Способ определения радиуса кривизны

 

Изобретение относится к рентгеновской оптике. Целью изобретения является расширение области анализируемых материалов . Для этого регистрируют угловой интервал 2Д$ между рефлексами, обусловленными интерференцией между волной, отраженной поверхностью пластины, и волной, преломленной ею, и по значению углового интервала определяют радиус кривизны R поверхности пластины с помощью калибровочного графика. Калибровочный график строится на основании данных рентгенографического измерения угловых интервалов ряда образцов материала с известными радиусами кривизны поверхности. 4 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 23/20

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

:,11L г„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4655027/25 (22) 27.02.89 (46) 15.06.91. Бюл. ¹ 22 (72) В.И. Балук, Л.О, Василечка, А.О. Матковский и И,Р. Завербный (53) 621.386(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 920480, кл. G 01 N 23/207, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 1245968, кл, G 01 N 23/20, 1980, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИУСА

КРИВРЗНЫ (57) Изобретение относится к рентгеновской оптике. Целью изобретения является

Изобретение относится. к рентгеновской оптике.

Цель изобретения — расширение области анализируемых материалов.

На фиг. 1 показана схема интерференции на цилиндрическом отражателе преломленной и отраженной волн; на фиг. 2— форма рефлексов, отраженных от поверхности с радиусом R кривизны. На фиг, 1 и 2 приняты следующие обозначения: ро — угол полного внешнего отражения; р и 0 — углы скольжения в точках О и С соответственно, причем

p+po +0;

2 Л0 — угловой интервал между рефлексами излучения;

h — ширина коллимированного пучка;

Π— детектор излучения; на фиг, 3 — геометрические построения для вывода формулы

RK=f (L, Н), где Н вЂ” максимальное отклонение реального профиля от прилегающей плоскости;

„, Ы„„1656421 А1 расширение области анализируемых материалов. Для этого регистрируют угловой интервал 2h,0 между рефлексами, обусловленными интерференцией между волной, отраженной поверхностью пластины, и волной, преломленной ею, и по значению углового интервала определяют радиус кривизны R поверхности пластины с помощью калибровочного графика.

Калибровочный график строится на основании данных рентгенографического измерения угловых интервалов ряда образцов материала с известными радиусами кривизны поверхности. 4 ил., 1 табл.

L — длина контролируемой поверхности; на фиг. 4 — калибровочный график зависимости й;-1(2 Л0 ). 4

Сущность способа за кл ючается в сле- Я, дующем. -(л

Если на цилиндрически искривленную с радиусом R кривизны (выпуклую) поверхность образца падает плоская волна волновой фронт в данный момент времени М занимает положение А АВВ (фиг. 1). Уча! I сток волны, распространяющийся вдоль направления BD, которое составляет с отражателем угол p pо скольжения, входит в отражатель и, пройдя путь DF, снова выходит на поверхность. После вторичного преломления волна идет вдоль направления

FG, составляющего угол 20 с нап равлением первичного пучка. Отражатель в данном случае играет роль призмы, оптически менее плотной, чем окружающая среда. Такая призма отклоняет луч в сторону, противоположную основанию. Угол 0 всегда меньше угла Ъ, поэтому каждой преломленной

1656421

25

55 волне FG будет соответствовать волна СЕ, отраженная от поверхности отражателя под углом О . Обе волны складываются в бесконечно удаленной точке Q.

Волны АС и А С, падающие на площадку СС> длиной R ЛО расходятся в угловом интервале 2ЬО, который соответствует угловому интервалу между интерференционным рефлексом Q и 0 рентгеновского излучения регистрируемых детектором Д излучения (фиг. 1).

Угловой интервал 2 Л О (фиг. 2) зависит от кривизны образца и служит мерой измерения радиуса R кривизны.

Пример. Исследование зависимости

R=f(2 ЬО ) проводили на пластинах из следующих материалов: стекло, органическое стекло, монокристалл ниобата лития, Для всех указанных материалов наблюдалась сходная зависимость функции — калибровочный график зависимости R=f(2h,О ).

Построение калибровочного графика (например для пластин из монокристалла ниобата лития LiNbOg) осуществляют следующим образом.

1. Для ряда полированных пластин прямоугольной формы были проведены измерения реального профиля поверхности образцов в радиальном сечении на установке "Dektak — 11А" (США) на длине контролируемой поверхности равной L=30 мм.

2. По результатам измерений отобрана партия образцов из девяти штук с цилиндрически изогнутой поверхностью, 3. Для построения калибровочного графика в осях R и 2ЛО значения радиусов кривизны R поверхности каждой из пластин партии были получены по формуле, (вытекающей из геометрических построений, изображенных на фиг. 3). (R-H) +(-, ) = R, (1) где Н вЂ” величина максимального отклонения реального профиля от прилегающей плоскости;

L — 30 мм — контролируемая длина профиля пластины

Радиус R» кривизны определяют по формуле (2 ) + Н2

В 2 Н (2) гдк Й» — радиус кривизны контролируемой пластины при измеренных значениях величины L и Н для этой пластины.

4. Контролируемую поверхность каждой из пластин партии рентгенографировали в геометрии, изображенной на фиг. 1, При этом вертикальная ось рентгеновского пучка была параллельна образующей цилиндрической поверхности образца.

5, Рентгенографирование образцов проводили на установке ДРОН-3 ГОСТ

15534-87 при следующих условиях и режимах работы: применяемое излучение — CuKa радиус гониометра — 192 мм; напряжение на рентгеновской трубке—

10 кВ; ток трубки — 2 мА; коллимирующие щели — 0,05 (мм); угловая скорость вращения детектора (w) — 1/8 /мин; скорость перемещения диаграммной ленты — 1800 мм/ч; метка угла — 0,1 ; прижим к установочной плоскости держателяобразцов мягкий, исключающий деформацию поверхности пластин.

Установку образца под углом к рентгеновскому лучу, равным p = 0,15, в окрестностях угла /Ъ производили по лимбу шкалы образца гониометра. Детектор перемещался относительно неподвижно установленного под углом р к рентгеновскому лучу образца. Значения углового интервала между рефлексами излучения (2 Л О ) регистрировали с диаграмной ленты.

6. Величины угловых интервалов 2ЛО максимальных отклонений Н и вычисленные.значения радиусов Й» кривизны для каждой из пластин партии приведены в таблице, Калибровочный график R»=f(2 ЛО ) приведен на фиг, 4.

Пример измерения радиуса R кривизны.

Измерения радиуса кривизны были проведены для двух полированных пластин монокристалла ниобата лития произвольной кристаллографической ориентации. Рентгенографирование пластин осуществлялось в режимах, указанных в пункте 5.

Получение значения интерва lOB углов

2 ЛОсоставили: образец М 1 — 2 ЛО1 =0,48 10 (рад); образец М2-2 h% =2,24 10 (рад).

Соответствующие значения радиусов кривизны, полученные из калибровочного графика. составили: образец ¹ 1-R>=16,9 м; образец N 2-й2=6-8 м.

Формула изобретения

Способ определения радиуса кривизны твердотельных пластин, включающий облучение образца параллельным пучком монохроматического рентгеновского излучения, регистрацию отраженных от образца лучей, измерение углового интервала между ними и определение радиуса кривизны по величи1656421 не углового интервала, отличающийся тем, что, с целью расширения области анализируемых материалов, облучение образца осуществляют со стороны выпуклой поверхности под углом, близким углу полного внешнего отражения, при этом геометрия падающих лучей включает углы, как меньшие, так и большие критического угла полного внешнего отражения, в качестве углового интервала используют угловой интервал между рефлексами. обусловленными интерференцией волн, отраженных hoeepxностью пластины и преломленных ею, а радиус кривизны определяют по

5 калибровочному графику, построенному путем рентгенографического измерения укаэанных угловых интервалов для ряда образцов с известными радиусами кривизны поверхности.

1656421

8.2

@uzi

Соста вител ь О. П, Алеш ко-Оже вский

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор А,Осауленко

Редактор А.Ревин

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

Заказ 2048 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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