Page 54 - 理化检验-化学分册2017第八期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１７０８００７

机械装备的失效分析( 续前)

第６讲 X 射线分析技术

王 荣
( 上海材料研究所 上海市工程材料应用与评价重点实验室,上海 ２００４３７ )

摘 要: 首先简要介绍了 X 射线及其与物质的相互作用以及晶体学基础理论; 然后重点介绍了
X 射线分析技术在机械装备失效分析中的应用, 包括 X 射线探伤、 X 射线衍射分析以及 X 射线光
电子能谱分析.分析表明: X 射线分析技术在机械装备失效分析中具有广泛的应用; X 射线探伤利
用 X 射线较强的穿透能力, 可以用于检测材料中的各种缺陷, 在复杂失效件的切割取样过程中具
有较强的指导作用; X 射线衍射技术可从原子或离子级别来对晶体进行分析和研究, 还可对许多可
能引起构件失效的残余应力进行准确测定; X 射线会使被照射物质发生电离, 产生各种元素特有的
信息, 以 X 射线作为光源的各种谱仪可以对组成被分析物质的化学元素种类以及元素价态进行分
析, 这对失效原因的准确判断具有重要作用.
关键词: 机械装备; 失效分析; X 射线探伤; X 射线衍射分析; X 射线光电子能谱分析
中图分类号: TG１１５．２２ ; TB３０ 文献标志码: A 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１７ ) ０８Ｇ０５６２Ｇ０１１
(
FailureAnal y sisonMechanicalE q ui p ments Continued )
Lecture６ XＧra yDiffractionAnal y sisTechni q ue

WANGRon g
( Shan g haiKe yLaborator yofEn g ineerin g MaterialsA pp licationandEvaluation , Shan g haiResearchInstitute
ofMaterials , Shan g hai２００４３７ , China )

Abstract : Firstl y , theXＧra y , itsinteractionwithsub stancesandthebasictheor yofcr y stallo g ra p h y were
briefl y introduced．Then , thea pp licationofXＧra yanal y sistechnolo gy inmechanicale q ui p mentfailureanal y siswas
introducedindetail , includin gXＧra y flawdetection , XＧra ydiffractionanal y sisandXＧra yp hotoelectrons p ectrosco py
anal y sis．Theanal y sisshowsthatXＧra yanal y sistechnolo gywaswidel yusedinthefailureanal y sisofmechanical
e q ui p ments．Foritsstron gp enetrabilit y , theXＧra y flawdete ctioncanbeusedtodetectvariouskindsofdefectsin
materials , whichcanp rovideuseful g uidanceforsam p lin g andcuttin g ofcom p lexfailure p arts．XＧra y diffractioncan
beusedtoanal y zeandstud y cr y stalsfromtheatomicorioniclevels , andalsotoaccuratel ydeterminetheresidual
stressesthat ma y causefailure ofcom p onents．XＧra y can maketheirradiated materialionize and p roduce
characteristicinformationforeachelement．Variouss p ectrometerswith XＧra yastheli g htsourcecanbeusedto
anal y zethechemicalelementcom p ositionsandelementvalencestatesofmaterials , whichp la y sanim p ortantrolein
theaccurate j ud g mentofthefailurecauses．
Ke y words : mechanicale q ui p ment ; failureanal y sis ; XＧra yflawdetection ; XＧra ydiffractionanal y sis ; XＧra y
p hotoelectrons p ectrosco pyanal y sis

X 射线是原子中的电子在能量相差悬殊的两个
能级之间, 从高能级向低能级跃迁时产生的一种电
收稿日期: ２０１７Ｇ０２Ｇ１４
基金项目: 上海市金属材料检测分析与安全评估专业技术服务
磁波, 其波长较短, 穿透能力较强, 在材料分析领域
平台资助项目( １６DZ２２９０８００ )
具有广泛的应用. X 射线分析技术是采用 专 用 X
作者简介: 王 荣( １９６７－ ), 男, 教授级高工, 主要从事机械装备
射线发生装置获取 X 射线, 再用其 照 射 被 分 析 对
的失效分析与安全评估工作与研究, wan g ron g １９６７＠１２６．com
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