Способ измерения поперечных ультразвуковых колебаний в монокристаллах Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

i толщина образца;

И 1„ измеренные интенсивности при отсутствии

и наличии в образце ультразвукового облучения .

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В МОНОКРИСТАЛЛАХ, заключающийся в том, что в качестве отражающей плоскости для рентгеновских лучей используют кристаллографическую плоскость образца, составляющую с вектором поляризации ультразвука угол, близкий к 90 , облучают образец рентгеновским пучком и ультразвуком так, что волновой вектор ультразвука лежит в плоскости падения рентгеновского пучка, а угол падения последнего равен углу Брег-, га, измеряют И11тенсивность прошедшего через образец отраженного рентгеновского излучения в отсутствии и при наличии ультразвукового облучения, по которым определяют амплитуду поперечных ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, угол (f между волновьм вектором ультразвука и отражающей плоскостью выбирают из условия Вц где угол Bperraf/ где Я - дпина волны рентгена i d - межгшоскостное расстояние, длину рентгеновского излучения выбирают равной 42a(u4,)|Vp. /FH/ где Ь -ifn ГТ)С S - заряд электрона; (О m - масса электрона; С - скорость света; Я - объем элементарной ячейки; ц- структурный фактор отражения - межполостное расстояние , flg- длина волны ультразвука, а амплитуду поперечных ультразвуковых колебаний определяют из выражения где амплитуда поперечных ультразвуковых колебаний ; С| - угол между вектором поляризации ультразвука и нормалью к отражающей плоскостиJ - длина экстинкции рентгеновских лучей; 1 - коэффициент линейного поглощения рентге-. новских лучей;

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля и может быт использовано при измерениях затухания ультразвуковых волн в монокристаллах, при определении распределения плотности акустической энергии в образцах при исследовании дифракции и инетерференции ультразвуковых волн.

Цель изобретения - повышение точности измерения поперечных акустических колебаний в монокристаллах.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа измерения поперечных акустических колебаний в монокристаллах.

На чертеже приняты следующие обозначения: образец 1,- отражающая плоскость 2; плоскость 3 падения рентгеновского луча; направление 4 волн.ового вектора ультразвука} направление 5 вектора поляризации ультразвука; нормаль 6 к отражающей плоскости пуска , направление 7 падения рентгеновского луча; отраженный 8 и преломленный 9 рентгеновские пучки; источник 10 рентгеновского измерения5 приемники 11 рентгеновского измерения} угол (f между нормалью к отражающей плоскости и вектором поляризации ультразвука; угол (L между волновым вектором ультразвука и отражающей плоскостью угол 6 падения рентгеновского пучка на отражающую плоскость (угол Брегга).

Способ измерения поперечных ультразвуковых колебаний в монокристаллах реализуется следующим образом.

Монокристаллический образец 1 подготавливают для возбуждения в нем ультразвуковых колебаний, для чего противоположные его поверхности изготавливают плоскопараллельными (с точностью л- 1 мк/см), и к одной из них приклеивают пьезопреобразователь (не показан). Образец 1 помещается в рентгеновскую установку. После подачи на пьезопреобразователь напряжения от ультразвукового генератора (не показан) в образце 1 возбуждаются ультразвуковые колебания, заданным образом ориентированные относительно кристаллографических осей монокристалла. Отражающзто плоскость 2 для рентгеновского пучка выбирают из условия

0/

10

7

.где

0 агс5;п -

во,- угол Брегга;

Л - длина волны рентгена; о - мезшлоскостное расстояние. Выбирают длину волны рентгеновского излучения такой, чтобы длина волны ультразвука совпадала с длиной экстинкции рентгеновских лучей в образце. Измеряют интенсивность прошедшего через образец 1 рентгеновского излучения при наличии и отсутствии поля в образце 1. Если в кристалле нет искажений кристаллической структуры, то при отсутствии в нем ультразвуковых колебаний наблюдается эффект Бормана, т.е. интенсивность прошедшего рентгеновского излучения велика даже если , пл i (fU- коэффициент линейного положения рентгеновских лучей в материале t - толщина образца). Если в образце 1 присутствуют ультразвукрвые колебания, они вызьшают искажение кристаллической решетки, что приводит к уменьшению интенсивности прошедшего рентгеновского излучения. Амплитуду ультразвука определяют по соотношению

-L.(i.p -2/2

е„м lut fj(i :)J