【技术实现步骤摘要】
基于单个衍射峰的计算形变晶体材料位错密度的方法
本公开属于X射线衍射峰分析技术，具体涉及一种基于单个衍射峰的计算形变晶体材料位错密度的方法。
技术介绍
作为一种高效的表征手段，同步辐射X射线衍射被广泛用于多种晶体材料的微观结构研究。传统测量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，测量时需要不断以小步长在两个维度上倾转样品，所以对实验线站的装置和样品的几何尺寸要求较高。同步辐射能量扫描X射线衍射作为一种新技术，测量时连续改变入射X射线的能量，实验过程不需要倾转样品，从而对实验装置和样品制备的要求都更为简单。通过分析能量扫描X射线衍射的数据，可以得到形变晶体材料的应变和缺陷密度。在分析能量扫描X射线衍射的数据时，为获得位错密度，传统方法是采集众多衍射峰的强度信号，通过拟合来进行计算。鉴于同步辐射光源的实验机时非常紧张，而通过能量扫描采集众多衍射峰的信号是一项比较耗时的方案，尤其当需要研究形变晶体材料不同位置的位错密度时，缺点更为突出。所以需要一种新型的数据分析手段，通过分析来自单个衍射峰的能量扫描X射线衍射...
【技术保护点】
1.一种基于单个衍射峰的计算形变晶体材料位错密度的方法，包括如下步骤：/nS100：利用同步辐射能量扫描X射线衍射技术，分别获得形变晶体材料的衍射强度相对于衍射矢量模的实验强度分布曲线和无形变晶体材料的衍射强度相对于衍射矢量模的参考强度分布曲线；/nS200：引入无量纲变量M，计算位错密度归一化后形变晶体材料衍射峰的标准强度分布曲线；/nS300：根据所述实验强度分布曲线和标准强度分布曲线，计算实验强度分布曲线的特定M值，记为M′；/nS400：分别根据所述实验强度分布曲线、标准强度分布曲线和参考强度分布曲线的半高宽计算形变晶体材料的位错密度，其中，/n所述形变晶体材料的位...
【技术特征摘要】
1.一种基于单个衍射峰的计算形变晶体材料位错密度的方法，包括如下步骤：
S100：利用同步辐射能量扫描X射线衍射技术，分别获得形变晶体材料的衍射强度相对于衍射矢量模的实验强度分布曲线和无形变晶体材料的衍射强度相对于衍射矢量模的参考强度分布曲线；
S200：引入无量纲变量M，计算位错密度归一化后形变晶体材料衍射峰的标准强度分布曲线；
S300：根据所述实验强度分布曲线和标准强度分布曲线，计算实验强度分布曲线的特定M值，记为M′；
S400：分别根据所述实验强度分布曲线、标准强度分布曲线和参考强度分布曲线的半高宽计算形变晶体材料的位错密度，其中，
所述形变晶体材料的位错密度表示为：
ρ＝((FWHM-FWHM0)/FWHMM′)2
其中，FWHM是实验强度分布曲线的半高宽，FWHM0是参考强度分布曲线的半高宽，FWHMM是标准强度分布曲线的半高宽，当M等于M′时，标准强度分布曲线的半高宽记为FWHMM′。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，优选的，步骤S100包括如下步骤：
S101：获得形变晶体材料的衍射强度在特定能量范围E1-Em内每个能量步长下的二维衍射强度It，i，j，计算与It，i，j对应的衍射矢量模的二维分布Qt，i，j＝|kt，i，j-kin|，
其中，kt，i，j是衍射峰的出射矢量，kin是衍射峰的入射矢量，t、i、j均为整数；
S102：引入迭代向量TI和迭代向量TN，若所述衍射矢量模的二维分布Qt，i，j落入区间[TQ(p)，TQ(p+1))内，累积像素点(i，j)上的二维衍射强度It，i，j到TI向量的对应元素TI(p)和TI(p+1)，同时对TN的对应元素计数一次，公式如下：
其中，p为整数，范围是1～(Num-1)，Num是向量TQ的元素个数；
S103：在能量范围E1-Em内，形变晶体材料衍射峰的二维衍射强度It，i，j与对应的衍射矢量模的二维分布Qt，i，j经步骤S102计算后，获得形变晶体材料衍射强度相对于衍射矢量模Q的实验强度分布曲线I-Q，其中，曲线I-Q中的Q即为TQ，I＝TI./TN，./表示点除，为数学运算符号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤S103中，所述TQ表示为：
TQ＝Qmin：Qstep：(Qmax+Qstep)
其中，Qmin是Qt，i，j的最小值，Qmax是Qt，i，j的最大值，Qstep是能量步长。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，周光妮，张玉彬，朱文欣，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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