GB/T34210-2017
蓝宝石单晶晶向测定方法
Testmethodfordeterminingtheorientationofsapphiresinglecrystal
- 中国标准分类号（CCS）H21
- 国际标准分类号（ICS）77.040
- 实施日期2018-06-01
- 文件格式PDF
- 文本页数6页
- 文件大小370.40KB
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蓝宝石单晶晶向测定方法
国家标准 GB/T34210一2017 蓝宝石单晶晶向测定方法 Iesmethodfordeterminingthe orientationofsapphiresinglecrystal 2017-09-07发布 2018-06-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/34210一2017 蓝宝石单晶晶向测定方法 范围 本标准规定了采用X射线定向仪测定蓝宝石单晶晶向的方法
本标准适用于测定表面取向大致平行于低指数晶面的蓝宝石单晶材料
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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GB/T1555半导体单晶晶向测定方法 GB/T14264半导体材料术语 JB/T5482X射线晶体定向仪 术语和定义 1555,GB/T14264和JB/5482界定的术语和定义适用于本文件
GB/T 方法原理 晶体晶向是基于x射线衍射原理来测定的
单晶是由三维周期性结构排列的原子组成,可以看作 是原子排则空间垂直距离为d的一系列平行晶画所形成,当一束平行的单色X射线射人该晶面上，且 x射线照在相邻晶面之间的光程差为其波长的整数倍即n倍时,就会产生衍射(反射)
利用计数器探 测衍射线,根据其出现的位置即可确定单晶的晶向,如图1所示
入射x射线 衍射x射线 S 品面i M面 图1X射线照射到单晶晶面上几何反射条件 当人射光束与反射晶面之间夹角0.X射线波长,晶面间距d及衍射级数" 同时满足下面布拉格 定律式(1)时,X射线衍射光束强度将达到最大值 n=2dlsin0 对于六方晶系,晶面间距d按式(2)计算
GB/T34210一2017 一-从I- 式中 -晶格常数 lC -反射(衍射)晶面的密勒指数
h、k、l 表1列出了蓝宝石单晶低指数反射晶面对于铜靶衍射的日角取值
表1蓝宝石单晶对于CuKux射线衍射的布拉格角0 反射晶面hk/l 20 d/0.1nm 012 2"48 25"36 3.479 110 18"55 37"50 2.379 006 20"50 41"40 2.165 40°21" 80"42 220 1.190 34"o6' 68"12 1.374 030 34"16' 68"32 300 1.373 202 23"05" 46"10' 1.964 l13 21"41" 43"22 2.085 024 26°16 5232 1.740 0.0.12 45"20 90"40 1.083 注1:X射线波长入=0.154056nm. 注2:1A=0.lnm. 5 仪器设备 X射线晶体定向仪,仪器的精度为士15"
6 干扰因素 6.1在调节人射X射线的延长线与计数管和试样转轴连线之间的夹角时,可能造成人为测试误差
6.2在调整人射X射线束、衍射光束、基准面法线及探测器窗口是否位于同一平面内时,可能造成人为 测试误差 6.3测试样品前需要对仪器进行零位调整,否则可能造成测试误差
试样 测试样品的基准面应研磨平整、无机械损伤
8 测试步骤 8.1测试前按下列步骤进行仪器零位调整
GB/34210一2017 开机去掉狭缝,用荧光板在狭缝座处观察,直到能看到一个绿色圆形光斑; a b 用(10i1)面石英标准片进一步调整,把计数管放在20=26"40'处,将标准片放在样品台上,将 刻度轮或数字显示调整到“13°20'”处,再摇手轮,刻度轮不动,仅样品台和标准片转动,直到 X射线衍射强度最大值时为止,此时再旋紧手轮中心螺钉
接着摇手轮,使刻度轮显示值由 “13"20'"退到“0'o'”,样品台上的黑色指针应对准外面的黑色刻度圈的“0'",如不对,则调整刻 度圈位置 8.2选择布拉格角0: 根据被测样品的大致取向(晶体被测面参考晶面取向)计算或查表得到布拉格角 a b)将计数器置于20位置
8.3将被测样品安放在支座上,并适当固定
8.4开启X射线发生器,转动测角仪手轮,直到X射线衍射强度最大为止
8.5记下测角仪读数乡
8.6将样品沿被测面(基准面)法线以同一方向分别旋转90",180及270",分别重复8.2一8.5步骤,依 次记下测角仪读数少,小和少
测试结果计算 9.1角度偏差分量a和8分别按式(3)和式(4)计算 a=(中一少/2 3=(中
一少/2 式中 被测试样品X方向角度偏差分量,单位为度("); 被测试样品Y方向角度偏差分量,单位为度(); -测角仪读数,单位为度()
中、2、和少一 9.2总角度偏差必按式(5)计算 5 cosp=cosacosB 对于总角度偏差小于5"的角,式(5)可简化为式(6): g、 =a=十郎 式中 总角度偏差,单位为度()
10 精密度 选用一片50.8mm蓝宝石单品片,在3家不同实验室按本方法测量样品的(0006)面晶向
样品在 同一台设备上按本方法进行10次独立测量,其晶向的标准值、测量平均值和标准偏差如表2所示
表2蓝宝石单晶片(0006)面的晶向测量平均值和标准偏差 实验室 20"50" 20"50' 晶向标准值 20"50" 20"53'5" 20"53'”" 20'53'6”" 晶向测量平均他 3'5" 3'8" 3'6" 标准偏差
GB/T34210一2017 11 试验报告 试验报告应包括下列内容 a)材料名称 D 晶体参考晶面; 被测平面与参考晶面的两个角度偏差分量; C d)总的角度偏差 测量仪器; e 本标准编号 f 测量单位和测量者; g h)测量日期
蓝宝石单晶晶向测定方法GB/T34210-2017解读
1. 引言
蓝宝石是一种重要的光学材料，具有优异的热稳定性、光学透明性、化学稳定性以及生物相容性等特点。因此，在现代光电科技中得到广泛应用。为确保蓝宝石晶体的质量和性能，需要对其晶向进行准确测定。
目前，国际上已有多种蓝宝石晶向测定方法。其中，中国国家标准GB/T34210-2017《蓝宝石单晶晶向测定方法》是一项权威标准，被广泛应用于蓝宝石晶体的质量检测和生产过程中。
2. GB/T34210-2017标准概述
GB/T34210-2017标准规定了蓝宝石单晶晶向测定的方法，包括以下内容：
- 朗道图(Laue)测量法
- X射线倾斜角度测量法
- 旋转晶体法
- 反射测量法
该标准适用于蓝宝石单晶晶向的测定。
3. GB/T34210-2017标准解读
3.1 朗道图(Laue)测量法
朗道图法是一种通过对单晶样品进行X射线或中子衍射实验来确定晶体结构和晶向的方法。这种方法可以直接观察到晶体的所有衍射面和其相应的晶面指数，从而可以准确地确定晶向。朗道图测量法的优点是测量速度快、精度高、操作简单，但缺点是需要高质量的晶体样品。
3.2 X射线倾斜角度测量法
X射线倾斜角度测量法是通过测量在不同的倾斜角度下，X射线与晶体表面的入射角和反射角之间的关系，来确定晶向的方法。该方法适用于优质单晶样品，并具有测量精度高、测试速度快等优点。
3.3 旋转晶体法
旋转晶体法是通过在两个垂直的轴上分别使样品旋转一定角度，从而确定晶面倾斜角和晶向的方法。该方法适用于样品质量较差或尺寸较小的情况下进行测量。
3.4 反射测量法
反射测量法是通过控制入射光束的方向和角度，观察反射光束的位置和强度来确定晶向的方法。该方法便于操作，适用于一些不太适合其他方法的样品。
4. 结论
蓝宝石单晶晶向测定是保证蓝宝石晶体质量和性能的重要手段。GB/T34210-2017标准规定了多种测量方法，可以根据实际情况选择合适的方法进行测量。在进行测量前需要对样品的质量进行充分检查，以确保测量结果的准确性。
