Cr靶XRD法测试连退板磷化膜P比的方法
阅读说明：本技术 Cr靶XRD法测试连退板磷化膜P比的方法 (Method for testing P ratio of continuous annealing plate phosphating film by Cr target XRD method ) 是由 蔡宁 郝玉林 任群 黎敏 龙袁 姚士聪 赵晓非 曹建平 杨建炜 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明具体涉及一种Cr靶XRD法测量连退板磷化膜P比的方法,属于材料检测技术领域,该方法包括：取预测样品小试样；采用Cr靶X射线衍射法对所述小试样进行全谱扫描；判断所述全谱扫描结果中,Fe基体衍射峰以外的磷化膜最强峰位是否在14°-15°之间,若是,则对所述小试样进行窄谱扫描；根据所述窄谱扫描的峰强值,获得连退板磷化膜P比；本发明实施例提供的Cr靶XRD法测试连退板磷化膜P比的方法,采用Cr靶代替Cu靶,提高了X射线源的波长,使磷化膜中重叠峰的衍射角2θ差由0.24°提高到0.35°,使磷化膜中两相衍射峰的重叠减弱,进而提高P比的计算精度,降低由于重叠峰导致的误差。(The invention specifically relates to a method for measuring P ratio of a continuous annealing plate phosphating film by a Cr target XRD method, which belongs to the technical field of material detection and comprises the following steps: taking a small sample of a predicted sample; performing full-spectrum scanning on the small sample by adopting a Cr target X-ray diffraction method; judging whether the strongest peak position of the phosphating film outside the diffraction peak of the Fe matrix is between 14 and 15 degrees in the full-spectrum scanning result, if so, carrying out narrow-spectrum scanning on the small sample; obtaining the P ratio of the continuous annealing plate phosphating film according to the peak intensity value of the narrow spectrum scanning; according to the method for testing the P ratio of the continuously annealed plate phosphating films by the Cr target XRD method, provided by the embodiment of the invention, the Cr target is adopted to replace a Cu target, the wavelength of an X-ray source is improved, the diffraction angle 2 theta difference of an overlapped peak in the phosphating films is improved from 0.24 degrees to 0.35 degrees, the overlapping of two-phase diffraction peaks in the phosphating films is weakened, the calculation precision of the P ratio is further improved, and the error caused by the overlapped peak is reduced.)
技术领域
本发明属于材料检测技术领域，具体涉及一种Cr靶XRD法测量连退板磷化膜P比的方法。
背景技术
钢铁材料经过磷化处理后可以具有防锈、减摩、增加涂漆附着力等作用，因此磷化处理是钢铁材料一种重要的表面处理技术，尤其在汽车板领域应用广泛。汽车板表面磷化处理通常采用锌系磷酸盐，形成的磷化膜中通常包含两相，分别为磷酸锌(Hopeite，简称为H相，化学式为Zn3(PO4)2·4H2O)、磷酸二锌铁(phosphophyllite，简称为P相，化学式为Zn2Fe(PO4)2·4H2O)。通常采用P比分析磷化膜中磷酸二锌铁(P相)所占的比例。P比对磷化膜的耐碱性以及后期的耐腐蚀性能有重要影响。但是目前有关P比测试的文献报道较少，采用的方法主要是以Cu靶XRD分析法和Co靶XRD分析法为主，但是由于 P相与H相最强峰的衍射角相差非常小，XRD谱图重叠峰严重，造成P比测试结果误差非常大。有关P比测试方法的研究报道相对较少。
迟广成等关于“X射线粉晶衍射法分析磷化膜不同成分衍射强度比”的研究中采用BRUKER-D8型X射线粉晶衍射仪(德国布鲁克AXS有限公司)，铜靶X射线管，管压40 kV，管流40mA，扫描范围2θ为8.5°-10.5°和5°-85°，检测器为固体探测器 (XOL-D)。该报道称P相与H相所测衍射峰峰位2e相差0.25°左右，衍射峰重叠明显，峰位和峰强较难确定。因此，采用Cu靶XRD测试磷化膜P比必然造成较大的误差。
陈义庆等关于“冷轧汽车板表面状态对磷化膜质量的影响”的研究中采用XPERT-PRO- X光衍射仪，检测磷化膜的P比，采用的靶材为Co靶。工作电压40kV、电流35mA，每步停留5s，步长0.02°/步。Co靶X射线波长与Cu靶接近，分别为：CoKα1
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的Cr靶XRD法测量连退板磷化膜P比的方法。
本发明实施例提供一种一种Cr靶XRD法测试连退板磷化膜P比的方法，所述方法包括：
取预测样品小试样；
采用Cr靶X射线衍射法对所述小试样进行全谱扫描；
判断所述全谱扫描结果中，Fe基体衍射峰以外的磷化膜最强峰位是否在14°-15°之间，若是，则对所述小试样进行窄谱扫描；
根据所述窄谱扫描的峰强值，获得连退板磷化膜P比。
可选的，根据所述窄谱扫描的峰强值，获得连退板磷化膜P比包括：
根据所述窄谱扫描的峰强值，获得连退板磷化膜P比，公式如下：
式中，IP和IH为窄谱的峰强值。
可选的，所述lP和IH为窄谱的峰强值包括：
若窄谱的扫描结果中含有明显的双峰曲线，则IP和IH取值为所述双峰曲线对应的两峰强值。
可选的，所述IP和IH为窄谱的峰强值包括：
若窄谱中的双峰曲线不明显，所述IP和IH的获取步骤如下：
以衍射角作为窄谱的横坐标，获取最强峰对应的衍射角角度值；()
若所述角度值在14.46°，则IH为所述最强峰对应的峰强值，IP为所述最强峰向右移动0.35°对应的峰强值；
若所述角度值在14.81°，则IP为所述最强峰对应的峰强值，IH为所述最强峰向左移动0.35°对应的峰强值。
需要特别说明的是，上述角度值可能会因为设备状态的不同，导致些许偏差。
可选的，所述IP和IH为窄谱的峰强值包括：
若窄谱中的双峰曲线不明显，所述IP和IH的获取步骤如下：
以面间距d作为窄谱的横坐标，获取最强峰对应的面间距d值；
若所述面间距d值在
若所述面间距d值在则IH为所述最强峰对应的峰强值，IP为所述最强峰向左移动
需要特别说明的是，上述面间距d值可能会因为设备状态的不同，导致些许偏差。
可选的，所述采用Cr靶X射线衍射法测试所述小试样的全谱和窄谱包括：
采用Cr靶X射线衍射仪测试所述小试样的全谱和窄谱。
可选的，所述Cr靶X射线衍射法的条件包括：
Cr靶工作电压20-40kV，工作电流：30-40mA。
可选的，所述全谱扫描中，扫描范围：5°-110°，扫描步长：0.01°-0.05°，信号采集时间：0.1-0.5s/步。
可选的，所述窄谱扫描中，扫描范围：12°-18°，扫描步长：0.01°-0.03°，信号采集时间：1s-4s。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的Cr靶XRD法测试连退板磷化膜P比的方法，采用Cr靶代替Cu靶，提高了X射线源的波长，使磷化膜中重叠峰的衍射角2θ差由0.24°提高到0.35°，使磷化膜中两相衍射峰的重叠减弱，进而提高P比的计算精度，降低由于重叠峰导致的误差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1示出了本发明实施例1中DP1180连退板磷化膜Cr靶XRD全谱扫描结果；
图2示出了本发明实施例1中DP1180连退板磷化膜Cr靶XRD窄谱扫描结果；
图3示出了本发明实施例1中DP1180连退板磷化膜Cr靶XRD窄谱扫描结果的峰位坐标；
图4示出了本发明实施例2中DP1180连退板磷化膜Cr靶XRD窄谱扫描结果；
图5示出了本发明实施例2中DP1180连退板磷化膜Cr靶XRD窄谱扫描结果的峰位坐标；
图6示出了本发明实施例3中DP1180连退板磷化膜Cr靶XRD以d值为横坐标的窄谱扫描结果；
图7示出了本发明实施例3中DP1180连退板磷化膜Cr靶XRD以d值为横坐标的窄谱扫描结果的峰位坐标；
图8示出了本发明对比例1中DP1180连退板磷化膜Cu靶XRD全谱扫描结果；
图9示出了本发明对比例1中DP1180连退板磷化膜Cu靶XRD窄谱扫描结果；
图10示出了本发明对比例1中DP1180连退板磷化膜Cu靶XRD窄谱扫描结果的峰位坐标；
图11示出了DP1180连退板磷化膜Cu靶和Cr靶的XRD窄谱扫描结果对比图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
现有的Cu靶X射线光源的Ka1波长为
下面将结合实施例、对照例对本申请Cr靶XRD法测试连退板磷化膜P比的方法进行详细说明。
实施例1
对DP1180连退板磷化膜P比的测量，包括：
取预测样品20mm(长)×20mm(宽)×2mm(厚)，样品经过酒精超声清洗，去除表面油污；
采用德国布鲁克公司X射线衍射仪Bruker D8 advance进行测试分析，采用Cr靶进行分析，Cr靶工作电压30kV，工作电流：40mA。探测器：LYNXEYE_XE(一维阵列探测器)。全谱扫描范围：10°-90°，扫描步长：0.02°，信号采集时间：0.3s/步。扫描结果如附图1所示。
结合XRD数据库及附图1可见，70°附近为Fe的衍射峰，其余均为磷化膜的衍射峰，磷化膜的衍射最强峰确实在15°附近。
进行cr靶窄谱扫描，扫描范围：13.6°-15.6°，扫描步长：0.01°，信号采集时间：2.5s。扫描结果如附图2所示。
由附图2可见，该结果属于不能明显区分两个明显峰位的情况。这个样品属于方法2 的第一种情况，并且最高峰偏向高角度方向。下面进行分析，采集该谱图最强峰峰位的X1、Y1坐标。取该最强峰的Y1值赋予IP，再取该峰位的X1坐标，取X2＝X1-0.35°位置的坐标Y2，将Y2赋予IH，两个坐标值如附图3所示。将两个数值代入P比计算公式，计算 P比，结果为：27565/(27565+3163)＝89.7％。
实施例2
样品与实施例1相同，改变测试条件：扫描步长、信号采集时间。
对DP1180连退板磷化膜P比的测量，包括：
取预测样品20mm(长)×20mm(宽)×2mm(厚)，样品经过酒精超声清洗，去除表面油污；
采用德国布鲁克公司X射线衍射仪Bruker D8 advance进行测试分析，采用Cr靶进行分析，Cr靶工作电压30kV，工作电流：40mA。探测器：LYNXEγE_XE(一维阵列探测器)。全谱扫描范围：10°-90°，扫描步长：0.02°，信号采集时间：0.3s/步。扫描结果如附图1所示。
结合XRD数据库及附图1可见，70°附近为Fe的衍射峰，其余均为磷化膜的衍射峰，磷化膜的衍射最强峰确实在15°附近。
进行Cr靶窄谱扫描，扫描范围：13.6°-15.6°，扫描步长：0.02°，信号采集时间：5s。扫描结果如附图4所示。
由附图4可见，该结果属于不能明显区分两个明显峰位的情况。这个样品属于方法2 的第一种情况，并且最高峰偏向高角度方向。下面进行分析，采集该谱图最强峰峰位的X1、γ1坐标。取该最强峰的Y1值赋予IP，再取该峰位的X1坐标，取X2＝X1-0.35°位置的坐标Y2，将Y2赋予IH，两个坐标值如附图5所示。将两个数值代入P比计算公式，计算 P比，结果为：53929/(53929+6339)＝89.5％。
实施例3
样品与实施例1、2相同，选用面间距d作为横坐标。
对DP1180连退板磷化膜P比的测量，包括：
取预测样品20mm(长)×20mm(宽)×2mm(厚)，样品经过酒精超声清洗，去除表面油污；
采用德国布鲁克公司X射线衍射仪Bruker D8 advance进行测试分析，采用Cr靶进行分析，Cr靶工作电压30kV，工作电流：40mA。探测器：LYNXEYE_XE(一维阵列探测器)。全谱扫描范围：10°-90°，扫描步长：0.02°，信号采集时间：0.3s/步。扫描结果如附图1所示。
结合XRD数据库及附图1可见，70°附近为Fe的衍射峰，其余均为磷化膜的衍射峰，磷化膜的衍射最强峰确实在15°附近。
进行Cr靶窄谱扫描，扫描范围：13.6°-15.6°，扫描步长：0.02°，信号采集时间：2.5s。扫描结果如附图6所示。
由附图6可见，该结果属于不能明显区分两个明显峰位的情况。这个样品属于方法2的第二种情况，并且最高峰偏向低d值方向。下面进行分析，采集该谱图最强峰峰位的X1、Y1坐标。取该最强峰的Y1值赋予IP，再取该峰位的X1坐标，取
对比例1
测试样品与实施例1相同，改变靶材，选用Cu靶。
对DP1180连退板磷化膜P比的测量，包括：
取预测样品20mm(长)×20mm(宽)×2mm(厚)，样品经过酒精超声清洗，去除表面油污；
采用德国布鲁克公司X射线衍射仪Bruker D8 advance进行测试分析，采用Cu靶进行分析，Cu靶工作电压40kV，工作电流：40mA。探测器：LYNXEYE_XE(一维阵列探测器)。全谱扫描范围：5°-85°，扫描步长：0.03°，信号采集时间：0.3s/步。扫描结果如附图8所示。
结合XRD数据库及附图8可见，45°、65°、82°附近为Fe的衍射峰，其余均为磷化膜的衍射峰，磷化膜的衍射最强峰在10°附近。
进行Cu靶窄谱扫描，扫描范围：8.5°-11°，扫描步长：0.02°，信号采集时间：5s。扫描结果如附图9所示。
由附图9可见，该结果属于不能明显区分两个明显峰位的情况。这个样品属于方法2 的第一种情况，并且最高峰偏向高角度方向。下面进行分析，采集该谱图最强峰峰位的X1、Y1坐标。取该最强峰的Y1值赋予IP，再取该峰位的X1坐标，取X2＝X1-0.24°(Cu靶测试中P相与H相的角度差为0.24°)位置的坐标Y2，将Y2赋予IH，两个坐标值如附图 10所示。将两个数值代入P比计算公式，计算P比，结果为：117557/(117557+28041) ＝80.7％。与Cr靶测试的89.5％相比明显偏低，误差接近10％。
对比例1与实施例2相比，两种方法差别在于所选用的靶材分别为Cu靶和Cr靶，但是实施例2中P相与H相的最强峰相差0.35°，两相的分峰效果明显优于对比例1的 0.24°，因此造成Cu靶的测量H相的峰高收P相最强峰的影响而偏高，最终导致P比计算结果偏低10％。与现有测量磷化膜P比方法相比，本申请方法能更好的将P相与H相分开，降低P比测试误差。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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