Способ контроля толщины покрытий Советский патент 1989 года по МПК G01B15/02 

Изобретение 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 0,17 см реализуется следующим образом.

Пучок злектронов с энергией Е 4,6 МэВ от источника на основе малогабаритного бетатрона направляют на поверхность первого образца I, выполненного нз меди со слоем цинка t 0,14 см, на область, выделяемую каналом 2 коллиматора 3 на его поверхности с радиусом, например, г 0,175 см. Регистрируют выходящее из этой области тормозное излучение, проходящее через канал 4 коллиматора 3 на первый детектор 5, например сцинтилляционный с кристаллом Nal(Tl).

Экранируют торцом 6 коллиматора 3 кольцевую область поверхности с внешним радиусом R,, и внутренним г так, что R , - г, Rg, где, НЕ пробег электронов с энергией Е в материале покрытия, например, R, 0,9 см.

СП

to ел

ел ьо

Регистрируют тормозное излучение из области поверхности за пределами экранируемой области вторым детектором 7, аналогичным детектору 5, Пог- лотители 8 и 9 исключают регистращво обратно рассеянных электронов. Определяют отношение результатов регист- ра1щй блоком 10 измерения отношений выходных сигналов детекторов, Устанавливают вместо первого образца, второй, например образец из меди со слоем цинка толвщной tj 0,21 см.

Регистрируют тормозное излучение тех же выделенных областей и определяют отиошение результатов регистрации и различие L. отношений при R ,, и г, , Затем проводят описаииые действия при вьщсшении области,огра- ничейной радиусами R, т,д,, и определяют различие отиошен1й &, ,

uj, и Т,Д,

Затем при этой хе энергии устанавн R,, Ri3t 53

,.1 Rwt R Д опреде V ,,, ,, , Л „ н Л „ , &i4 . U лив ают

R

fii

ияют энергию электронов,

Устаиашливают энергии элект Е - 5,4 МэВ, - 4,8 МэВ и Производят аналогично предыдущределение:

А« А к

М

А А k

Чл Qji 0,2 ее

я

. к

IS

при энергии Е и определеиие

«

« О

А л А

й« U,, , а,

я

;

40

IJ,

А А

Q(7. tl

л А А

Ь,э ..«.

при энергии R и т,д.

Из всех t выбирают наибольшее зна- 4S чеиие t, которому соответствует г и R при энергии Е .

Устанавливают коллиматор с радиусом канала для пррводки пучка г и радиусом торца коллиматора R, экра- „ нирующего область с внутренним радиу- Лм г и внешним радиусом R. Устанавливают зпергию электронов Е , Контролируемую пластину устанавливают на торец коллиматора и определяют р азличие Л между отношением,соот- ветствующим одному из образцов,например образцу меди, и отношением,соответствующим контролируемой пластине,

Q

0

5

Q

5

0

S

„ По различиям отношений результатов регистрации Л и Д и толщинам покрытия на образцах покрытия определяют, например линейно интерполируя, толщину цинкового слоя X на контролируемом образце по соотношению

t , t ,- х

При использовании трех и более образцов с известными толщинами покрытий для определения х может быть ис- пользовама интерполяция более высоких порядков, чем линейная, или аналитическая аппроксимация, например полиномиальная, методом наименьших квадратов.

Формула изобретения

Способ контроля толщины покрытий, заключающийся в том, что контролируе- мый объект облучают пучком электронов, регистрируют вторичное тормозное излучение и определяют толщину покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля толщины покрытий на основе из материалов с мало различающимися 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 каждого образца облучают пучком электронов фиксированной энергии, экранируют тормозное излучение из промежуточной области, регистрируют интенсивности тормозного излучения из первой и второй областей, изменяют энергию электронов и размеры выделенных областей и повторно определяют отношение интенсивностей тормозного излучения из выделенных областей, выбирают такие размеры выделеи- ных областей, при которых изменение отклонения интенсивностей тормозного излучения из первой и второй областей достигает максимума при переходе от одиого контрольного образ-ца к другому, а на поверхности контролируемого объекта выделяют первую область поверхности и вторую область поверхности, отделенную от первой промежуточной областью, с выбранными разме- раьт, при облучении пучком электронов выбранной энергии первой области экранируют тормозное излучение и .

промежуточной области, регистрируют интенсивности тормозного излучения из первой и второй областей, вычисляют их отношение и по йену определяют

толщину покрытия.

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.