JPH06317484A - 微小領域応力測定のためのｘ線露光方法及び装置 - Google Patents
微小領域応力測定のためのｘ線露光方法及び装置Info
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- JPH06317484A JPH06317484A JP12464893A JP12464893A JPH06317484A JP H06317484 A JPH06317484 A JP H06317484A JP 12464893 A JP12464893 A JP 12464893A JP 12464893 A JP12464893 A JP 12464893A JP H06317484 A JPH06317484 A JP H06317484A
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- ray
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- ray diffraction
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多結晶材料の微小領域の応力測定のために不
連続なＸ線回折アークが検出可能でかつ角度変化を精度
良く検出できる方法及び装置を提供する。 【構成】 Ｘ線２をスリット６及び前置スクリーン７を
介して試料８上の微小領域に入射させ、試料８上の微小
領域から反射したＸ線回折アーク１１を、試料８へのＸ
線２の入射角を数回変える毎に一枚の静止したイメージ
ングプレート１３に多重露光させる。 【効果】 不連続なＸ線回折アークが検出可能で、かつ
角度変化を精度良く読み取れ、多結晶材料の微小領域の
応力測定が短時間で可能となる。
連続なＸ線回折アークが検出可能でかつ角度変化を精度
良く検出できる方法及び装置を提供する。 【構成】 Ｘ線２をスリット６及び前置スクリーン７を
介して試料８上の微小領域に入射させ、試料８上の微小
領域から反射したＸ線回折アーク１１を、試料８へのＸ
線２の入射角を数回変える毎に一枚の静止したイメージ
ングプレート１３に多重露光させる。 【効果】 不連続なＸ線回折アークが検出可能で、かつ
角度変化を精度良く読み取れ、多結晶材料の微小領域の
応力測定が短時間で可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線回折を用いて金属
や非金属の応力を測定するためのＸ線回折像露光装置に
関する。
や非金属の応力を測定するためのＸ線回折像露光装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線応力測定は非破壊での応力測定とい
う優れた特徴を有しているが、現在一般にＸ線の検出器
として計数管（位置検出型比例計数管を含む）を用いて
いる。
う優れた特徴を有しているが、現在一般にＸ線の検出器
として計数管（位置検出型比例計数管を含む）を用いて
いる。
【０００３】代表的な応力測定法はｓｉｎ2Ψ法であ
る。ｓｉｎ2Ψ法はＸ線の入射角αを数回変えながら反
射したＸ線の回折角度を測定し、その回折角度２θとｓ
ｉｎ2Ψを図に表し、その勾配に応力定数を乗じて応力
σを計算する方法で、応力精度が高い方法である（例え
ば“Ｘ線応力測定法、日本材料学会編、養賢堂発行、１
９８１”に詳しく説明されている。応力σXの信頼限界
ΔσXは８１頁に記載されている）。Ψは試料面法線と
回折面法線のなす角度であるが、試料へのＸ線の入射角
αに対応している。
る。ｓｉｎ2Ψ法はＸ線の入射角αを数回変えながら反
射したＸ線の回折角度を測定し、その回折角度２θとｓ
ｉｎ2Ψを図に表し、その勾配に応力定数を乗じて応力
σを計算する方法で、応力精度が高い方法である（例え
ば“Ｘ線応力測定法、日本材料学会編、養賢堂発行、１
９８１”に詳しく説明されている。応力σXの信頼限界
ΔσXは８１頁に記載されている）。Ψは試料面法線と
回折面法線のなす角度であるが、試料へのＸ線の入射角
αに対応している。
【０００４】この方法では、測定領域が広く、測定領域
内に多数の結晶が存在する場合はＸ線回折アークが連続
となり測定が可能であるが（２ｍｍ×１５ｍｍ程度）、
測定領域が小さく微小領域であると結晶粒数の減少のた
め、Ｘ線回折アークが不連続にスポット状となり、測定
が不可能になるという重大な問題があった。Ｘ線回折ア
ークとはＸ線回折により生じたデバイリングの一部を称
する。微小領域とは例えば一辺が１００μｍ〜１ｍｍの
正方形などの小さな領域のことを指す。実際の応力測定
においては例えば溶接部の近傍、亀裂の発生部位、接合
部、プレス加工材の湾曲部位など、このような微小領域
の測定が要求されることが多い。
内に多数の結晶が存在する場合はＸ線回折アークが連続
となり測定が可能であるが（２ｍｍ×１５ｍｍ程度）、
測定領域が小さく微小領域であると結晶粒数の減少のた
め、Ｘ線回折アークが不連続にスポット状となり、測定
が不可能になるという重大な問題があった。Ｘ線回折ア
ークとはＸ線回折により生じたデバイリングの一部を称
する。微小領域とは例えば一辺が１００μｍ〜１ｍｍの
正方形などの小さな領域のことを指す。実際の応力測定
においては例えば溶接部の近傍、亀裂の発生部位、接合
部、プレス加工材の湾曲部位など、このような微小領域
の測定が要求されることが多い。
【０００５】Ｘ線回折アークが不連続となった場合は、
試料を移動または揺動すればＸ線回折アークを連続化す
ることができる。しかし、移動を行なえば測定位置が不
定となり、揺動を行なえば応力の測定方向が不定となる
ためこの方法は採用できない。測定位置は前述したよう
に例えば亀裂の発生部位、プレス加工材の湾曲部位など
と定まっており、応力の測定方向は例えば亀裂に対して
直角方向、プレスの半径方向などと定まっている。試料
の揺動を行なって微小領域の応力測定を行なう方法も提
案されているが、応力の測定方向が不定となるうえ、計
数管を用いるため測定時間も長い（例、“材料、３６
巻、４０５号、１９８７年”、６３０〜６３５頁）。
試料を移動または揺動すればＸ線回折アークを連続化す
ることができる。しかし、移動を行なえば測定位置が不
定となり、揺動を行なえば応力の測定方向が不定となる
ためこの方法は採用できない。測定位置は前述したよう
に例えば亀裂の発生部位、プレス加工材の湾曲部位など
と定まっており、応力の測定方向は例えば亀裂に対して
直角方向、プレスの半径方向などと定まっている。試料
の揺動を行なって微小領域の応力測定を行なう方法も提
案されているが、応力の測定方向が不定となるうえ、計
数管を用いるため測定時間も長い（例、“材料、３６
巻、４０５号、１９８７年”、６３０〜６３５頁）。
【０００６】特開平２−１２０４３号公報には二次元検
出器であるイメージングプレートの感光面に複数の測定
領域を設定し、該イメージングプレートを回転させなが
ら各領域においてＸ線回折像を順次、露光、読み取り、
消去することを特徴とする連続的Ｘ線回折像撮影法が示
されており、さらにイメージングプレート上の複数の矩
形測定領域の設定による応力測定の実施例が記載されて
いる。上記公報に記載の方法では、イメージングプレー
トの回転に伴う位置のズレのためＸ線回折アークの角度
の再現性精度が低下する。また、Ｘ線回折アークがスポ
ット状に不連続となるため、幅２０ｍｍの矩形の測定領
域では微小領域の応力測定には適用できない。
出器であるイメージングプレートの感光面に複数の測定
領域を設定し、該イメージングプレートを回転させなが
ら各領域においてＸ線回折像を順次、露光、読み取り、
消去することを特徴とする連続的Ｘ線回折像撮影法が示
されており、さらにイメージングプレート上の複数の矩
形測定領域の設定による応力測定の実施例が記載されて
いる。上記公報に記載の方法では、イメージングプレー
トの回転に伴う位置のズレのためＸ線回折アークの角度
の再現性精度が低下する。また、Ｘ線回折アークがスポ
ット状に不連続となるため、幅２０ｍｍの矩形の測定領
域では微小領域の応力測定には適用できない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、多結晶材料の微小領域や粗大粒材料の応力測定に適
用でき、Ｘ線回折のアークの角度変化を精度良く検出で
き、多結晶材料の微小領域の応力測定が精度良く短時間
で行なえるＸ線回折アークの露光方法及び装置を提供す
ることである。
は、多結晶材料の微小領域や粗大粒材料の応力測定に適
用でき、Ｘ線回折のアークの角度変化を精度良く検出で
き、多結晶材料の微小領域の応力測定が精度良く短時間
で行なえるＸ線回折アークの露光方法及び装置を提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の微小領域応力測定用Ｘ線露光方法は、
Ｘ線をスリット及び前置スクリーンを介して試料上の微
小領域に入射させ、試料へのＸ線の入射角を変える毎
に、該微小領域から反射したＸ線回折アークを、後置ス
クリーンを介して固定したイメージングプレート上の同
一の測定領域に多重露光させることを特徴とするように
構成されている。
ために、本発明の微小領域応力測定用Ｘ線露光方法は、
Ｘ線をスリット及び前置スクリーンを介して試料上の微
小領域に入射させ、試料へのＸ線の入射角を変える毎
に、該微小領域から反射したＸ線回折アークを、後置ス
クリーンを介して固定したイメージングプレート上の同
一の測定領域に多重露光させることを特徴とするように
構成されている。
【０００９】また、反射したＸ線回折アークをイメージ
ングプレートに露光させる間に、イメージングプレート
を入射Ｘ線の光軸の回転の中心として揺動を行なわせる
ことを特徴とするように構成されている。
ングプレートに露光させる間に、イメージングプレート
を入射Ｘ線の光軸の回転の中心として揺動を行なわせる
ことを特徴とするように構成されている。
【００１０】また、試料から反射したＸ線回折アークを
多重露光させる際に標準試料粉を試料上に置いて試料と
同時に露光させることを特徴とするように構成されてい
る。
多重露光させる際に標準試料粉を試料上に置いて試料と
同時に露光させることを特徴とするように構成されてい
る。
【００１１】また、試料から反射したＸ線回折アークを
１回だけ露光させる際に標準試料粉を試料上に置いて試
料と同時に露光させることを特徴とするように構成させ
ている。
１回だけ露光させる際に標準試料粉を試料上に置いて試
料と同時に露光させることを特徴とするように構成させ
ている。
【００１２】また、本発明の微小領域応力測定用露光装
置は、入射Ｘ線の光路上のスリットおよび前置スクリー
ンを、回転可能なゴニオメータに搭載した試料台の直前
に配置し、入射Ｘ線の光軸を中心として回転可能なアー
ムに、イメージングプレートを備えたイメージングプレ
ート支持板を搭載し、イメージングプレートの前面に後
置スクリーンを設置することを特徴とするように構成さ
れている。
置は、入射Ｘ線の光路上のスリットおよび前置スクリー
ンを、回転可能なゴニオメータに搭載した試料台の直前
に配置し、入射Ｘ線の光軸を中心として回転可能なアー
ムに、イメージングプレートを備えたイメージングプレ
ート支持板を搭載し、イメージングプレートの前面に後
置スクリーンを設置することを特徴とするように構成さ
れている。
【００１３】
【作用】多結晶材料の微小領域の応力測定にはまずスリ
ットにより希望の微小領域にあわせて入射Ｘ線を制限す
ることが必要である。スリットによるＸ線の制限により
ノイズが発生するが、このノイズは前置スクリーンをス
リットの下流側に配置することにより防ぐことができ
る。また、後置スクリーンにより、必要な回折Ｘ線のみ
を通し、イメージングプレートに不要なノイズが露光さ
せることを防ぐ。
ットにより希望の微小領域にあわせて入射Ｘ線を制限す
ることが必要である。スリットによるＸ線の制限により
ノイズが発生するが、このノイズは前置スクリーンをス
リットの下流側に配置することにより防ぐことができ
る。また、後置スクリーンにより、必要な回折Ｘ線のみ
を通し、イメージングプレートに不要なノイズが露光さ
せることを防ぐ。
【００１４】図１に示すようにイメージングプレート１
３上のＸ線回折アーク１１の位置が回折角２θと対応し
ている。回折アークの微小領域や粗大結晶粒の場合はＸ
線回折アークはスポット状になる。応力測定のために
は、試料へのＸ線の入射角αの変化に伴う、これらのス
ポットの回折角度の変化を読み取らねばならない。試料
へのＸ線の入射角を数回変える毎に、スポット状のＸ線
回折アークを固定したイメージングプレート上の同一の
測定領域に多重露光させることにより数個の回折スポッ
トの回折角度２θの相対的変化を正確に読み取ることが
できる。イメージングプレートを交換したり、イメージ
ングプレート上の測定領域を動かして露光すれば、イメ
ージングプレートの露光装置での位置の再現性精度と、
読み取り装置での位置の再現性精度の低下のためにＸ線
回折アークの角度の測定精度が低下する。応力測定はｓ
ｉｎ2Ψ法で行なう。この際、Ｘ線の入射角を変える多
重露光の回数は最小２回とすることができるが、測定精
度を上げるためには４回程度が望ましい。
３上のＸ線回折アーク１１の位置が回折角２θと対応し
ている。回折アークの微小領域や粗大結晶粒の場合はＸ
線回折アークはスポット状になる。応力測定のために
は、試料へのＸ線の入射角αの変化に伴う、これらのス
ポットの回折角度の変化を読み取らねばならない。試料
へのＸ線の入射角を数回変える毎に、スポット状のＸ線
回折アークを固定したイメージングプレート上の同一の
測定領域に多重露光させることにより数個の回折スポッ
トの回折角度２θの相対的変化を正確に読み取ることが
できる。イメージングプレートを交換したり、イメージ
ングプレート上の測定領域を動かして露光すれば、イメ
ージングプレートの露光装置での位置の再現性精度と、
読み取り装置での位置の再現性精度の低下のためにＸ線
回折アークの角度の測定精度が低下する。応力測定はｓ
ｉｎ2Ψ法で行なう。この際、Ｘ線の入射角を変える多
重露光の回数は最小２回とすることができるが、測定精
度を上げるためには４回程度が望ましい。
【００１５】Ｘ線の発散や結晶粒の歪によるスポットの
ボケのため、回折角度変化の読み取りが困難である場合
や、イメージングプレートに不可避な点状のノイズとス
ポットの識別が困難である場合は、入射Ｘ線の光軸を回
転の中心としてイメージングプレートを揺動することに
より、Ｘ線回折アーク上の不連続なスポットを同心円状
に引き延ばし円弧状（アーク状）にすることが必要にな
る。このことによりＸ線回折アークの角度変化を正確に
読み取ることができる。また、イメージングプレートに
不可避な点状のノイズとＸ線回折アークを識別すること
も容易となる。このような揺動はＸ線の検出器として計
数管（位置検出型比例計数管を含む）を用いる場合にも
有効である。
ボケのため、回折角度変化の読み取りが困難である場合
や、イメージングプレートに不可避な点状のノイズとス
ポットの識別が困難である場合は、入射Ｘ線の光軸を回
転の中心としてイメージングプレートを揺動することに
より、Ｘ線回折アーク上の不連続なスポットを同心円状
に引き延ばし円弧状（アーク状）にすることが必要にな
る。このことによりＸ線回折アークの角度変化を正確に
読み取ることができる。また、イメージングプレートに
不可避な点状のノイズとＸ線回折アークを識別すること
も容易となる。このような揺動はＸ線の検出器として計
数管（位置検出型比例計数管を含む）を用いる場合にも
有効である。
【００１６】Ｘ線回折アークを多重露光させる際に標準
試料粉を試料上において試料と同時に露光させ、標準試
料粉のＸ線回折アークの回折角度と比較することによ
り、Ｘ線回折アークの角度の絶対値を読み取ることがで
きる。従って、本方法はＸ線回折アークが目的のアーク
かどうかの確定を容易にし、かつ光学系配置が適正であ
るかの確認、および正しく回折角度を読み取るための基
準としても重要である。
試料粉を試料上において試料と同時に露光させ、標準試
料粉のＸ線回折アークの回折角度と比較することによ
り、Ｘ線回折アークの角度の絶対値を読み取ることがで
きる。従って、本方法はＸ線回折アークが目的のアーク
かどうかの確定を容易にし、かつ光学系配置が適正であ
るかの確認、および正しく回折角度を読み取るための基
準としても重要である。
【００１７】また、標準試料粉の応力の平均値はゼロと
考えられるので、標準試料粉のＸ線回折アークは応力ゼ
ロ値を表示することになる。即ち、１回の露光でも標準
試料粉からの偏差を読み取ることにより応力を知ること
ができ、測定能率上きわめて有利となる。標準試料粉と
しては測定試料のＸ線回折アークと区別できるように鋭
い連続したＸ線回折アークを生じるものが良い。測定試
料と同一の物質であれば測定試料のＸ線回折アークの近
くにアークが生じるため都合が良い。例えば鉄試料を測
定する場合は結晶粒寸法を５μｍ程度に調整した焼きな
ました鉄粉がよい。標準試料粉を試料上に置く量は従来
の計数管法に比べはるかに少量でよい。例えば、数μｍ
厚さに塗布すればよい。
考えられるので、標準試料粉のＸ線回折アークは応力ゼ
ロ値を表示することになる。即ち、１回の露光でも標準
試料粉からの偏差を読み取ることにより応力を知ること
ができ、測定能率上きわめて有利となる。標準試料粉と
しては測定試料のＸ線回折アークと区別できるように鋭
い連続したＸ線回折アークを生じるものが良い。測定試
料と同一の物質であれば測定試料のＸ線回折アークの近
くにアークが生じるため都合が良い。例えば鉄試料を測
定する場合は結晶粒寸法を５μｍ程度に調整した焼きな
ました鉄粉がよい。標準試料粉を試料上に置く量は従来
の計数管法に比べはるかに少量でよい。例えば、数μｍ
厚さに塗布すればよい。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例につき図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１９】図１に、本発明の実施例による微小領域応
力測定用Ｘ線露光装置を示す。Ｘ線源１で発生したＸ線
２は、シャッタ３、フィルタ４、コリメータ５を経て試
料８に入射される。コリメータ５でＸ線２が平行化され
るが、スリット６で希望の微小領域にあわせてＸ線を制
限し照射する。例えば、一辺が３００μｍの正方形とす
る。さらに前置スクリーン７によりノイズの低減を行な
う。前置スクリーン７の開口部はスリットの開口形状よ
りもやや大きくしＸ線ビームへの接触を避ける。例え
ば、Ｘ線ビーム寸法よりも１００μｍほど大きくする。
前置スクリーン７の外寸法はなるべく大きくし、外から
のノイズの侵入を防ぐ必要がある。前置スクリーン７を
セットする位置は試料の直前が望ましいので、試料の回
転を妨害しない範囲で近接させる。スリット６および前
置スクリーン７の材料はＸ線を遮蔽するために、密度の
高い物質で厚く作らねばならない。例えば、真ちゅうま
たは鉄で２ｍｍ厚みとする。
力測定用Ｘ線露光装置を示す。Ｘ線源１で発生したＸ線
２は、シャッタ３、フィルタ４、コリメータ５を経て試
料８に入射される。コリメータ５でＸ線２が平行化され
るが、スリット６で希望の微小領域にあわせてＸ線を制
限し照射する。例えば、一辺が３００μｍの正方形とす
る。さらに前置スクリーン７によりノイズの低減を行な
う。前置スクリーン７の開口部はスリットの開口形状よ
りもやや大きくしＸ線ビームへの接触を避ける。例え
ば、Ｘ線ビーム寸法よりも１００μｍほど大きくする。
前置スクリーン７の外寸法はなるべく大きくし、外から
のノイズの侵入を防ぐ必要がある。前置スクリーン７を
セットする位置は試料の直前が望ましいので、試料の回
転を妨害しない範囲で近接させる。スリット６および前
置スクリーン７の材料はＸ線を遮蔽するために、密度の
高い物質で厚く作らねばならない。例えば、真ちゅうま
たは鉄で２ｍｍ厚みとする。
【００２０】試料８は回転可能なゴニオメータ１０に搭
載された試料台９の中に取り付けられる。イメージング
プレート支持板１４の支持面は、回折Ｘ線１１のイメー
ジングプレート１３への垂直入射、及び試料からの距離
Ｒを一定とするために球面とし、定量性の確保を行な
う。簡便には球面の代わりに円筒面で代替することも可
能である。支持板１４の支持面にはイメージングプレー
ト１３が取り付けられる。イメージングプレート支持板
１４はノイズとなる外部放射線の透過を防ぐため、ま
た、形状を正確に保つためには密度の高い物質で厚く作
ることが望ましいが、揺動する支持アーム１５に搭載す
るため軽量性も要求される。例えば鉄で２ｍｍ厚み、ア
ルミニウムで６ｍｍ厚みとする。
載された試料台９の中に取り付けられる。イメージング
プレート支持板１４の支持面は、回折Ｘ線１１のイメー
ジングプレート１３への垂直入射、及び試料からの距離
Ｒを一定とするために球面とし、定量性の確保を行な
う。簡便には球面の代わりに円筒面で代替することも可
能である。支持板１４の支持面にはイメージングプレー
ト１３が取り付けられる。イメージングプレート支持板
１４はノイズとなる外部放射線の透過を防ぐため、ま
た、形状を正確に保つためには密度の高い物質で厚く作
ることが望ましいが、揺動する支持アーム１５に搭載す
るため軽量性も要求される。例えば鉄で２ｍｍ厚み、ア
ルミニウムで６ｍｍ厚みとする。
【００２１】後置スクリーン１２は必要なＸ線回折アー
クのみを通すように開口部を設定する。回折Ｘ線の波長
よりも長い波長のＸ線の透過を妨げる膜を開口部に貼る
こともノイズ低減のために有効である。Ｃｒ管球の場合
は、薄いビニル膜を用い、ゴニオメータ１０内のＸ線の
通路をヘリウムガスで置換すると良い。Ｍｏ管球の場合
はアルミニウムの板が良い。
クのみを通すように開口部を設定する。回折Ｘ線の波長
よりも長い波長のＸ線の透過を妨げる膜を開口部に貼る
こともノイズ低減のために有効である。Ｃｒ管球の場合
は、薄いビニル膜を用い、ゴニオメータ１０内のＸ線の
通路をヘリウムガスで置換すると良い。Ｍｏ管球の場合
はアルミニウムの板が良い。
【００２２】入射Ｘ線２の光軸を回転軸としたイメージ
ングプレート１３の揺動について記す。揺動は点状のノ
イズとＸ線回折スポットの識別のためには最小±１°程
度でも効果を現わす。上限は特に設けないがＸ線回折ア
ークの角度を精度良く読み取るためには±１０°程度で
充分である。揺動の実現のためにはカム機構の利用、ま
たは計算機によるステッピングモータの駆動制御が必要
となる。揺動を回転で代替することもできるが、後置ス
クリーン１２で回折Ｘ線１１が制限されているため露光
時間が長くなり能率が劣る。
ングプレート１３の揺動について記す。揺動は点状のノ
イズとＸ線回折スポットの識別のためには最小±１°程
度でも効果を現わす。上限は特に設けないがＸ線回折ア
ークの角度を精度良く読み取るためには±１０°程度で
充分である。揺動の実現のためにはカム機構の利用、ま
たは計算機によるステッピングモータの駆動制御が必要
となる。揺動を回転で代替することもできるが、後置ス
クリーン１２で回折Ｘ線１１が制限されているため露光
時間が長くなり能率が劣る。
【００２３】試料８とイメージングプレート１３間の距
離Ｒを近づけると回折Ｘ線強度は増すが、角度分解能は
劣化する。遠すぎれば角度分解能は向上するが、回折Ｘ
線強度が減じ、また、イメージングプレート１３とその
支持板１４、支持アーム１５の寸法が巨大となり製作が
困難となる。強度と角度分解能のバランスを考慮し適切
な値を決める必要があるが、距離Ｒは２００〜６００ｍ
ｍが適切と考えられる。
離Ｒを近づけると回折Ｘ線強度は増すが、角度分解能は
劣化する。遠すぎれば角度分解能は向上するが、回折Ｘ
線強度が減じ、また、イメージングプレート１３とその
支持板１４、支持アーム１５の寸法が巨大となり製作が
困難となる。強度と角度分解能のバランスを考慮し適切
な値を決める必要があるが、距離Ｒは２００〜６００ｍ
ｍが適切と考えられる。
【００２４】次に、本発明を具体的な微小領域の応力測
定例について説明する。
定例について説明する。
【００２５】（実験例１）図１に示した装置を用い、イ
メージングプレート支持板１４を露光するイメージング
プレート面が試料を中心とした半径Ｒ＝３００ｍｍの円
筒面となるように支持アーム１５に取り付けた。消去済
みのカセットに封入した角形のイメージングプレート１
３をイメージングプレート支持板１４に取り付けた。露
光開始より読み取り開始まで照明を消し、装置を暗く保
てる場合はカセットに封入する必要はない。イメージン
グプレート１３は、長さ４７０ｍｍ、幅２００ｍｍであ
り、検出可能な回折角度の範囲は９０度であった。実験
室においてＣｒ管球（４０Ｋｖ，３０ｍＡ）より発生さ
せた特性Ｘ線を、フィルタ４、コリメータ５を通し直径
０．５ｍｍの平行ビームとした。さらにスリット６、前
置スクリーン７を通して試料８に入射させた。スリット
６の開口部は一辺が３００μｍの正方形とし、前置スク
リーン７の開口部は一辺が４００μｍの正方形とした。
試料８は長さ２００ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚み１ｍｍの鋼
板２枚の中心付近をスポット溶接したものである。スポ
ット溶接の外縁部から０ｍｍ，０．５ｍｍ，１．０ｍｍ
の３箇所を測定した。試料８からの回折Ｘ線１１は後置
スクリーン１２を通り、イメージングプレート１３の上
にＸ線回折アークの像を生じる。後置スクリーン１２は
鉄の２１１反射のＸ線回折アークを選択するように固定
した。
メージングプレート支持板１４を露光するイメージング
プレート面が試料を中心とした半径Ｒ＝３００ｍｍの円
筒面となるように支持アーム１５に取り付けた。消去済
みのカセットに封入した角形のイメージングプレート１
３をイメージングプレート支持板１４に取り付けた。露
光開始より読み取り開始まで照明を消し、装置を暗く保
てる場合はカセットに封入する必要はない。イメージン
グプレート１３は、長さ４７０ｍｍ、幅２００ｍｍであ
り、検出可能な回折角度の範囲は９０度であった。実験
室においてＣｒ管球（４０Ｋｖ，３０ｍＡ）より発生さ
せた特性Ｘ線を、フィルタ４、コリメータ５を通し直径
０．５ｍｍの平行ビームとした。さらにスリット６、前
置スクリーン７を通して試料８に入射させた。スリット
６の開口部は一辺が３００μｍの正方形とし、前置スク
リーン７の開口部は一辺が４００μｍの正方形とした。
試料８は長さ２００ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚み１ｍｍの鋼
板２枚の中心付近をスポット溶接したものである。スポ
ット溶接の外縁部から０ｍｍ，０．５ｍｍ，１．０ｍｍ
の３箇所を測定した。試料８からの回折Ｘ線１１は後置
スクリーン１２を通り、イメージングプレート１３の上
にＸ線回折アークの像を生じる。後置スクリーン１２は
鉄の２１１反射のＸ線回折アークを選択するように固定
した。
【００２６】イメージングプレートの露光時の鋼板製の
シャッタの開放時間は１２０秒であった。鋼板試料の傾
き角度を変えながら次々と露光させた。入射Ｘ線ビーム
に試料を垂直にした後、試料の傾きを圧延方向へ、α＝
０，１５，３０，４５°に傾け合計４回の露光後、読み
取りには他の読み取り専用装置で行なった。読み取り時
間は５分であった。
シャッタの開放時間は１２０秒であった。鋼板試料の傾
き角度を変えながら次々と露光させた。入射Ｘ線ビーム
に試料を垂直にした後、試料の傾きを圧延方向へ、α＝
０，１５，３０，４５°に傾け合計４回の露光後、読み
取りには他の読み取り専用装置で行なった。読み取り時
間は５分であった。
【００２７】Ｘ線回折アークの検出可不可および２θ−
ｓｉｎ2Ψ線図の回帰直線に応力定数を乗じて求めた応
力値と信頼限界ΔσXを比較した。
ｓｉｎ2Ψ線図の回帰直線に応力定数を乗じて求めた応
力値と信頼限界ΔσXを比較した。
【００２８】（実験例２）反射したＸ線回折アークをイ
メージングプレートに露光させる間に、イメージングプ
レートを入射Ｘ線の光軸を回転の中心として揺動させ
た。揺動角度は±２°とした。他の条件は、実験例１と
同様である。
メージングプレートに露光させる間に、イメージングプ
レートを入射Ｘ線の光軸を回転の中心として揺動させ
た。揺動角度は±２°とした。他の条件は、実験例１と
同様である。
【００２９】（実験例３）標準試料粉として平均直径４
μｍの鉄粉を試料の測定領域上におよそ一層置いて、標
準試料粉のＸ線回折アークと試料のＸ線回折アークを同
時に多重露光させた。他の条件は実験例１と同様であ
る。
μｍの鉄粉を試料の測定領域上におよそ一層置いて、標
準試料粉のＸ線回折アークと試料のＸ線回折アークを同
時に多重露光させた。他の条件は実験例１と同様であ
る。
【００３０】（実験例４）実験例３と同様に標準試料粉
として平均直径４μｍの鉄粉を試料の測定領域上におよ
そ一層置いて、圧延方向へ試料をα＝４５°に傾け１回
露光させた。他の条件は、実験例１と同様である。測定
時間が１／４になり測定能率が向上した。応力値は回折
角度２θの変化から算出した。
として平均直径４μｍの鉄粉を試料の測定領域上におよ
そ一層置いて、圧延方向へ試料をα＝４５°に傾け１回
露光させた。他の条件は、実験例１と同様である。測定
時間が１／４になり測定能率が向上した。応力値は回折
角度２θの変化から算出した。
【００３１】（実験例５）放射光（２．５ＧｅＶ，２０
０ｍＡ）をモノクロメータにより単色化し波長を２．２
９オングストロームとして光源として実験を行なった。
露光時間は９秒とした。他の条件は実験例１と同様であ
る。
０ｍＡ）をモノクロメータにより単色化し波長を２．２
９オングストロームとして光源として実験を行なった。
露光時間は９秒とした。他の条件は実験例１と同様であ
る。
【００３２】（比較実験例１）計数管を用いた市販のＸ
線応力測定装置を用い測定した。コリメータを通し直径
０．３ｍｍの並行ビームとした。Ｘ線源、試料、試料の
傾きなどは、実験例１と同様である。測定時間は試料の
傾き毎に６０分で、合計４回測定した。
線応力測定装置を用い測定した。コリメータを通し直径
０．３ｍｍの並行ビームとした。Ｘ線源、試料、試料の
傾きなどは、実験例１と同様である。測定時間は試料の
傾き毎に６０分で、合計４回測定した。
【００３３】（比較実験例２）コリメータを通し直径
２．０ｍｍの並行ビームとした。他の条件は、比較実験
例１と同様である。
２．０ｍｍの並行ビームとした。他の条件は、比較実験
例１と同様である。
【００３４】以上の実験結果を表１及び図２に示す。表
１の応力値はスポット溶接の外縁部から０ｍｍの値で、
±のあとの数字は信頼限界を示す。比較実験例２は応力
値が一応求められたが、極めて低く周辺領域の値の影響
をうけており、微小領域の応力値が得られていない。ま
た、信頼限界が大きく測定精度が極めて悪い。
１の応力値はスポット溶接の外縁部から０ｍｍの値で、
±のあとの数字は信頼限界を示す。比較実験例２は応力
値が一応求められたが、極めて低く周辺領域の値の影響
をうけており、微小領域の応力値が得られていない。ま
た、信頼限界が大きく測定精度が極めて悪い。
【００３５】
【発明の効果】本発明の方法および装置によれば、多結
晶材料の微小領域のＸ線回折アークが検出可能で、かつ
角度変化を精度良く読み取れ、微小領域の応力測定が短
時間で可能となる。
晶材料の微小領域のＸ線回折アークが検出可能で、かつ
角度変化を精度良く読み取れ、微小領域の応力測定が短
時間で可能となる。
【００３６】
【表１】
【図１】本発明の実施例による微小領域応力測定用Ｘ線
露光方法及び装置の概略構成平面図である。
露光方法及び装置の概略構成平面図である。
【図２】本発明の実施例による測定位置と応力値の測定
結果を示す図である。
結果を示す図である。
１ Ｘ線源 ２ Ｘ線 ３ シャッタ ４ フィルタ ５ コリメータ ６ スリット ７ 前置スクリーン ８ 試料 ９ 試料台 １０ ゴニオメータ １１ 回折Ｘ線 １２ 後置スクリーン １３ イメージングプレート １４ イメージングプレート支持板 １５ 支持アーム １６ 揺動駆動装置 １７ 入射装置台 α 試料へのＸ線の入射角 ２θ 回折角 Ｒ 試料とイメージングプレート間の距離
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｘ線をスリットおよび前置スクリーンを
介して試料上の微小領域に入射させ、試料へのＸ線の入
射角を変える毎に、該微小領域から反射したＸ線回折ア
ークを後置スクリーンを介して、固定したイメージング
プレート上の同一の測定領域に多重露光させることを特
徴とする微小領域応力測定のためのＸ線露光方法。 - 【請求項２】 反射したＸ線回折アークをイメージング
プレートに露光させる際に、イメージングプレートを入
射Ｘ線の光軸を回転の中心として揺動を行なわせること
を特徴とする請求項１記載の微小領域応力測定のための
Ｘ線露光方法。 - 【請求項３】 試料上に標準試料粉を置いてＸ線を入射
させ、標準試料粉のＸ線回折アークと試料のＸ線回折ア
ークを同時に多重露光させることを特徴とする請求項１
記載の微小領域応力測定用Ｘ線露光方法。 - 【請求項４】 試料から反射したＸ線回折アークを１回
だけ露光させることを特徴とする請求項３記載の微小領
域応力測定用Ｘ線露光方法。 - 【請求項５】 入射Ｘ線の光路上のスリットおよび前置
スクリーンを回転可能なゴニオメータに搭載した試料台
の直前に配置し、入射Ｘ線の光軸を中心として回転可能
なアームに、イメージングプレートを備えたイメージン
グプレート支持板を搭載し、イメージングプレートの前
面に後置スクリーンを設置することを特徴とする微小領
域応力測定用Ｘ線露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12464893A JPH06317484A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 微小領域応力測定のためのｘ線露光方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12464893A JPH06317484A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 微小領域応力測定のためのｘ線露光方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317484A true JPH06317484A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=14890613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12464893A Withdrawn JPH06317484A (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 微小領域応力測定のためのｘ線露光方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06317484A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2559993A2 (en) | 2011-08-18 | 2013-02-20 | Hitachi Ltd. | X-ray diffraction instrument for measuring an object larger than the x-ray detector |
| JP2013113734A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Pulstec Industrial Co Ltd | Ｘ線回折測定装置及び残留応力測定方法 |
| CN106383000A (zh) * | 2016-09-01 | 2017-02-08 | 河北工业大学 | 一种基于单晶体双电光调制实时测量光学材料微观应力的装置及方法 |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP12464893A patent/JPH06317484A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2559993A2 (en) | 2011-08-18 | 2013-02-20 | Hitachi Ltd. | X-ray diffraction instrument for measuring an object larger than the x-ray detector |
| US8923480B2 (en) | 2011-08-18 | 2014-12-30 | Hitachi, Ltd. | X-ray diffraction instrument |
| JP2013113734A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Pulstec Industrial Co Ltd | Ｘ線回折測定装置及び残留応力測定方法 |
| CN106383000A (zh) * | 2016-09-01 | 2017-02-08 | 河北工业大学 | 一种基于单晶体双电光调制实时测量光学材料微观应力的装置及方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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