Способ контроля толщины покрытий

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения толщины покрытий с помощью электронных пучков. Целью изобретения является повышение точности контроля толщины покрытий при малом различии атомных номеров материалов покрытия и основы. Она достигается применением относительных измерений. Способ реализуется следующим образом. На поверхности контролируемого материала выделяют предварительно определенные с помощью контрольных образцов две области поверхности, разделенные промежуточной областью. Первую область облучают пучком электронов, экранируют тормозное излучение из промежуточной области, измеряют интенсивности тормозного излучения из выделенных областей и по их отношению определяют толщину покрытия. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) А1 (51) 4 G 01 B 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4267013/24-28 (22) 23 ° 06 ° 87 (46) 30.11,89.Бюл, К 44 (71) Научно-исследовательский институт интроскопин Томского политехнического института им, С.М.Кирова (72) В.Б.Сорокин (53) 531.717,11 (088 ° 8) (56) Ле@ектоскопия, ))(2, 1975, с, 33-36, 1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения толщины покрытий с помощью электронных пучков. Цель изобретеИзобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения толщины покрытий с помощью электронных пучков °

Цель изобретения — повышение точности контроля толщины покрытий при малом различии атомных номеров материалов покрытия и основы, что достигается применением метода относительных измерений.

На чертеже представлена схема реализации способа, Способ при контроле, например, медноцинковых, биметаллических пластин с номинальной толщиной цинкового покрытия t = О, l7 см реализуется следующим образом. (Пучок электронов с энергией F.

4,6 МэВ от источника на основе ма2 ния — повьппение точности контроля толщины покрытий при малом различии атомных номеров материалов покрытия и основы. Она достигается применением относительных измерений. Способ реализуется следующим образом. На поверхности контролируемого материала выделяют предварительно определенные с помощью контрольных образцов две области поверхности, разделенные про" межуточной областью, Первую область облучают пучкои электронов,экранируют тормозное излучение из промежуточной области, измеряют интенсивности тормозного излучения из выделен\ ных областей и по их отнов)ению определяют толщину покрытия, ил логабаритного бетатрона направляют на поверхность первого образца 1, выполненного из меди со слоем цинка Сп

= 0,14 см, на область, выделяемую Я каналом 2 коллиматорв 3 íà его поверхности с радиусом, например, г . = фв

0,175 см. Регистрируют выходящее д из этой области тормозное излучение, проходящее через канал 4 коллииатора

3 на первый детектор 5, например сцинтилляционный с кристаллом NsI(T1), Экранируют торцом 6 коллиматора 3 кольцевую область поверхности с внешним радиусом R ч и внутренним

I (r < так, что R и — г Rg> где, Не пробег электронов с энергией Е в материале покрытия, например, R<< — 0,9 см, 15 254 52

Регистрируют тормозное излучение иэ области поверхности за пределами экранируемой области вторым детектором 7, аналогичным детектору 5. Поглотители 8 и 9 исключают регистрацию обратно рассеянных электронов. Определяют отношение результатов регистраций блоком 10 измерения отношений выходных сигналов детекторов.

Устанавливают вместо первого образца, второй, например образец из меди со слоем цинка толщиной С

0,21 см.

Регистрируют тормозное излучение тех ае выделенных областей и определяют отношение результатов регистраций и различие b.„ oòèîèåÿíé при

R „ í r< . Затем проводят описанные действия при выделении области, огра- 20 ничеиной радиусами R«, R» и т.д,, и определает различие отношений Ь»,, 1

Д, и т.д, Затем при этой ае энергии устанавливают r ) и Н1), R » Я)), r< н 25 ф ° R ю 8 )4 х т д и определяют

I I I

Ь,зв hg» Ь)) н hiy ° ьа, ) . Изменяют энергнв электронов.

Устанавливают энергии электронов

Е 5,4 НэВ, Е 4 ° 8 НэВ и т.д, Производят аналогично предыдущему определенне:

° 0

Дя ° Д ф ° Ь )1 ° 4 ° ° ° ° ° у,» Ф ок ° Ь ) 9 Ь)) ° ° ooo ° y

35 н ° II

Ь„е Ь ) ° 6))o ° - ° ° °

В при энергии Е и определение

1 и NI д„1 з ° д)| в р

Д„. а„,ь„.....; дIN W В

° Ь ° Ь м при энергии F. и т.д, Из всех Д выбирают наибольшее зиа- 45 чение Ь", которому соответствует г и R прн энергии Е

Устанавл)юают коллиматор с радиусом канала для пррводки пучка r u

Ф радиусом торца коллиматора В, экранирующего область с внутренним радиуИЬм r и внешним радиусом R . Уста+ навливают эиергию электронов E

Контролируемую пластину устанавливают на торец коллиматора и определяют различие Ь „ между отношением,соотФ 55 ветствующим одному из образцов, например образцу меди, и отношением,соответствующим контролируемой пластине.

По различиям отношений результатов регистраций Ь и 5" и толщинам покФ

Ф рытия на образцах покрытия определяют, например линейно иитерполируя, толщину цинкового слоя х на контролируемом образце по соотношению

b"

С,-х

При использовании трех и более образцов с известными толщинами покрытий для определения х монет быть использована интерполяция более высоких порядков, чем линейная, или аналитическая аппроксимация, например полиномиальная, методом наименьших квадратов, Формула изобретения

Способ контроля толщины покрытий, заключающийся в том, что контролируемый объект облучают пучком электронов, регистрируют вторичное тормозное излучение и определяют толщину покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля толщины покрытий на основе иэ материалов с мало раэличакнцимися атомными номерами, предварительно выбирают контрольные образцы с различными толщинами покрытий,фиксируют энергию пучка электронов для облучения, выделяют на поверхности каждого образца первую область поверхности и вторую область поверхности, отделенную от первой промежуточной областью, ширина которой больше пробега электронов фиксированной энергии в материале покрытия, первую область какдого образца облучают пучком электронов фиксированной энергии, экранируют тормозное кэлучение иэ промекуточной области, регистрируют интенсивности тормозного излучения из первой и второй областей, изменяют энергию электронов и размеры выделенных областей и повторно опреде.ляют отношение интенсивностей тормозного излучения иэ выделенных областей, выбирают такие размеры выделенных областей, при которых изменение отклонения интенсивностей тормозного излучения из первой и второй областей достигает максимума при переходе от одного контрольного образца к другому, а на поверхности контролируемого объекта выделяют первую область поверхности и вторую область поверхСоставитель А,Себянин

Редактор М.Келемеш Техред М.Ходанич Корректор Н,Король

Заказ 7208/32 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 1525452 ности, отделенную от первой промежуточной областью, с выбранными размерами, при облучении пучком электронов выбранной энергии первой облас5 ти экранируют тормозное излучение и

6 промежуточной области, регистрируют интенсивности тормозного излучения иэ первой и второй областей, вычисляют нх отношение и по нему определяют толщину покрытия °