Способ контроля качества поверхности

 

Сущность изобретения: рентгеновский пучок с известной угловой полушириной BI направляют под углом в из диапазона углов полного.внешнего отражения (ПВО) на исследуемый образец. Измеряют полуширину Bz зеркально отраженного пучка. По уширению Bz/Bt определяют параметр шероховатости Rz исследуемого зеркала с помощью градуировочной кривой зависимости Bz/Bi от Rz. которую предварительно строят по нескольким точкам, измеренным для набора зеркал с известными значениям RZ. Используют многократное ПВО в канале бесщелевого коллиматора, одной стенкой которого служит исследуемый образец, а второй - плоское зеркало с известным параметром Rz. а в качестве Bz берут сумму полуширин обоих пучков на выходе коллиматора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 23/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) кглюмй

11Ц .Д ь . k.û;;É «ЙМ3

6i !;:"АЙ4 f 1 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4927416/25 (22) 16.04.91 (46) 07.04,93. Бюл. М 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехниФ ческих измерений (72) 3.P.Ñàðêèñîâ и С.Р.Саркисов (56) Измерения, контроль, автоматизация.

1983, вып,4 (48), с.3

Измерительная техника, 1983, М 6, с,27. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОВЕ РХНОСТИ (57) Сущность изобретения: рентгеновский пучок с известной угловой полушириной Bi направляют под углом 9 йз диапазона уг-. лов полного. внешнего отражения (ПВО) на

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля с использованием излучения и основано на явлении полного внешнего отражения (ПВО) рентгеновского излучения от зеркально гладкой поверхности, а конкретнее — на существовании зависимости параметров ПВО рентгеновского излучения от профиля отражающей поверхности.

Цель изобретения — повышение чувствительности измерений R> поверхностей

3" высокого качества обработки (йв (10 А) и обеспечение воэможности оценки неплоскостности поверхности.

Для достижения поставленной цели в известном способе вместо однократного

ПВО от исследуемого образца используют многократное ПВО в канале т.н. "бесщелевого- коллиматора (3), одной стенкой котог

„„5U 1807357 А1 исследуемый образец. Измеряют полуширину В зеркально отраженного пучка. По уширению Bz/Bt определяют параметр шероховатости Rz исследуемого зеркала с помощью градуировочной кривой зависимости В /Bi от Я,, которую предварительно строят по нескольким точкам, измеренным для набора зеркал с известными значениям В . Используют многократное

ПВО в канале "бесщелевого" коллиматора, одной стенкой которого служит исследуемый образец, а второй — плоское зеркало с известным параметром Rz. а в качестве В берут сумму полуширин обоих пучков на выходе коллиматора. 2 ил. рого служит исследуемый образец, а второй — плоское зеркало с известным параметром В, а в качестве В берут сумму полуширин обоих пучков на выходе коллиматора, В связи с тем, что в предложенной рентгенооптической схеме исследуемая поверхность как бы разбивается на малые участки (со статистически распределенными малыми значениями неплоскостности) между последовательными актами ПВО от обеих стенок канала, то макроизгиб исследуемого образца проявится не в изменении угловой ширины пучка, как это имеет место при однократном ПВО от всей площади изогнутого зеркала, а в отличии углового расстояния между выходными пучками от значения

2 6}, Тем самым; в предложенном способе не только повышается многократно чувствительность, т,е. величина В /В, но и появля1807357 ется новое полезное свойство — возможность одновременно оценивать степень неплоскостности образца, На фиг.1 и фиг,2 изображены, соответственно, угловое распределение рентгеновского излучения, вышедшего из канала бесщелевого коллиматора в результате процесса многократного ПВО (фиг.1), и градуировочный график зависимости В /Bi от Rz, полученный по результатам измерений на нескольких образцах с известными параметрами шероховатости поверхности (фиг,2).

Пример. Измерения проводились на рентгеновском рефлектометре. Расходимость исходного могнохроматического пучка МоКа1 — излучения составляла Bi - 6" .

Пучок имел лентообраэную форму с прямоугольным сечением в районе образца

5 мкм х 4 мм. Этот пучок под углом Я 3 направлялся в щель между двумя одинаковыми, наиболее гладкими из имевшихся в распоряжении (14в — класса по ГОСТ 278973), плоскими стеклянными пластинами, плотно прижатыми друг к другу, образуя таким образом бесщелевой коллиматор. Угловое распределение выходящего излучения (см.фиг.1) измерялось с помощью получения рентгеновских кривых качания кристалла-анализатора, которым служил высокосовершенный монокристалл кварца в рефлексе(1011), Замещаяодноиз "эталонных" стекол другим из имевшегося набора образцов с известными параметрами R<, измерения повторялись, и по их результатам строился градуировочный график зависимости Вт/В от 4 (см.фиг.2). Затем, для оценки шероховатости неизвестного образца, его также прижимали к одному из "эталонных" и повторяли вышеописанную процедуру измерений; по полученному значению (Вг/В )х с помощью графика на фиг. 2 определяли величину (Rz)x неизвестного образца. Она о оказалась равной 350 А. Степень неплоскостности образца оценивалась как разность между угловым разнесением пиков на фиг.1 и величиной 26 -6, и составила около1 .

Таким образом, продемонстрированы . преимущества предлагаемого технического решения: применение многократного ПВО вместо однократного повышает чувствительность способа, по сравнению с извест.ным, в несколько раз, поскольку небольшие .. уширения рентгеновского пучка при каждом акте ПВО суммируются, накапливаясь к выходу бесщелевого коллиматора; для оценки качества сверхгладких зеркал укаэанный рост чувствительности особенно важен, т.к, в этом случае погрешности известных спо10 собов сравниваются (а иногда и превосходят) с измеряемой величиной, а метод контроля обязательно должен быть неразрушающим. т.е. механическая профилометрия не годится.

15 Что же касается одновременного îïðåделения неплоскостности образца, то это— новая возможность, которой не было в известном способе, где измеряется только шероховатость поверхности.

Формула изобретения

Способ контроля качества поверхности, заключающийся в том, что рентгеновский пучок с известной угловой полушириной Bi направляют под углом Я из диапазона yr25 лов полного внешнего отражения на исследуемый образец, измеряют полуширину В, зеркально отраженного пучка, и по уширению Bz/Bt определяют параметр шероховатости R< поверхности образца с помощью

30 градуировочной кривой зависимости Bz/Bi от Rz, котбрую строя для набора эталонных образцов с известным значением Rz, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерений

35 поверхностей высокого качества обработки о, (Rz (10 А) и обеспечения возможности оценки неплоскостности поверхности за счет использования многократного полного

40 внешнего отражения вместо однократного, рентгеновский пучок направляют в бесщелевой коллиматор, составленный из исследуемого образца и плоского зеркала с известным параметром Rz, в качестве пара45 метра Bz используют сумму полуширин обоих рентгеновских пучков на выходе коллиматора, а о неплоскостности поверхности судят по разности углового расстояния.между пучками на выходе коллиматора

50 и величиной 2 9 .

1807357 о ьо oî 1SQ 200 250 ьо

,сек .

Фиг. 7

М), 2,5 Р В 7,5 qP

Фиг. 2

Составитель T. Владимирова

Техред M.Moðlåíòàë Корректор M. Ткач

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1374 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям.при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5