BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI LÊ QUỐC CƯỜNG ĐO LƯỜNG ỨNG SUẤT BỀ MẶT TRỤ CỦA THÉP CÁN DÙNG NHIỄU XẠ TIA X NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI LÊ CƯỜNG QUỐC ĐO LƯỜNG ỨNG SUẤT BỀ MẶT TRỤ CỦA THÉP CÁN DÙNG NHIỄU XẠ TIA X NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI LÊ CƯỜNG QUỐC ĐO LƯỜNG ỨNG SUẤT BỀ MẶT TRỤ CỦA THÉP CÁN DÙNG NHIỄU XẠ TIA X NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 Hướng dẫn khoa học: TS LÊ CHÍ CƯƠNG TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2010 LÝ LỊCH CÁ NHÂN -I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Bùi Lê Cƣờng Quốc Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15-11-1981 Nơi sinh: Bình Thuận Quê quán: Bình Thuận Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: Hàm Mỹ, Hàm Thuận Nam, Bình Thuận Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 0908.472.984 Fax: E-mail:Quoc_cuong1986@ymail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ 10/2000 đến7/2005 Nơi học (trƣờng, thành phố): ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Ngành học: CƠ KHÍ MÁY Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÁY DẬP BÁNH Nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: KHOA CƠ KHÍ MÁY Ngƣời hƣớng dẫn: Thạc Sĩ TRẦN QUỐC HÙNG III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 2006 2008 Nơi công tác TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NGUYỄN VĂN LINH TRƢỜNG TRUNG CẤP NGHỀ BÌNH THUẬN Công việc đảm nhiệm GIÁO VIÊN GIÁO VIÊN LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2010 Ký tên ghi rõ họ tên LỜI CẢM ƠN  Sau hai năm theo học chƣơng trình đào tạo sau đại học trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, em đúc kết đƣợc kiến thức bổ ích cho chuyên môn Với đề tài nghiên cứu dƣới hình thức luận văn thạc sĩ, em vận dụng kiến thức mà đƣợc trang bị để tiến hành giải toán thực tiễn Vì đề tài luận văn nghiên cứu giải vấn đề mẻ dựa sở tính toán lý thuyết chuyên sâu lĩnh vực vật liệu dùng kỹ thuật nhiễu xạ X–quang, nên lúc đầu tiếp cận em gặp nhiều bỡ ngỡ khó khăn Nhƣng với tận tình thầy hƣớng dẫn TS Lê Chí Cƣơng, với hỗ trợ từ phía gia đình, bạn bè đồng nghiệp, luận văn em đạt đƣợc kết nhƣ mong muốn Đến đây, cho phép em gửi lời tri ân sâu sắc đến: - Ban Giám Hiệu trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thầy TS Lê Chí Cƣơng – Khoa Cơ khí máy - trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Tiến sĩ NGUYỄN ĐỨC THÀNH - Giám Đốc – trung tâm hạt nhân thành phố Hồ Chí Minh - Quý thầy cô khoa Cơ khí máy - trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Phòng Đào tạo - Sau Đại học phòng khoa trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Gia đình, bạn bè, đồng nghiệp anh, chị lớp cao học Công Nghệ Chế Tạo Máy, khóa 2008- 2010 Một lần em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, hỗ trợ, động viên quý báu tất ngƣời Xin trân trọng cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2010 Học viên thực luận văn TÓM TẮT  Ứng suất nhân tố quan trọng ảnh hƣởng đến độ bền, tuổi thọ chi tiết máy Có nhiều phƣơng pháp xác định ứng suất nhƣng phƣơng pháp nhiễu xạ X–quang có nhiều ƣu điểm so với phƣơng pháp khác nhƣ: không phá hủy mẫu đo, cho kết xác, dễ dàng tự động hóa…tuy nhiên, hấp thu tia X làm cho kết đo ứng suất chƣa thật xác Hàm hấp thu vật liệu đẳng hƣớng đƣợc nghiên cứu Cullity, Lê Chí Cƣơng , Ch.Genzel Nhƣng vật liệu thép C45 bề mặt trụ Vì vậy, tác giả chọn đề tài: “Đo lƣờng ứng suất bề mặt trụ thép cán dùng nhiễu xạ tia X” Trong nghiên cứu tác giả sử dụng phƣơng pháp đo kiểu Ω khảo sát phần mềm matlab, kết cho thấy:  Trƣờng hợp cố định góc η bán kính R lớn ứng suất tăng  Trƣờng hợp so sánh ứng suất, bán kính R nhỏ độ sai lệch ứng suất cao, bán kính R tăng độ sai lệch giảm ABSTRACT  There are various methods for determination of the residual stress, such as the hole – drilling method, ultrasonic method and X – ray diffraction method However, the X – ray diffraction method is more advantageous than the others because it can nondestructively and accurately determine residual stress and it is easy to be automated Nevertheless, the results of measuring residual stresses using x-ray diffraction is not accurate because of its absorption Absorption function for isotropic materials was studied by: Cullity, Koistinen, Ch.Genzel But the function of the absorbed x-ray for anisotropic materials hasn’t been studied Therefore, the subject of this thesis will be: “Measurement of stresses on the surface of the cylindrical steel using X-ray diffraction” In this reseach, reseacher ues Side – inclination method and investigate by Matlab software, give the results:  The larger fixed angle η is, the more the radius R increases stress  In the case comparing stress, the smaller the radius R is,the higher error of stress, but the radius R increases so this is reduced MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Lời cám ơn iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách ký hiệu vi Danh sách bảng vii Danh sách hình viii Chƣơng I DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Nội dung nghiên cứu 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.5 Điểm luận văn 1.6 Giá trị thực tiễn luận văn Chƣơng II NGUỒN GỐC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN TIA X 2.1 Giới thiệu tia X 2.1.1 Lịch sử tia X 2.1.2 Lịch sử phát triển tia X 2.1.3 Ứng dụng tia X 2.1.4 Tạo tia X [2] 2.1.5 Đặc điểm đƣờng xạ [3] 2.1.6 Nhiễu xạ tia X 10 a Hiện tƣợng nhiễu xạ Tia X [4] 10 b Định luật Bragg 11 2.1.7 Giới hạn bƣớc sóng tƣợng quang phổ 13 2.2 Nguyên lý cấu tạo thiết bị [1] 15 2.2.1 Phƣơng pháp chụp ảnh 15 a Cấu tạo 15 b Nguyên lý phƣơng pháp 15 2.2.2 Phƣơng pháp nhiễu xạ kế (diffractometer) 16 a Cấu tạo 16 b Nguyên lý phƣơng pháp 16 2.2.3 Chiều sâu thấm tia X 19 2.2.4 Tính ứng suất 19 2.2.5 Xác định biến dạng 19 2.2.6 Xác định mối quan hệ ứng suất - biến dạng 22 2.2.7 Ƣu điểm phƣơng pháp đo nhiễu xạ kế so với phƣơng pháp chụp ảnh 25 Chƣơng III HỆ SỐ HẤP THU TRÊN CÁC BỀ MẶT 26 3.1 Các phƣơng pháp đo máy nhiễu xạ đơn tinh thể 26 3.1.1 Phƣơng pháp đo kiểu  27 a Phƣơng pháp đo kiểu  cố định  28 b Phƣơng pháp đo kiểu  cố định o 29 3.1.2 Phƣơng pháp đo kiểu  30 a Phƣơng pháp đo kiểu  cố định  30 b Phƣơng pháp đo kiểu  cố định O 31 3.2 Hệ số hấp thụ ảnh hƣởng tới cƣờng độ nhiễu xạ mặt phẳng 31 3.3 Hệ số hấp thụ không giới hạn vùng nhiễu xạ giới hạn vùng nhiễu xạ [7] 33 3.4 Hàm số hấp thụ bề mặt trụ phƣơng pháp đo kiểu  cố định o [11] 35 3.5 Hàm số hấp thu bề mặt trụ phƣơng pháp đo kiểu  cố định  o[4]: (Lê Minh Tấn 2005) 37 3.6 Khảo sát hàm hấp thu bề mặt ellipsoid phƣơng pháp đo kiểu , cố định góc  0[5]: (Nguyễn Thị Hồng 2009) 40 Chƣơng IV THIẾT BỊ NHIỄU XẠ TIA X, CHUẨN BỊ MẪU, ĐO ĐẠC MẪU VÀ TÍNH ỨNG SUẤT 42 4.1 Thiết bị nhiễu xạ tia X X’Pert Pro 42 4.2 Chuẩn bị mẫu, đo đạc mẫu 44 4.3 Đo mẫu hệ máy nhiễu xạ X’Pert Pro 45 4.4 Tính toán ứng suất 46 4.4.1 Tính toán ứng suất hàm hấp thu A phẳng 46 4.4.2 Tính toán ứng suất cho mẫu lại 50 4.5 Ứng suất dùng hàm hấp thụ bề măt trụ 54 4.5.1 Tính toán ứng suất hàm hấp thu A trụ A phẳng 54 4.6 Nguyên nhân sai số 57 Chƣơng V KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 59 5.1 Tóm tắt kết đề tài 59 5.2 Đánh giá kết đề tài 61 5.3 Hƣớng phát triển đề tài 61 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU  : bƣớc sóng SWL : giới ̣n bƣớc sóng ngắ n 2 : góc nhiễu xạ d : khoảng cách mặt phẳng phân tử ( hkl ) n : phản xạ bậc cao h : hằ ng số Plank V : hiê ̣u điê ̣n thế của điã (P) : mă ̣t phẳ ng chƣ́a ố ng phá t và ố ng thu tia X ( mă ̣t phẳ ng nghiêng ) (Q) : mă ̣t phẳ ng vuông góc với tru ̣c hin ̀ h tru ̣ chƣ́a hƣớng đo ƣ́ng suấ t Ψ : góc tạo phƣơng pháp tuyến mẫu đo với phƣơng pháp tuyến họ mặt phẳ ng nguyên tƣ̉ nhiễu xa ̣ Ψo : góc tạo bởi phƣơng pháp tuyế n của mẫu đo và tia tới X  : góc phân giác tia tới tia nhiễu xạ X o : góc tạo phƣơng pháp tuyến họ mặt phẳng nhiễu xạ tia tới X  : góc tạo tia tới X phƣơng ngang  : góc tạo tia nhiễu xạ phƣơng ngang  : góc tạo phƣơng pháp tuyến mẫu đo với mặt phẳng nghiêng  : góc tạo trục đƣ́ng mẫu đo hin ̀ h tru ̣ với (P) a : ̣ số tính chấ t của vâ ̣t liê ̣u (phụ thuộc loại vật liệu) b : thể tić h phầ n lƣơ ̣ng tia tới mô ̣t đơn vi ̣thể tić h (phụ thuộc vào đặc tính tia X nhƣ Cr-K, Cr-K, Cu-K, Co-K )  : hằ ng số hấ p thụ (phụ thuộc vào đặc tính tia X loại vật liệu mẫu đo ) AB : chiề u dài tia tới thẩ m thấ u đế n phân tố bi ̣nhiễu xa ̣ BC : chiề u dài nhiễu xa ̣ tƣ̀ phân tố bi ̣nhiễu xa ̣ đế n ngoài mẫu đo  : chiề u sâu thẩ m thẩ m thấ u ta ̣i  = 0o Ra : bán kính thứ mẫu đo hình elip Rb : bán kính thứ hai mẫu đo hình elip r : bán kính phân tố bị nhiễu xạ dr : chiề u dày phân tố bi ̣nhiễu xa ̣  : góc giới hạn vùng nhiễu xạ d : bề rô ̣ng phân tố bi ̣nhiễu xa ̣ L : chiề u dài phân tố bi ̣nhiễu xa ̣ Lc : chiề u dài thẩ m thấ u của tia tới và nhiễu xa ̣ ngoài mẫu đo dV = r.drdzd : thể tić h phân tố bi ̣nhiễu xa ̣ B x H : tiế t diê ̣n của tia X AP: hàm hấp thu bề mặt phẳng AT: hàm hấp thu bề mặt trụ σT: ứng suất bề mặt trụ σP: ứng suất bề mặt phẳng χ: tỷ số tƣơng quan ra: sai số tƣơng quan DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG Trang Bảng 3.1 Hằng số hấp thu  phụ thuộc vào kim loại đặc tính tia X.[5] 33 Bảng 3.2 Hệ số hấp thu hai phƣơng pháp đo 34 Bảng 4.1 Thành phần hoá học thép Các bon chất lƣợng C45 45 Bảng 5.1.a Các góc  đƣờng kính trụ thép C45 trình đo 60 Bảng 5.1.b Ứng suất hàm hấp thu A phẳng 60 Bảng 5.1.c Ứng suất hàm hấp thu A trụ 60 DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Trang Hình 2.1 Sơ đồ giới thiệu thành phần ống phát tia x đại Hình 2.2 Sơ đồ phổ tia X Molipđen với tăng tốc khác Hình 2.3 Minh hoạ trình ion hóa lớp phát xạ tia X đặc trƣng Hình 2.4 Sự di chuyển điện tử nguyên tử tạo thành tia X đặc trƣng K, K L Hình 2.5 Mô tả định luật 11 Hình 2.6 Nguyên lý nhiễu xạ 12 Hình 2.7 Bƣớc sóng 14 Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo nhiễu xạ kế 16 Hình 2.9 Cƣờng độ nhiễu xạ đƣợc đo ống đếm 18 Hình 2.10 Các mặt phẳng mẫu 20 Hình 2.11 Dạng tuyến tính d ,  sin  21 Hình 2.12 Dạng tách đôi góc  21 Hình 2.13 Dạng dao động d ,  sin  22 Hình 2.14 Trục tinh thể (Ci) hƣớng đố với hệ trục tọa độ mẫu ví dụ (Si) hệ trục đo (Li ) 22 Hình 3.1 Máy đo nhiễu xạ đơn tinh thể X’Pert Pro 26 Hình 3.2 Phƣơng pháp đo kiểu  27 Hình 3.3 Phƣơng pháp đo kiểu  cố định  28 Hình 3.4 Phƣơng pháp đo kiểu  cố định o 29 Hình 3.5 Phƣơng pháp đo kiểu  30 Hình 3.6 Phƣơng pháp đo kiểu  cố định  30 Hình 3.7 Phƣơng pháp đo kiểu  cố định o 31 Hình 3.8 Cƣờng độ nhiễu xạ mặt phẳng 32 Hình 3.9 Thể hƣớng đo ứng suất theo phƣơng ψ 33 Hình 3.10 Phƣơng pháp đo kiểu  cố định góc o khống chế tiết diện tia X 35 Hình 3.11 Dùng phƣơng pháp đo kiểu  cố định góc o 36 Hình 3.12 Góc nhiễu xạ 2θ =1520÷1600 37 Hình 3.13 Phƣơng pháp đo kiểu  cố định góc  bề mặt trụ 38 Hình 3.14 Phƣơng pháp đo kiểu  cố định góc 0 bề mặt trụ 39 Hình 3.15 Góc phƣơng pháp đo kiểu , cố định góc  40 Hình 3.16 Góc phƣơng pháp đo kiểu , cố định góc 0 41 Hình 4.1 Ống phát tia X 42 Hình 4.2: Hệ giác kế máy nhiễu xạ tia X X’Pert Pro 43 Hình 4.3 Hệ thống thu nhận 44 Hình 4.4 mẫu 44 Hình 4.5 Đồ gá để xoay góc ψ 45 Hình 4.6 Đƣờng nhiễu xạ ứng với góc 2θ 47 Hình 4.7 Nội suy bậc hai 47 Hình 4.8 Đồ thị thể mối quan hệ d-Sin2ψ mẫu 49 Hình 4.9 Đồ thị thể mối quan hệ d-Sin2ψ mẫu 50 Hình 4.10 Đồ thị thể mối quan hệ d-Sin2ψ mẫu Ø16mm 51 Hình 4.11 Đồ thị thể mối quan hệ d-Sin2ψ mẫu Ø18mm 52 Hình 4.12 Đồ thị thể mối quan hệ d-Sin2ψ mẫu Ø20mm 53 Hình 4.13 Đồ thị thể d Sin2ψ mẫu 54 Hình 4.14 Đồ thị quan hệ ứng suất R A trụ phẳng 55 Hình 4.15 Đồ thị so sánh ứng suất A trụ A phẳng .56 LUẬN VĂN THẠC SĨ Chương I  DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề: Ứng suất dƣ nhân tố quan trọng ảnh hƣởng đến độ bền, tuổi thọ chi tiết máy Ứng suất dƣ đƣợc tạo trình gia công cơ, gia công áp lực, xử lý nhiệt…là nguyên nhân gây hƣ hỏng, biến dạng vật liệu Chính việc xác định ứng suất dƣ có vai trò quan trọng trình xử lý cải thiện điều kiện làm việc chi tiết máy Hiện nay, giới có nhiều phƣơng pháp xác định ứng suất dƣ bề mặt chi tiết nhƣ phƣơng pháp: đục lỗ, cắt tiết diện, siêu âm, nhiệt đàn hồi, nhiễu xạ Neutron, nhiễu xạ X–quang… Trong đó, phƣơng pháp nhiễu xạ X–quang có nhiều ƣu điểm: xác định xác ứng suất, dễ dàng tự động hóa… mà không phá hủy chi tiết mẫu Các nghiên cứu hàm hấp thu tia X Cullity, Koistinen, Ch.Genzel… áp dụng cho phƣơng pháp đo đơn giản vật liệu đẳng hƣớng Luận văn Thạc sĩ KS Lê Minh Tấn – trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp HCM – năm 2008, phân tích hình dạng bề mặt trụ ảnh hƣởng đến hàm hấp thu tổng quát tia X vật liệu đẳng hƣớng Luận văn thạc sĩ KS Nguyễn Thị Hồng Trƣờng ĐH SPKT Tp HCM năm 2009 – xác định hàm hấp thu tổng quát cho bề mặt ellipsoid đo ứng suất dùng nhiễu xạ X quang Tuy nhiên, tính toán dựa sở lý thuyết chƣa đƣa đƣợc kiểm định cách cụ thể hay giá trị đo định máy công cụ nào, dƣới giúp đỡ thầy TS Lê Chí Cƣơng, tác giả chọn lĩnh vực để làm sở nghiên cứu thực đề tài: “Đo lường ứng suất bề mặt trụ thép cán dùng nhiễu xạ tia X.” Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu sở đo lƣờng ứng suất dùng tia X Phân tích tính toán ứng suất bề mặt trụ thép cán Kiểm chứng thực tế ứng suất bề mặt trụ thép cán Nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài: Nghiên cứu cấu trúc đo lƣờng ứng suất bề mặt trụ Trong thực tế thép cán loại vật liệu thông dụng đƣợc sử dụng rộng rãi nhiều ngành nghề khác nhau: khí, xây dựng, cầu đƣờng… xem nhƣ vật liệu điển hình vật liệu đẳng hƣớng dạng thớ Qua nghiên cứu xem xét trao đổi với giảng viên hƣớng dẫn, đƣợc đồng tình thầy TS LÊ CHÍ CƢƠNG, giới hạn đề tài em tập trung nghiên cứu vào loại vật liệu thép cán đo bề mặt trụ vật thể 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Dựa sở lý thuyết vật lý tia X, lý thuyết biến dạng ứng suất học Tham khảo tài liệu giới có liên quan đến việc tính toán hàm hấp thu tia X Tính toán ứng suất tia X vật liệu thép cán Đo ứng suất thép cán máy đo dùng tia X 1.5 Điểm luận văn: Đề tài không dừng lại việc tính toán cách túy lý thuyết, đề tài đƣa kết đo máy công cụ cách xác, kiểm chứng với lý thuyết tính toán Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ 1.6 Giá trị thực tiễn luận văn: Kết đề tài áp dụng tính ứng suất bề mặt trụ vật liệu đẳng hƣớng Có thể dùng để tham khảo cho sinh viên nghành khí, xây dựng… học viên làm tài liệu để làm tham khảo làm đề tài liên quan Là sở để nghiên cứu bề mặt phức tạp khí Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ Chương II  NGUỒN GỐC VÀ SỰ PHÁT TRIỂN TIA X 2.1 Giới thiệu tia X: 2.1.1 Lịch sử tia X: Tia X hay gọi tia Rơntgen nhà khoa học Đức Wilhelm Conrad Roentgen phát vào năm 1895, phòng thí nghiệm Viện Vật lý thuộc trƣờng Đại học Tổng hợp Wurtzbourg (cách Berlin 300 km phía tây nam) Rơntgen cho dòng điện qua ống tia âm cực (là ống thuỷ tinh chân hai điện cực hai đầu) đặt chắn ống tia âm cực với thuỷ tinh (trong có tráng lớp hỗn hợp phát quang) xuất ánh sáng xanh nhè nhẹ khác lạ so với tia lửa điện Lần lƣợt ông đƣa giấy, bìa cứng cho ánh sáng qua ông nhận thấy ống xƣơng tay nhẫn đeo tay có màu đậm in giấy cứng sau rửa ảnh Tiếp tục ông thay giấy cứng sách dày tƣơng tự, ông để trực tiếp cho ánh sáng xanh chiếu qua tay ông ông thấy rõ mồn khớp ngón tay gân máu ông dịch chuyển tay ông chuyển động Từ tia X đƣợc ứng dụng vào y học đầu tiên, giúp ngƣời thấy đƣợc quan nội tạng bên thể Tháng năm 1886, Pari, nhà vật lý Oudin bác sĩ Bathelemy thực nghiệm X quang nhà, dựa vào nguyên lý Roentgen, họ chế tạo máy X quang giới, bác sĩ Antoine Beclere chiếu X quang cho ngƣời đầu bếp mình, ông nhận thấy phổi bà có nhiều chỗ bị mờ, hỏi biết, trƣớc bà bị ho máu Đó trƣờng hợp chuẩn đoán X quang lịch sử y học giới Sau giáo sƣ ngƣời Pháp Henri Becquenre nghiên cứu phóng xạ với Marie Cuie (ngƣời Pháp gốc Ba Lan), Joseph John Thomson (giáo sƣ vật lý Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ ngƣời Anh) dựa vào nguyên lý máy X quang trở thành cha đẻ phóng xạ nhân loại Tia X có khả đặc biệt xuyên qua giấy, gỗ, vải, cao su, phần mềm thể Nhƣng không qua đƣợc kim loại, kim loại có tỷ trọng lớn, không qua đƣợc số phận thể, phận có chứa nguyên tố nặng nhƣ xƣơng Mặc khác không ảnh hƣởng từ trƣờng, làm cho không khí dẫn điện lên phim Sau trật tự dãy ánh sáng: Tia gama–Tia X–Tia cực tím–Ánh sáng nhìn thấy Tia hồng ngoại–Sóng rađa–Sóng vô tuyến Từ tia gama, tia X tia cực tím nhũng tia có bƣớc sóng ngắn, tầng số lƣợng cao, tia hồng ngoại, sóng rađa sóng vô tuyến có bƣớc sóng dài, tầng số lƣợng thấp Ánh sáng nhìn thấy đƣợc có bƣớc sóng từ 400nm tới 700nm tƣơng ứng với dãy ánh sáng xếp xác nhau: màu tím, màu chàm, màu xanh dƣơng, màu xanh cây, màu vàng màu đỏ Bƣớc sóng tia X khoảng từ 10 nm tới pm, lƣợng khoảng 200 eV đến MeV, bƣớc sóng ánh sáng từ 400 nm tới 700 nm 2.1.2 Lịch sử phát triển tia X: Năm 1912 Von Laue chứng minh tia X bị nhiễu xạ tinh thể Năm 1935 lần Le Galley chế tạo máy phát tia X đo tinh thể cấu trúc dạng bột Năm 1947 ông Phillip lần giới thiệu rộng rãi bán máy nhiễu xạ đo tinh thể có cấu trúc dạng bột Vào đầu thập niên 50 máy đo nhiễu xạ dạng bột dùng rộng rãi để nghiên cứu vật liệu có cấu trúc chƣa hoàn chỉnh Năm 1969 Rietveld phát triển phƣơng pháp phân tích dãy liệu nhiễu xạ có cấu trúc dạng bột Năm 1977 Cox, Young, Thomas tác giả khác lần ứng dụng phƣơng pháp Rietveld xạ tia X Trang [...]... dƣới sự giúp đỡ của thầy TS Lê Chí Cƣơng, tác giả chọn lĩnh vực này để làm cơ sở nghiên cứu và thực hiện đề tài: Đo lường ứng suất bề mặt trụ của thép cán dùng nhiễu x tia X. ” Trang 1 LUẬN VĂN THẠC SĨ 1 2 Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu cơ sở đo lƣờng ứng suất dùng tia X Phân tích và tính toán ứng suất trên bề mặt trụ của thép cán Kiểm chứng thực tế ứng suất trên bề mặt trụ của thép cán 1 3 Nhiệm... vào loại vật liệu thép cán và chỉ đo trên bề mặt trụ của vật thể 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Dựa trên cơ sở lý thuyết về vật lý tia X, lý thuyết về biến dạng ứng suất trong cơ học Tham khảo tài liệu trên thế giới có liên quan đến việc tính toán hàm hấp thu của tia X Tính toán ứng suất của tia X đối với vật liệu thép cán Đo ứng suất của thép cán trên máy đo dùng tia X 1.5 Điểm mới của luận văn: Đề tài... hấp thu trên bề mặt trụ bằng phƣơng pháp đo kiểu  cố định  và o[4]: (Lê Minh Tấn 2005) 37 3.6 Khảo sát hàm hấp thu trên bề mặt ellipsoid trong phƣơng pháp đo kiểu , cố định góc  và 0[5]: (Nguyễn Thị Hồng 2009) 40 Chƣơng IV THIẾT BỊ NHIỄU X TIA X, CHUẨN BỊ MẪU, ĐO ĐẠC MẪU VÀ TÍNH ỨNG SUẤT 42 4.1 Thiết bị nhiễu x tia X X’Pert Pro 42 4.2 Chuẩn bị mẫu, đo đạc mẫu ... thu tia X ( mă ̣t phẳ ng nghiêng ) (Q) : mă ̣t phẳ ng vuông góc với tru ̣c hin ̀ h tru ̣ chƣ́a hƣớng đo ƣ́ng suấ t Ψ : góc tạo bởi phƣơng pháp tuyến của mẫu đo với phƣơng pháp tuyến của họ mặt phẳ ng nguyên tƣ̉ nhiễu xa ̣ Ψo : góc tạo bởi phƣơng pháp tuyế n của mẫu đo và tia tới X  : là góc phân giác của tia tới và tia nhiễu x X o : là góc tạo bởi phƣơng pháp tuyến của họ mặt phẳng nhiễu. .. mẫu, đo đạc mẫu 44 4.3 Đo mẫu trên hệ máy nhiễu x X Pert Pro 45 4.4 Tính toán ứng suất 46 4.4.1 Tính toán ứng suất trên hàm hấp thu A phẳng 46 4.4.2 Tính toán ứng suất cho các mẫu còn lại 50 4.5 Ứng suất dùng hàm hấp thụ trên bề măt trụ 54 4.5.1 Tính toán ứng suất trên hàm hấp thu A trụ và A phẳng 54 4.6 Nguyên nhân của các sai số 57 Chƣơng... đƣờng kính của trụ thép C45 trong quá trình đo 60 Bảng 5.1.b Ứng suất trên hàm hấp thu A phẳng 60 Bảng 5.1.c Ứng suất trên hàm hấp thu A trụ 60 DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Trang Hình 2.1 Sơ đồ giới thiệu các thành phần chính của ống phát tia x hiện đại 6 Hình 2.2 Sơ đồ phổ tia X của Molipđen với thế tăng tốc khác nhau 7 Hình 2.3 Minh hoạ quá trình ion hóa lớp trong và phát x tia X đặc trƣng... =1520÷1600 37 Hình 3.13 Phƣơng pháp đo kiểu  cố định góc  trên bề mặt trụ 38 Hình 3.14 Phƣơng pháp đo kiểu  cố định góc 0 trên bề mặt trụ 39 Hình 3.15 Góc trong phƣơng pháp đo kiểu , cố định góc  40 Hình 3.16 Góc trong phƣơng pháp đo kiểu , cố định góc 0 41 Hình 4.1 Ống phát tia X 42 Hình 4.2: Hệ giác kế của máy nhiễu x tia X X’Pert Pro 43 Hình 4.3 Hệ thống... nhiễu x X quang… Trong đó, phƣơng pháp nhiễu x X quang có nhiều ƣu điểm: x c định chính x c ứng suất, dễ dàng tự động hóa… mà không phá hủy chi tiết mẫu Các nghiên cứu về hàm hấp thu tia X của Cullity, Koistinen, Ch.Genzel… chỉ áp dụng cho phƣơng pháp đo đơn giản đối với vật liệu đẳng hƣớng Luận văn Thạc sĩ của KS Lê Minh Tấn – trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp HCM – năm 2008, đã phân tích hình dạng bề mặt. .. mẫu đo hình elip r : bán kính tại phân tố bị nhiễu x dr : chiề u dày phân tố bi ̣nhiễu xa ̣  : góc giới hạn vùng nhiễu x d : bề rô ̣ng phân tố bi ̣nhiễu xa ̣ L : chiề u dài phân tố bi ̣nhiễu xa ̣ Lc : chiề u dài thẩ m thấ u của tia tới và nhiễu xa ̣ đi ra ngoài mẫu đo dV = r.drdzd : thể tić h phân tố bi ̣nhiễu xa ̣ B x H : tiế t diê ̣n của tia X AP: hàm hấp thu trên bề. .. của tia X AP: hàm hấp thu trên bề mặt phẳng AT: hàm hấp thu trên bề mặt trụ σT: ứng suất trên bề mặt trụ σP: ứng suất trên bề mặt phẳng χ: tỷ số tƣơng quan ra: sai số tƣơng quan DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG Trang Bảng 3.1 Hằng số hấp thu  phụ thuộc vào kim loại và đặc tính tia X. [5] 33 Bảng 3.2 Hệ số hấp thu hai phƣơng pháp đo 34 Bảng 4.1 Thành phần hoá học của thép Các bon chất lƣợng C45 45 ... Đo lường ứng suất bề mặt trụ thép cán dùng nhiễu x tia X. ” Trang LUẬN VĂN THẠC SĨ Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu sở đo lƣờng ứng suất dùng tia X Phân tích tính toán ứng suất bề mặt trụ thép. .. tới X  : góc phân giác tia tới tia nhiễu x X o : góc tạo phƣơng pháp tuyến họ mặt phẳng nhiễu x tia tới X  : góc tạo tia tới X phƣơng ngang  : góc tạo tia nhiễu x phƣơng ngang  : góc... hấp thu tia X Tính toán ứng suất tia X vật liệu thép cán Đo ứng suất thép cán máy đo dùng tia X 1.5 Điểm luận văn: Đề tài không dừng lại việc tính toán cách túy lý thuyết, đề tài đƣa kết đo máy