基于同步辐射μXRD的微观应力与变形微结构原位表征

在材料力学行为与微观结构演化研究中，基于同步辐射μXRD的微观应力与变形微结构原位表征技术提供了前所未有的空间与时间分辨能力，μXRD的百纳米级空间分辨率不仅可以解析单个晶粒的取向变化和亚晶结构演化，还能够捕捉界面区、孪晶区及局部缺陷区的应力集中效应，从而更真实地反映材料在外载作用下的多尺度响应行为。此外，该分辨率水平对于定量化分析粗细晶耦合变形、梯度组织中的应力传递规律以及裂纹萌生前的局域损伤演化尤为重要。基于同步辐射μXRD的微观应力与变形微结构原位表征技术数据集主要内容，空间分辨率测定：沿层状材料叠层方向进行扫描，在经过不同层时会发生衍射花样的改变。通过小步长花样的积分强度划分层界面位置，结合扫描电子显微镜图像，验证同步辐射μXRD的空间分辨率参数。晶体取向分辨率测定：应用同步辐射μXRD技术对粗晶/细晶层状构型材料的晶体取向进行标定。将标尺范围缩小至到0-0.02°，子刻度0.004°观察到粗晶内取向颜色梯度，确定技术对取向分辨的能力。对应晶体取向标尺刻度，当谱图能够展示对应刻度的晶体取向分布信息而非呈现噪点信息时，验证同步辐射μXRD的晶体取向分辨率参数达到该刻度。晶格应变分辨率测定：应用同步辐射μXRD技术对粗晶/细晶层状钛的晶格应变进行标定。提取层界面的晶格应变演化信息，观察到数据点之间晶格应变差别。对比近层界面处（有应力梯度）与远离层界面处（无应力梯度）的晶格应变差距，相差值为晶格应变分辨率。样品厚度和尺寸测量：对实际用于检测的样品进行尺寸测量，将前述样品与钢制直尺放于同一平面，采用无畸变镜头进行垂直拍摄，读取直尺测量厚度，验证同步辐射μXRD的样品厚度参数。数据总量为594GB。