[发明专利]一种基于微型晶体晶格参数变化的最高温度测量方法

摘要

本发明是一种基于微型晶体晶格参数变化的最高温度测量方法，该方法是在不破坏工件表面状态，且不影响工件正常工作的条件下，通过检测微型晶体晶格参数变化、获取被测工件最高温度的特种测温技术。对中子辐照后的掺氮3C‑SiC晶体进行微型化切割加工，再对微型晶体进行不同温度、不同时间的高温退火处理后测量其晶格参数，并绘制“温度—时间—晶格体积膨胀率”测温标定曲线。使用时，将微型晶体安装于被测工件表面，待工件正常工作结束后，将微型晶体温度传感器取出并测量其晶格参数，通过查找测温标定曲线中在该加热时间、晶格体积膨胀率下所对应的温度，即可得到被测点所经历的最高温度。进一步地，通过在重点测温区域安装多个微型晶体温度传感器，可得到工件表面最高温度场的测量结果。

主权项

1.一种基于微型晶体晶格参数变化的最高温度测量方法，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、在SiC晶体生长过程中进行缺陷预制，使其在生长过程中培养出带有原始缺陷的SiC晶体；步骤二、对步骤一得到的SiC晶体进行X射线单晶衍射检测，测量其晶格参数，并计算原始的晶格体积；步骤三、对步骤一得到的带有原始缺陷的SiC晶体进行中子辐照，使SiC晶体内部产生辐照缺陷使SiC晶体晶格参数发生改变，得到预制SiC晶体；步骤四、对步骤三得到的预制SiC晶体进行微型化切割，加工成边长介于0.2mm～0.4mm之间的长方体的微型晶体；步骤五、对步骤4得到的微型晶体分别进行“等温不等时”加热试验，即在加热温度相同的条件下分别保持不同的时间，加热试验后对微型晶体一一进行X射线单晶衍射检测，分别测量每个微型晶体的晶格参数，并与步骤2得到的原始的晶格体积相比，计算晶格体积膨胀率，最后以时间为横坐标、晶格体积膨胀率为纵坐标，绘制在该加热温度下的“时间—晶格体积膨胀率”温度标定曲线；步骤6、改变加热过程中的加热温度，重复步骤5，分别得到不同温度下的“时间—晶格体积膨胀率”温度标定曲线，并将得到的全部温度标定曲线绘制在同一坐标系下，共同构成“温度—时间—晶格体积膨胀率”测温标定曲线；步骤7、根据设定的工件上的测温部位，将步骤4的微型晶体固定于工件表面作为温度传感器，同时在靠近被测点且易于安装热电偶的部位固定热电偶作为测温节点；步骤8、待工件正常运行结束后，将微型晶体取出，测量其晶格参数并计算晶格体积膨胀率，同时根据热电偶的测温结果得到工件上的测温部位的温度历程确定出在高温区的保持时间，最后通过查找“温度—时间—晶格体积膨胀率”测温标定曲线确定相对应的温度值，该温度值即为该工件在不破坏其工件表面状态且不影响其正常运转的条件下、待测温部位的最高温度。