[发明专利]检测单个晶体结构中的异常的方法

说明书

本发明公开了一种检测晶体学结构中的异常的方法，所述方法包括：在相对于所述晶体学取向的已知方向上利用x射线辐射对所述结构进行照明；对所述结构进行定位使得所述结构的晶体学取向是已知的；对透射穿过所述结构的衍射的所述x射线辐射的图案进行检测；基于相对于所述晶体学取向的所述已知方向来生成模拟的所述图案；将所检测图案与在所述已知方向上进行照明的x射线辐射的模拟图案进行比较；以及基于所述比较来检测所述晶体学结构中的所述异常。

背景技术

技术领域

本公开涉及检测单个晶体结构中的异常的方法、分析衍射信号的方法和用于检测金属合金的单个晶体结构中的缺陷的分析方法的用途。

相关技术的描述

飞行器引擎(诸如气体涡轮引擎)的部件可具有晶体学结构。例如，涡轮叶片可由具有晶体学结构的金属合金制成，具体地讲，可由具有单个晶体的金属合金制成。

分析晶体学结构以识别异常或缺陷。已知使用x射线衍射来检测亚表面晶体学结构。

US 9,939,393 B2和US 2018/0231478 A1公开了对航空航天部件中的晶体学特性的检测。获得第一光束图案的参考规格。插入该部件以进行分析。激活辐射源。获得第二光束图案。将第二光束图案与第一光束图案进行比较。确定偏差是否大于阈值。如果偏差大于阈值，则该部件例如被拒绝或修复。如果偏差不高于阈值，则将该部件投入使用。

已知的检查过程是劳动密集的。由于依赖操作员的技能和/或解释，因此已知的检查过程是主观的。

本公开的目的是提供更准确和/或更容易地检测单个晶体结构中的异常的方法。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种检测单个晶体结构中的异常的方法，该方法包括：在相对于晶体学取向的已知方向上利用x射线辐射对该结构进行照明；对所述结构进行定位使得所述结构的晶体学取向是已知的；对透射穿过所述结构的衍射的所述x射线辐射的图案进行检测；基于相对于所述晶体学取向的所述已知方向来生成模拟的所述图案；将所检测图案与在所述已知方向上进行照明的x射线辐射的模拟图案进行比较；以及基于所述比较来检测所述晶体学结构中的所述异常。

在布置结构中，定位步骤包括基于对结构的晶体学取向的测量来控制机器以控制结构的取向。可控制结构的取向，使得该结构相对于x射线辐射的晶格取向是已知的。因此，可控制结构的取向，使得该结构相对于x射线辐射的已知方向的晶格取向是已知的。

在布置结构中，该方法包括测量结构的晶体学取向。在布置结构中，使用劳厄背反射或空间分辨声音光谱学测量结构的晶体学取向。

在布置结构中，针对相对于晶体学取向的多个不同方向来执行照明步骤和检测步骤。在布置结构中，在每个照明步骤之前重新定位结构，以便控制相对于晶体学取向的方向。

在布置结构中，照明步骤的x射线辐射为源自x射线源的x射线光束。在布置结构中，照明步骤的x射线辐射由定位在x射线源的下游的准直器准直以提供x射线光束。

在布置结构中，根据埃瓦尔德构造来生成模拟图案。

在布置结构中，该方法包括：在比较步骤之前，通过应用基于全局噪声估计的滤波器、中值滤波器和高斯滤波器中的至少一者来减少所检测图案中的图像噪声。在布置结构中，该方法包括：在比较步骤之前，通过应用侵蚀、扩张和拉普拉斯滤波器中的至少一者来对所检测图案执行图像优化。

在布置结构中，晶体学结构为金属合金。在布置结构中，晶体学结构为航空航天部件。在布置结构中，晶体学结构为用于飞行器引擎的涡轮的叶片。