[发明专利]基于能量扫描衍射的获得晶体材料共格两相衍射峰的方法

说明书

本公开揭示了一种基于能量扫描衍射的获得晶体材料共格两相衍射峰的方法，包括：利用同步辐射能量扫描X射线衍射技术，获得晶体材料的衍射峰在特定能量范围内每个能量步长下的衍射强度二维分布，并计算与衍射强度二维分布相对应的衍射矢量模二维分布；对所述衍射强度二维分布和衍射矢量模二维分布进行重构，获得衍射峰的衍射强度相对于衍射矢量模的衍射强度分布曲线；选取所述衍射强度分布曲线中的有效部分，根据该有效部分在衍射峰峰值两侧的不对称性，对该有效部分进行分峰处理，获得晶体材料共格两相的第一衍射强度分布曲线和第二衍射强度分布曲线。本公开根据衍射峰的不对称性，对一维衍射峰进行分峰，能够获得错配度极小的两相独立衍射峰。

技术领域

本公开属于能量扫描X射线衍射技术领域，具体涉及一种基于能量扫描衍射获得共格两相独立衍射峰的方法。

背景技术

由于多种共格双相材料所具备的优异的机械性能，所以，在多种合金设计时采用共格双相结构。共格双相的特征决定了其错配度一般极小，以第三代沉淀强化镍基高温合金为例，常温下，其错配度一般都在千分之一到万分之一之间。对于双相材料中的局部微观结构表征，同步辐射X射线衍射是一种不可替代的先进技术手段。但共格两相极小的错配度会造成两相的衍射峰产生高度重合，这给定量表征共格两相独立的微观结构带来很大的挑战。

现有的测量晶体材料局部应变和缺陷密度的方法是同步辐射单色X射线衍射法，测量时需要不断以小步长在两个维度上倾转样品，所以对实验站的实验装置和样品的几何尺寸要求较高。当使用新的表征方法，同步辐射能量扫描X射线衍射来研究晶体材料的微观结构时，可以克服以上缺点，但数据处理则成为新的问题。同时对于错配度极小的共格体系，两相产生的衍射峰重合度很大，如何获得两相独立的衍射峰面临着挑战。因为传统分峰方法有明显的亚峰存在，这仅适用于错配度较大的共格两相，所以需要开发一种全新的分峰方法，用来处理错配度极小的共格两相产生的衍射峰。

发明内容

基于现有技术存在的不足，本公开的目的在于提供一种基于能量扫描衍射获得共格两相独立衍射峰的方法，利用同步辐射能量扫描X射线衍射，表征共格双相材料；针对能量扫描所获得的衍射强度二维分布和衍射矢量模二维分布，通过数据重构，能够实现二维数据组向一维数据的快速转化；针对一维衍射峰，通过所开发的衍射峰分峰算法，能够获得错配度极小的两相独立衍射峰。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种基于能量扫描衍射的获得晶体材料共格两相衍射峰的方法，包括如下步骤：

S100：利用同步辐射能量扫描X射线衍射技术，获得晶体材料的衍射峰在特定能量范围内每个能量步长下的衍射强度二维分布，并计算与衍射强度二维分布相对应的衍射矢量模二维分布；

S200：对所述衍射强度二维分布和衍射矢量模二维分布进行重构，获得衍射峰的衍射强度相对于衍射矢量模的衍射强度分布曲线；

S300：选取所述衍射强度分布曲线中的有效部分，根据该有效部分在衍射峰峰值两侧的不对称性，对该有效部分进行分峰处理，获得晶体材料共格两相的第一衍射强度分布曲线和第二衍射强度分布曲线。

优选的，步骤S100包括如下步骤：

S101：利用同步辐射能量扫描X射线衍射技术，获得晶体材料的衍射峰在特定能量范围E₁-E_m内每个能量步长下的衍射强度二维分布I_t，i，j，其中，t为整数，范围是1～m，i为整数，范围是1～a，j为整数，范围是1～b，m、a、b均为常量；

S102：计算与衍射强度二维分布相对应的衍射矢量模二维分布Q_t，i，j＝2π|k_t，i，j-k|，其中，k_t，i，j是衍射峰的出射矢量，k是衍射峰的入射矢量。