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GB／T 40307-2021 无损检测 材料织构的中子检测方法.pdf简介：

"GB/T 40307-2021 无损检测 材料织构的中子检测方法"是中国国家标准，其全称为《无损检测 技术材料织构的中子检测》。该标准主要针对无损检测领域，重点规定了使用中子技术来检测材料织构的方法和程序。

中子检测是一种利用中子的性质来探测材料内部结构和性质的无损检测技术。在材料织构检测中，中子检测可以提供关于材料微观结构、缺陷、相变、晶粒尺寸等信息。该标准可能包括了中子源的选择、检测设备的校准、操作规程、数据处理、结果解释等方面的规定，以确保检测的准确性和可靠性。

这个标准可能适用于科研、工业生产、材料质量控制等领域，对于保证材料的性能和安全具有重要意义。需要注意的是，由于我是一个的，无法直接提供PDF文件的详细介绍，如果你需要详细了解该标准的具体内容，建议查阅正式的国家标准发布机构或购买相关书籍。

GB／T 40307-2021 无损检测 材料织构的中子检测方法.pdf部分内容预览：

GB/T12604.8和GB/T26140界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 织构 texture 多晶体样品中的晶粒沿不同方向排布差异的取向性特征，表现为样品的择优取向丝 注：中子检测方法可获取多个晶面的极图，得到准确的取向方向、获取织构强度的定量数据。 3.2 中子织构谱仪neutrondiffractometerfortexturemeasurement 测量材料织构的中子射线检测装置。 3.3 极图polefigure 材料中各晶粒的选取晶面在样品坐标系的取向分布投影图。 注：样品坐标系指按照样品形貌建立的直角正交坐标系，是织构强度的基本表达形式。 3.4 反极图inversepolefigure 材料中各晶粒的选取晶面在晶体坐标系中的取向分布投影图。 注：晶体坐标系指按照晶体晶向建立的直角正交坐标系，是织构强度的基本表达形式。 3.5 极密度分布poledensity 多晶体材料作极射赤道投影，球面上各点所代表的晶粒体积的加权密度分布。 3.6 取向分布函数 orientation distribution function 晶体要素三维空间分布的一种优化方位表达形式

原子规则排列的多晶体样品在受到中子射线照射后，将在特定角度产生相干散射，这一过程称头 格衍射，过程由公式（1）给出：

入=2dsino ·（1 式中： d一晶面间距，单位为纳米（nm）； 一1/2衍射角，单位为度（°）； 入一中子波长，单位为纳米（nm）。 织构将导致样品在三维空间下发生布拉格衍射峰，并引起强度变化，通过对三维空间下不同空间角 衍射峰进行采集并对衍射峰分析获得材料织构强度。 材料织构中子检测方法是一种用于宏观织构检测分析的主要方法，该方法基于布拉格衍射原理开 展实验检测，通过极图或反极图的形式给出材料织构强度数据，给出样品内沿特定方向生长的晶粒数与 样品全部晶粒数的占比。相对于常用的电子背散射衍射和X射线衍射等微区织构检测方法，采用中子 开展样品织构检测具有获取宏观织构、统计性好等优势。材料织构中子检测方法的基本原理如图1 所示。

图1材料织构中子检测方法的基本原理

JG／T 559-2018标准下载中子源按分类包括反应堆中子源、散裂中子源。中子源宜提供能量范围在5meV～25meV的 束用于开展材料织构检测。对中子源宜提供的中子束注量率要求：样品处宜在5×10°及以上。

GB/T403072021

中子织构谱仪一般由单色器、监视器、样品台、欧拉环、准直器、探测器组成，结构如图2。其中，单 色器、样品台、欧拉环、探测器是中子织构谱仪必须包含的部件，其余部件根据实际情况配置。检测中 （射中子由单色器单色化并反射到样品台，与固定于样品台上欧拉环中的样品发生相干散射作用，产生 的衍射信号经准直器准直后由探测器接收和记录

图2中子织构谱仪装置构成

单色器是一种利用晶体对射线进行选取和反射的装置。单色器主要由单晶体、聚焦装置、调节台等 部件组成。单色器选取的中子束能量范围宜在5meV～25meV，其对应的中子波长的范围为0.1nm~ .3nm。单色器宜具备垂直聚焦或水平垂直双聚焦能力以增加样品处中子注量率。常用于中子织构谱 义的单色器包括：硅单晶单色器、热解石墨单晶单色器、锗单晶单色器等

欧拉环用于实现样品装配和定位，以及提供样品三维空间坐标下的转动。欧拉环应实现样品自转 方位角、欧拉环转动方位角X按设定步距转动并保证角精度。其中角范围宜在0°～360°，X角范围 宜在0°~360°，角精度优于0.1°

探测器是一种用于中子信号捕捉和记录的装置。探测器可探测中子能量范围宜在5meV

25meV。中子织构谱仪上常用的探测器包括"He计数管探测器、He气体多丝位置灵敏探测器等。

6.1中子波长选择与标定

6.1.1确认样品晶体结构信息。

式中： 一中子波长，单位为纳米（nm）； 入 test 实测中子波长，单位为纳米（nm） 入ilan 理论中子波长，单位为纳米（nm）

6.2机械定位精度标定

=A test 入 cheon

6.2.1分别设定探测器转角、欧拉环倾转角和样品自转角，并在该角度位置构建角精度检测装置。 6.2.2驱动各转角控制电机，使各转角从偏离设定位置转移至设定角度，测量获得重复精度。 6.2.3在各转角对应圆心位置布置经纬仪，测量从转角起始处至设定值间转过的绝对角度值，测量获 得绝对精度

d—晶面间距，单位为纳米（nm）

测试样品应采用三个方向为2mm～20mm范围尺寸的块体试样。典型的织构样品形貌包括 代、圆柱状、立方状、长方状等，如图3所示。用于开展材料织构中子检测的样品制备时，应明确样 加工制备过程的受力方向。

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6.5样品定位与坐标系建立

图3织构样品形貌示意图

6.5.1样品形状或主受力方向已知的情况下，应根据其对称性特点建立样品坐标系或晶体坐标系，如 图4：样品坐标系Cs和晶体坐标系Cc，两者均为直角正交坐标系，并按样品坐标系对样品主受力方向 进行定义：轧向（RD）)作为坐标系X轴（S,），横向（TD）作为坐标系Y轴（S2），法向（ND）作为坐标系Z 轴（S）。 6.5.2晶体坐标系Cc的三个坐标轴取自晶胞的几何坐标系，对于立方晶系来说，[100]方向为C，轴， 010]方向为C2轴，[001]方向为C：轴。对于斜方晶系及六方晶系，将不正交的三根晶轴经正交化运 算，获得晶胞坐标系与晶体正交坐标系间的线性关系

图4织构检测中的坐标系

样品坐标系Cs与晶体坐标系Cc之间的关系由公式（4)给出 Cc =g : Cs

g 一因子； Cs——样品坐标系； Cc晶体坐标系。 公式（4)中的g值由公式(5)给出

式中： α一一坐标系中[100]晶向与RD方向夹角，单位为度（）； β一一坐标系中[100]晶向与TD方向夹角，单位为度（°）； 一一坐标系中[100]晶向与ND方向夹角，单位为度（°）。 6.6选取测量几何模式 6.6.1针对不同厚度、不同中子吸收能力的样品，织构的中子检测分析常用两种几何模式开展检测，分 别是透射几何和反射几何，如图5。 6.6.2透射几何常用于样品被中子完全穿透的情况，如铝、镁或薄样品，作用过程中中子射线完全穿透 样品，与之发生相干作用后至探测器接收位置， 6.6.3反射几何常用于对中子吸收率高的样品或样品厚度大不能完全被中子穿透的情况，中子射线与 详品近表面层发生相干作用并反射至探测器接收位置，整个过程中子射线不穿透样品

6.6选取测量几何模式

6.6.1针对不同厚度、不同中子吸收能力的样品，织构的中子检测分析常用两种几何模式开展检测，分 别是透射几何和反射几何，如图5。 6.6.2透射几何常用于样品被中子完全穿透的情况，如铝、镁或薄样品，作用过程中中子射线完全穿透 样品，与之发生相干作用后至探测器接收位置。 6.6.3反射几何常用于对中子吸收率高的样品或样品厚度大不能完全被中子穿透的情况，中子射线与 样品近表面层发生相干作用并反射至探测器接收位置，整个过程中子射线不穿透样品

图5中子织构测试中的透射几何/反射几何

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表1各晶系对应的极图数目要求

7.1制备完毕的样品按照定义的样品方向和坐标系装裱到欧拉环中，样品中心落于欧拉环中心。 7.2完成样品测量晶面的选取，确认各晶面对应衍射角20。 7.3获取各衍射角下样品台转角の、样品自转方位角的取值范围和步距、欧拉环转动方位角X的取 值范围和步距， 7.4编写测量程序，开启束流闸门，开展检测。 7.5实验完成后，关闭束流闸门，确认实验现场辐射剂量水平后卸载样品。 7.6记录实验参数和数据文件号。

图6衍射峰的本底扣除方法

3.2.1实验温度变化引起样品晶格间距d的改变，间接导致衍射峰强度变化。 .2.2织构检测实验过程温度变化在5℃以内时，温度变化引起的衍射峰强度涨落（统一改成强弱变 比）小于万分之一，其影响可忽略不计。 .2.3当实验过程温度变化超过5℃时，应根据样品热膨胀系数计算晶面间距的变化量，并将该变化 导致的衍射峰强度涨落计入织构强度误差分析。测量时应对样品的温度进行监控

8.3.1极密度分布函数

极密度分布函数力kl（X《波分复用（WDM）光纤传输系统工程验收规范 GB/T51126-2015》，）由公式（6)给出

8.3.2取向分布函数和织构强度的计算

I hki (X,) phki(X,p): 2. ≥. Ik(X)sinXAXAg

确认样品取向方向。样品取向方向y与欧拉角X角和β角相关，其关系满足公式（7)和公式（ y=(X,p) dy=sinXdydo ·

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式中： J一样品取向方向； 一一样品自转方位角，单位为度（°）； X一一欧拉环转动方位角，单位为度（°）。 根据极密度分布函数计算取向分布函数，取向分布函数代表样品任意取向方向的织构强度。与 样品取向方向y平行的晶粒（取向为h）体积为dV，其与总样品体积V的比值dV/V得到织构强度，如 公式（9）

式中： y 样品取向方向； dV/V 织构强度定量分析表达式； P.(v)一 取向分布函数，由级数展开法（含球谐法）、直接法等方法求得

GB／T 26168.2-2018标准下载检测报告应详细记录检测过程的有关信息 检测项目名称； b) 检测人员； c) 检测日期； d) 检测要求； e) 本文件编号； f) 中子源及检测装置信息； g) 环境温湿度； h) 装置参数； i) 实验参数； j) 原始文件编号； K 样品信息； 1) 原始数据； m) 分析结果； n 检测结论。