ایکس ری

اندازه گیری تنش باقیمانده در فلزات با XRD

اندازه گیری تنش باقیمانده در فلزات با X-Ray Diffraction

 

دستگاه پراش اشعه ایکس (X-ray diffraction) ابزاری ایده آل برای بررسی ساختار ماده است. پرتو های ایکس در برهمکنش با الکترون های اتم ها در مواد مورد بررسی، پراکنده می شوند و به این ترتیب، الگوی پراش منحصر به فرد آن بدست می آید. این الگوی پراش ایکس ری به عنوان اثر انگشت برای مشخصه یابی مواد مورد استفاده قرار می گیرد. تکنیک پراش پرتو ایکس برای آنالیز شیمیایی، اندازه گیری کرنش و استرس، مطالعه تعادل فاز، اندازه گیری سایز ذرات و همچنین ساختار کریستال کاربرد دارد. XRD به عنوان یک ابزار کنترل کیفیت، و همچنین در تحقیقات علمی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش اغلب آماده سازی نمونه خاصی لازم نیست.

تنش یا استرس باقی مانده (Residual Stress) در مواد

با تکنیک های آنالیتیکال و محاسباتی مدرن معمولاً امکان ارزیابی تنش های موجود در یک جزء وجود دارد. در واقع، در بسیاری از موارد که شکستگی غیر منتظره اتفاق می افتد، ناشی از وجود تنش های باقی مانده است که به طور جدی عمر اجزاء را کوتاه می کند. برای مثال، به علت تحرکات حرارتی یا ماشینی، استرس می تواند در طول عمر یک ماده تجمع یابد و باعث شکست غیر منتظره یک جزء فنی در یک ساختار مکانیکی شود. بنابراین کنترل تنش باقی مانده برای بهبود ایمنی و دوام مواد ضروری است. روش‌ های تعیین تنش زیادی وجود داردبرخی از این روش‌ ها مخرب و برخی غیر مخرب هستند. تکنیک پراش X-Ray به عنوان یک روش غیر تخریب برای اندازه گیری استرس باقی مانده در نظر گرفته می شود.

با پراش اشعه ایکس (XRD)، این تنش باقی مانده در سطح نزدیک، معمولاً در عمق چند میکرون، مورد بررسی قرار می گیرد. تنش باقی مانده باعث تغییرات کوچک در فاصله شبکه کریستالی یک ماده می شود که می تواند توسط XRD با حساسیت بسیار بالا آشکار شود. تکنیک پراش ایکس ری برای تجزیه و تحلیل تنش باقی مانده، یکی از قابل اطمینان ترین روش هایی است که برای دهه ها روی طیف گسترده ای از مواد پلی کریستالی و قطعات مکانیکی در بسیاری از زمینه های صنعتی نظیر هوافضا، خودرو، نیرو و دریانوردی مورد استفاده قرار می گیرد.

ارزیابی تنش باقیمانده در فنر ماشین با XRD

بررسی تنش باقیمانده در فنر ماشین با دستگاه XRD

اندازه گیری استرس باقی مانده با دستگاه پراش اشعه ایکس

همانطور که بیان شد، اندازه گیری استرس یا تنش باقی مانده توسط تکنیک پراش X-Ray را می توان برای اندازه گیری تنش باقی مانده اجزای مکانیکی مانند اجسام فنری و حلقه های پیستون بکار برد. بنابراین، برای ارزیابی قدرت و مدیریت عملیات حرارتی روی قطعات خودرو و امثال آن که نیاز به دوام بالا دارند، مورد استفاده قرار می گیرد. در این مطالعه، نمونه ای از اندازه گیری سریع تنش باقی مانده در راهنمای خطی (Linear Guide) و یک فنر ماشین (coil spring)، با استفاده از دستگاه پراش اشعه ایکس XRD-7000 محصول کمپانی شیمادزو به همراه آشکارساز OneSight با سرعت بالا و دامنه وسیع و سیستم اندازه گیری استرس، مورد بررسی قرار گرفت. آشکارساز OneSight wide-range high-speed یک آرایه نیمه هادی با بیش از 1000 کانال است و در مقایسه با آشکارساز سوسوزن مرسوم، اندازه‌ گیری سریع را که به دلیل حساسیت آن است، بیش از بیست برابر نوع سوسوزن، بدست می دهد. نتایج آزمایش نشان می دهد، دستگاه X-Ray Diffraction یک ابزار مطمئن، حساس و سریع برای اندازه گیری تنش باقی مانده در فلزات است.

دیگر کاربرد های دستگاه X-ray diffraction

 

 شرکت ری نور آزما ضمن تأمین انواع تجهیزات آنالیتیکال و عمومی آزمایشگاهی و همچنین قطعات یدکی و مصرفی، آمادگی خود را جهت ارائه بروزترین خدمات اعلام می دارد.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

4 × یک =