本發(fā)明屬于晶體加工，涉及一種高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、單晶材料性能存在各向異性，在特定的晶向下光學特性顯著，因此對單晶晶體取向的判定意義重大。x射線定向儀是一種依據(jù)x射線衍射原理，針對晶體材料幾何表面與其內(nèi)部某一晶面間角度進行精密測定的光學檢測儀器。傳統(tǒng)的晶體定向儀通常是通過真空吸附將晶體吸附于固定位置，測完一面后再手動旋轉(zhuǎn)90°或180°進行再次測量。這樣的固定方式對于經(jīng)過兩面超光滑加工的小尺寸圓柱型晶體來說，若吸附底面，則會損壞已加工好的表面；若吸附側(cè)面，則不能穩(wěn)定固定。因此，無法在傳統(tǒng)的固定方式下完成高精度小尺寸圓柱型晶體的晶向測試，所以需要研究高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測的裝置及方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(一)發(fā)明目的

2、本發(fā)明的目的是：提供一種高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置及方法，能夠?qū)Ω呔刃〕叽鐖A柱型晶體進行無損傷裝卡，使晶體測試面與旋轉(zhuǎn)刻度盤表面平行、晶體測試面中心線與旋轉(zhuǎn)刻度盤中心位置對齊，在x射線定向儀上進行精準定位，完成高精度小尺寸圓柱型晶體繞中心法線360°旋轉(zhuǎn)測試。

3、(二)技術(shù)方案

4、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，其包括：固定夾具1、v型承載夾具2、晶體3、底座4、上下調(diào)整墊片5、底座背撐6、背撐支架7、前后調(diào)整墊片8、刻度盤9、旋轉(zhuǎn)手柄10；上下調(diào)整墊片5布置在底座4上，底座背撐6布置在上下調(diào)整墊片5上，背撐支架7布置在底座背撐6上，刻度盤9布置在背撐支架7上，前后調(diào)整墊片8縱向布置在底座背撐6和背撐支架7之間，晶體3夾持在固定夾具1和v型承載夾具2之間后安裝在刻度盤9上，旋轉(zhuǎn)手柄10安裝在刻度盤9背部，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)手柄10以帶動刻度盤9轉(zhuǎn)動。

5、其中，檢測裝置還包括：定位螺栓11，連接刻度盤9、背撐支架7和旋轉(zhuǎn)手柄10。

6、其中，v型承載夾具2上開設(shè)有v形承托口，晶體3側(cè)面放到v型承載夾具2上，與v型承載夾具2接觸的晶體3側(cè)面記為下側(cè)面，固定夾具1上開設(shè)有凹弧壓口，固定夾具1蓋壓于晶體3側(cè)面，與固定夾具1接觸的晶體3側(cè)面記為上側(cè)面。

7、其中，所述固定夾具1與v型承載夾具2均為聚四氟乙烯材料。

8、其中，底座4上設(shè)置固定銷，與上下調(diào)整墊片5上的定位孔對正。

9、其中，底座背撐6底座的定位孔與底座4的固定銷對正，將底座背撐6底座的沉孔與上下調(diào)整墊片5的通孔、底座4的螺紋孔對正，通過2枚螺釘固定、鎖緊。

10、其中，底座背撐6背撐的定位孔與前后調(diào)整墊片8的固定銷對正，固定、鎖緊。

11、其中，背撐支架7的螺紋孔、前后調(diào)整墊片8的通孔與底座背撐6背撐的螺紋孔對正，通過2枚螺釘固定、鎖緊。

12、其中，刻度盤9中心孔、背撐支架7背撐的通孔對正，定位螺栓11穿過刻度盤9中心孔、穿過背撐支架7背撐的通孔。

13、本發(fā)明還提供一種高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測方法，其包括以下步驟：

14、s1：開啟x射線定向儀，通電預(yù)熱10min；

15、s2：將晶體3側(cè)面放到v型承載夾具2上，與v型承載夾具2接觸的晶體3側(cè)面記為下側(cè)面，將固定夾具1放置于晶體3側(cè)面，與固定夾具1接觸的晶體3側(cè)面記為上側(cè)面；

16、其中，晶體3尺寸為φx×y?mm，其中4≤x≤10，4≤y≤20；

17、所述固定夾具1位于v型承載夾具2上方，通過2枚螺釘將晶體3固定、鎖緊；

18、s3：將底座4弧形孔與x射線定向儀螺紋孔對正，通過2枚螺釘固定、鎖緊；

19、s4：將上下調(diào)整墊片5的定位孔與底座4的固定銷對正，固定、鎖緊；

20、s5：將底座背撐6底座的定位孔與底座4的固定銷對正，將底座背撐6底座的沉孔與上下調(diào)整墊片5的通孔、底座4的螺紋孔對正，通過2枚螺釘固定、鎖緊；

21、s6：將底座背撐6背撐的定位孔與前后調(diào)整墊片8的固定銷對正，固定、鎖緊；

22、s7：將背撐支架7置于底座背撐6的上方，將背撐支架7的螺紋孔、前后調(diào)整墊片8的通孔與底座背撐6背撐的螺紋孔對正，通過2枚螺釘固定、鎖緊；

23、s8：將刻度盤9中心孔、背撐支架7背撐的通孔對正，將定位螺栓11穿過刻度盤9中心孔、穿過背撐支架7背撐的通孔，通過旋轉(zhuǎn)手柄10螺紋緊固、鎖緊；

24、s9：將固定夾具1與v型承載夾具2緊固后的晶體3裝入刻度盤9內(nèi)，調(diào)整上下調(diào)整墊片5、前后調(diào)整墊片8的位置，將晶體3擺放于測試區(qū)域；

25、s10：開啟x射線定向儀高壓；

26、s11：開通x光，前、后緩慢轉(zhuǎn)動角度調(diào)節(jié)手輪，找到電流變化最大值，記為θ1；

27、s12：遮斷x光，旋轉(zhuǎn)手柄10帶動刻度盤9旋轉(zhuǎn)90°，即將晶體3旋轉(zhuǎn)90°。

28、s13：開通x光，前、后緩慢轉(zhuǎn)動角度調(diào)節(jié)手輪，找到電流變化最大值，記為θ2；

29、s14：遮斷x光，旋轉(zhuǎn)手柄10帶動刻度盤9旋轉(zhuǎn)90°，此時晶體3位置與初始測量時已旋轉(zhuǎn)180°。

30、s15：開通x光，前、后緩慢轉(zhuǎn)動角度調(diào)節(jié)手輪，找到電流變化最大值，記為θ3；

31、s16：遮斷x光，旋轉(zhuǎn)手柄10帶動刻度盤9旋轉(zhuǎn)90°，此時晶體3位置與初始測量時已旋轉(zhuǎn)270°。

32、s17：開通x光，前、后緩慢轉(zhuǎn)動角度調(diào)節(jié)手輪，找到電流變化最大值，記為θ4；

33、s18：遮斷x光，旋轉(zhuǎn)手柄10帶動刻度盤9旋轉(zhuǎn)90°，此時晶體3位置與初始測量時已旋轉(zhuǎn)360°即回到測試起點位置。

34、s19：比較θ1、θ2、θ3、θ4，找出θmax1、θmax2；

35、s20：根據(jù)θmax1―θmax2/2計算出晶體3的晶向偏差值。

36、(三)有益效果

37、上述技術(shù)方案所提供的高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置及方法，具有以下有益效果：

38、(1)通過v型夾具承載小尺寸圓柱型晶體側(cè)面，上覆固定夾具通過螺釘緊固，未接觸小尺寸圓柱型晶體高精度底面，實現(xiàn)高精度小尺寸圓柱型晶體的無損傷裝卡。且以高精度小尺寸圓柱型晶體底面倒角為基準，確保了每次裝卡位置的一致性；

39、(2)通過定位螺栓連接刻度盤與旋鈕手柄，實現(xiàn)小尺寸高精度圓柱型晶體測試位置裝卡一致性；

40、(3)刻度盤外沿刻有精確角度刻度線，通過旋轉(zhuǎn)旋鈕手柄，實現(xiàn)高精度小尺寸圓柱型晶體的360°旋轉(zhuǎn)測試；

41、(4)可以滿足高精度小尺寸圓柱型晶體無損傷裝卡，實現(xiàn)小尺寸圓柱型晶體在x射線定向儀上的精準定位，完成高精度小尺寸圓柱型晶體的360°旋轉(zhuǎn)測試，解決了高精度小尺寸圓柱型晶體在現(xiàn)有設(shè)備上無法完成晶向測試的問題；

42、(5)搭建適用于已有x射線定向儀的連接裝置，既可滿足測試需求，又能降低采購設(shè)備成本。

技術(shù)特征：

1.一種高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，其特征在于，包括：固定夾具(1)、v型承載夾具(2)、晶體(3)、底座(4)、上下調(diào)整墊片(5)、底座背撐(6)、背撐支架(7)、前后調(diào)整墊片(8)、刻度盤(9)、旋轉(zhuǎn)手柄(10)；上下調(diào)整墊片(5)布置在底座(4)上，底座背撐(6)布置在上下調(diào)整墊片(5)上，背撐支架(7)布置在底座背撐(6)上，刻度盤(9)布置在背撐支架(7)上，前后調(diào)整墊片(8)縱向布置在底座背撐(6)和背撐支架(7)之間，晶體(3)夾持在固定夾具(1)和v型承載夾具(2)之間后安裝在刻度盤(9)上，旋轉(zhuǎn)手柄(10)安裝在刻度盤(9)背部，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)手柄(10)以帶動刻度盤(9)轉(zhuǎn)動。

2.如權(quán)利要求1所述的高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，其特征在于，還包括：定位螺栓(11)，連接刻度盤(9)、背撐支架(7)和旋轉(zhuǎn)手柄(10)。

3.如權(quán)利要求2所述的高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，其特征在于，v型承載夾具(2)上開設(shè)有v形承托口，晶體(3)側(cè)面放到v型承載夾具(2)上，與v型承載夾具(2)接觸的晶體(3)側(cè)面記為下側(cè)面，固定夾具(1)上開設(shè)有凹弧壓口，固定夾具(1)蓋壓于晶體(3)側(cè)面，與固定夾具(1)接觸的晶體(3)側(cè)面記為上側(cè)面。

4.如權(quán)利要求3所述的高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，其特征在于，所述固定夾具(1)與v型承載夾具(2)均為聚四氟乙烯材料。

5.如權(quán)利要求4所述的高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，其特征在于，底座(4)上設(shè)置固定銷，與上下調(diào)整墊片(5)上的定位孔對正。

6.如權(quán)利要求5所述的高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，其特征在于，底座背撐(6)底座的定位孔與底座(4)的固定銷對正，將底座背撐(6)底座的沉孔與上下調(diào)整墊片(5)的通孔、底座(4)的螺紋孔對正，通過2枚螺釘固定、鎖緊。

7.如權(quán)利要求6所述的高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，其特征在于，底座背撐(6)背撐的定位孔與前后調(diào)整墊片(8)的固定銷對正，固定、鎖緊。

8.如權(quán)利要求7所述的高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，其特征在于，背撐支架(7)的螺紋孔、前后調(diào)整墊片(8)的通孔與底座背撐(6)背撐的螺紋孔對正，通過2枚螺釘固定、鎖緊。

9.如權(quán)利要求8所述的高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，其特征在于，刻度盤(9)中心孔、背撐支架(7)背撐的通孔對正，定位螺栓(11)穿過刻度盤(9)中心孔、穿過背撐支架(7)背撐的通孔。

10.一種高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高精度小尺寸圓柱型晶體晶向旋轉(zhuǎn)檢測裝置，結(jié)構(gòu)為：上下調(diào)整墊片布置在底座上，底座背撐布置在上下調(diào)整墊片上，背撐支架布置在底座背撐上，刻度盤布置在背撐支架上，前后調(diào)整墊片縱向布置在底座背撐和背撐支架之間，晶體夾持在固定夾具和V型承載夾具之間后安裝在刻度盤上，旋轉(zhuǎn)手柄安裝在刻度盤背部，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)手柄以帶動刻度盤轉(zhuǎn)動。本發(fā)明完成高精度小尺寸圓柱型晶體的360°旋轉(zhuǎn)測試，解決了高精度小尺寸圓柱型晶體在現(xiàn)有設(shè)備上無法完成晶向測試的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：童毅,林娜娜,張洪順,于鑫,孫立鵬
受保護的技術(shù)使用者：天津津航技術(shù)物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19