短波長X射線應力測試的重復性及統計誤差評估

董 平，張鵬程，竇作勇，王茂銀，陳 力，李 云

（1.表面物理與化學重點實驗室，綿陽 621907；2.中國工程物理研究院，綿陽 621900）

0 引 言

眾所周知，常規X射線應力分析儀均以鐵靶、鉻靶等的K系激發作為X射線源，其X射線的波長在0.15nm以上，對金屬的穿透深度在20μm以內，若需對金屬內部的應力進行測試，只能結合電解拋光、機械剝層等破壞性的試驗方法［1－3］。短波長X射線應力分析儀以重金屬鎢靶的K系激發（鎢Kα）作為X射線源，鎢Kα射線的波長只有0.0209nm。經理論計算可知，鎢Kα射線對大多數金屬的穿透深度都在毫米量級，如對鐵、鈦、鋁等金屬的穿透深度分別為4.7，12.2，58.8mm。因此，短波長X射線應力分析儀可以直接測試材料內部的應力，無需對材料進行電解拋光、剝層等處理。

與常規X射線應力分析相同，短波長X射線應力分析也是基于X射線衍射原理。由于高角度衍射峰對應力的變化較為敏感，因此，在常規X射線應力分析中，都選擇高角度的衍射峰進行應力測試，如，要求測試晶面的衍射角必須大于120°［2］。短波長X射線應力分析儀采用的X射線的波長短，這使得衍射峰都被壓縮到小于20°的衍射角范圍內。為滿足短波長X射線應力測試的精度要求，一方面要求儀器必須采用較高精度的探測器，如正在研制的儀器中，探測器的角度探測精度優于萬分之一度；另一方面要求提高儀器的控制和運動機構對衍射峰測試的重復性，以降低短波長X射線應力測試過程不確定性的統計誤差。

為了評估短波長X射線應力分析……