是一种微观应力，其作用与平衡范围为晶粒 尺寸数量级。在X射线的辐照区域内，有的 晶粒受拉应力，有的受压应力。各晶粒的同 族晶面具有一系列不同的晶面间距。即使取 向完全相同的晶粒，其同族晶面的间距也不 同