專利名稱:一種高溫涂層超導基帶用織構在線檢測裝置及檢測方法
技術領域:
本發(fā)明屬于高溫涂層超導基帶檢測技術領域,涉及一種用于基帶織構的X射線在線檢測裝置及檢測方法。
背景技術:
釔鋇銅氧涂層高溫超導帶材是通常生長在帶有隔離層的雙軸織構金屬基帶上制備而成的?;鶐У闹饕饔檬峭庋由L過渡層和超導層,同時能夠承受一定的應力應變。為了滿足高性能超導帶材的需求須具備以下性能指標:高的立方織構度,通過外延生長YBCO膜,使YBCO晶粒之間形成小角度晶界,克服大角度晶界造成的弱聯(lián)結行為;優(yōu)良的表面粗糙度和良好的機械強度,以確保在沉淀過程中足夠支持脆性氧化膜和后續(xù)加工工藝??棙嫿饘倩鶐У臋z測是制備YBCO涂層超導帶材的關鍵,目前對于長帶織構的檢測裝置和檢測方法還未有報道。這里應用X射線在線檢測技術,在不破壞長帶的基礎上進行快速檢測,來表征產(chǎn)品的質量。本發(fā)明通過在線檢測基帶的Θ或/和2Θ衍射峰強度,來進行物相分析和晶胞參數(shù)計算,同時采用ω掃描(Rocking Curve)測定基帶(200)晶面來表征樣品的織構。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種構造簡單的X射線的在線檢測裝置和檢測方法,能夠在不破壞長帶的基礎上進行快速檢測樣品的織構。為了達到以上的目的,本發(fā)明采用的方案是:一種高溫涂層超導基帶用織構在線檢測裝置,包括收放帶系統(tǒng)、X衍射儀、動力系統(tǒng)和工控機系統(tǒng),如圖1所示,其中X衍射儀包括X射線源、樣品臺配歐拉環(huán)、射線探測器,其特征在于,收放帶系統(tǒng)包括收帶輪、放帶輪和導輪,收帶輪和放帶輪安裝在X衍射儀的底座上,用于帶材的導入和導出,基帶由放帶輪經(jīng)導輪進入樣品臺中,動力系統(tǒng)包括伺服電機,動力系統(tǒng)中伺服電機與收帶輪相連,工控機通過控制伺服電機從而帶動收帶輪收緊帶材,由工控機控制提供走帶牽引的動力。將動態(tài)退火后基帶通過收放帶系統(tǒng)置于X衍射儀(XRD)的樣品臺上,工控機系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)走帶速度(lmm/s-100mm/s)、步長(lmm-5m)和等待時間(ls_600s),實現(xiàn)可視化操作,采用ω掃描(Rocking Curve)測定基帶(200)晶面的面外織構,織構采樣頻率為每隔Imm 5m (即步長)采集一個信號對采集的面外織構信息作高斯擬合,得到搖擺曲線的半高寬,并以基帶上的取樣點位置為橫坐標,搖擺曲線的半高寬值為縱坐標作圖,由此得到長帶整體的面外織構信息;同時檢測Θ或/和2Θ的衍射峰強度,進行物相分析以及晶胞參數(shù)計算。從而可以精確測定物質的晶體結構、織構和進行物相分析。試驗結果表明,這種構造簡單的X射線在線檢查裝置和檢測方法可以滿足樣品織構檢測的要求,經(jīng)初步認定這種百米級的基帶產(chǎn)品性能也符合進一步制備過渡層和超導層的需要。
圖1、XRD在線檢測系統(tǒng)示意圖;圖2、在線檢測采樣得到的面外織構高斯擬合曲線;圖3、基帶2 Θ掃描XRD圖。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。所用的在線檢測裝置示意圖見圖1。實施例1:將完全再結晶退火的基帶經(jīng)由動力系統(tǒng)和工控機系統(tǒng)控制的收放帶系統(tǒng)置于XRD設備中,采用ω掃描(Rocking Curve)測定基帶(200)晶面的面外織構,掃描步長選定為
0.5°,掃描速度為24° /min,Θ的掃描范圍為10° 40° ;基帶傳動裝置的走帶速度為100mm/s,織構采樣頻率為每隔5m采集一個信號,105m長的基帶檢測耗時總計68min ;對采集到的20個點的面外織構信息作高斯擬合,得到搖擺曲線的半高寬,并以基帶上的取樣點位置為橫坐標,搖擺曲線的半高寬值為縱坐標作圖,由此得到長帶整體的面外織構信息,如圖2。在線檢測系統(tǒng)檢測到的面外織構和2 Θ的衍射峰強度信息,如圖3所示的XRD圖,基帶的晶格常數(shù)為3.5238A。從面外織構半高寬情況來看,這種百米級基帶產(chǎn)品初步認定符合進一步制備過渡層和超導層的要求。
權利要求
1.一種高溫涂層超導基帶用織構在線檢測裝置,包括收放帶系統(tǒng)、X衍射儀、動力系統(tǒng)和工控機系統(tǒng),其中X衍射儀包括X射線源、樣品臺配歐拉環(huán)、射線探測器,其特征在于,收放帶系統(tǒng)包括收帶輪、放帶輪和導輪,收帶輪和放帶輪安裝在X衍射儀的底座上,用于帶材的導入和導出,基帶由放帶輪經(jīng)導輪進入樣品臺中,動力系統(tǒng)包括伺服電機,動力系統(tǒng)中伺服電機與收帶輪相連,工控機通過控制伺服電機從而帶動收帶輪收緊帶材,由工控機控制提供走帶牽引的動力。
2.利用權利要求的在線檢測裝置進行檢測的方法,其特征在于,包括以下步驟:將動態(tài)退火后基帶通過收放帶系統(tǒng)置于X衍射儀(XRD)的樣品臺上,工控機系統(tǒng)調(diào)節(jié)走帶速度lmm/s-100mm/s、步長lmm-5m和等待時間ls_600s,實現(xiàn)可視化操作,采用ω掃描測定基帶(200)晶面的面外織構,織構采樣頻率為每隔Imm 5m采集一個信號對采集的面外織構信息作高斯擬合,得到搖擺曲線的半高寬,并以基帶上的取樣點位置為橫坐標,搖擺曲線的半高寬值為縱坐標作圖,由此得到長帶整體的面外織構信息;同時檢測Θ或/和2Θ的衍射峰強度,從而進行物相分析以及晶胞參數(shù)計算。
全文摘要
一種高溫涂層超導基帶用織構在線檢測裝置及檢測方法,包括收放帶系統(tǒng)、X衍射儀、動力系統(tǒng)和工控機系統(tǒng),收放帶系統(tǒng)包括收帶輪、放帶輪和導輪,收帶輪和放帶輪安裝在X衍射儀的底座上,用于帶材的導入和導出,基帶由放帶輪經(jīng)導輪進入樣品臺中,動力系統(tǒng)包括伺服電機,動力系統(tǒng)中伺服電機與收帶輪相連,工控機通過控制伺服電機從而帶動收帶輪收緊帶材,由工控機控制提供走帶牽引的動力。基帶通過收放帶系統(tǒng)置于X衍射儀的樣品臺上,采用ω掃描測定基帶(200)晶面的面外織構,同時檢測θ或/和2θ的衍射峰強度。本發(fā)明的在線檢查裝置和檢測方法可以滿足長帶樣品織構檢測的要求。
文檔編號G01N23/20GK103076349SQ201210592608
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權日2012年12月29日
發(fā)明者索紅莉, 王毅, 孟易辰, 馬麟 申請人:北京工業(yè)大學