Способ контроля качества обработки поверхности Советский патент 1979 года по МПК G01B15/08 

Изобретение огносигся к рентгеноопги- ческим способам контроля качества обработки поверхности и в основном предна- значено для контроля плоских образцов высших классов шероховатости. Кроме того, изобретение может быть использовано для контроля степени однородности поверхностного слоя контролируемого образца. Известен рентгеноскопический способ контроля качества обработки поверхности, заключающийся в том, что на контролируемую поверхность направляют наклонный -рентгеновский пучок, регистрируют интен« сивность зеркально отраженного излучения в одной или нескольких угловых точках и по величине коэффициента отражения судят о качестве обработки поверхности Основной недостаток указанного способа - низкая точность контроля при проверке образцов, прошедших различные технологические циклы обработки. Указанный недостаток обусловлен влиянием на величину коэффициента отражения рентгеновских .лучей плотности по- верхностного слоя, то;ш1ина которого, как правило, непостоянна. Кроме того, это способ контроля малоинформативен: отсутствуют данные о степени однородности поверхностного слоя. Цель изобретения - повышение точности и информативности контроля. Поставленная цель достигается тем, что фиксируют угол скольжения ч рентгеновского пучка относительно контролируемой поверхности в интервалах от 2-2,5 до 5-7 расчетных значений критического угла полного внешнего отражения контролируемого образца и регистрируют угловое распределение рассеянного излучения в интервале углов рассеяние от f до 2 Ч При прохождении рентгеновского пучка через неоднородный поверхностный слой происходит рассеяние рентгеновского иэлучения, причем некоторая его часть рассеивается вдоль поверхности образна. При распространении в неоднородном слое с меняющимся по глубине показателем преломления эта часть излучения испытывает рефракцию, и поскольку в рентгеновском диапазоне показатель преломления любой i среды, отличной от вакуума, меньше единицьг, то излучение выходит из образца. Угол отклонения рассеянного излучения р , также как и критический угод полного внешнего отражения l-f , определяетей разностью показателей преломления вакуума (или воздуха) и материала поверхностного слоя. Согласно классической те ории дисперсии значение этого угли связа но с величиной плотности Jb простым соотношением fp . где К - коэффициент пропорциональности. Так как необходимым условием для появления рассеянного излучения от неодно родностей среды по ходу рентгеновского пучк1а является iuepox BaTocfb поверхности, поры, включения и т.д., то измерение интенсивности пика рассеянного излучения позволяет судить о степени однородности поверхностного слоя. При этом, nocj onbrку взаимодействие прьисходит в Грнком поверхностном слое А то из.мерение утла отклонения пика расраянно- ,го излучения позволяет судить о плотности указанного слоя, величина которой, в свою очередь, определяет значение коэффициента отражения рентгеновских лучей. Выбор положения образхи для регистра цин картины рас сёния определяется следующими условиями. Верхняя граница 5- TjpK Обусловлена значительным ослаблением интенсивности рассеяний, что затрудняет проведение измерений. Нижняя Т1ран:ша обусловлена экранирующим влиянием попно1ч внешнего отражения |ентге новских лучей. В этом случае измерение деталей диаграммы рассеяния на фоне ин тенсйвного зеркального отражения становится айтрудни1 льным. Сптимаяьньп д для проведения измерений является реиггеноструктурный диапазон длин волн 0,5-2,5 А . При длинах волн более 2,5-3 А происходит сильное ор таблёние paccesntkofo в ш иале вследствие роста массового коэф « ициеята ослабления. При малых зШче- , кия длин волн 0,1 Jl абсетШгГсгё 1 :Аовое расхождение цвков рассеянного и ркального излучения уменьишётся, что эйт)руййяв йх йШёльйую регистрацию. На фиг. 1 изображена типичная угловая двЕагрдмма рассе5шного излучения; на фиг. 2 - устройство для осуществления способа. В качестве основных элйменгов устроО ство содержит генератор 1 рентгенов- ско1х излучения, ограничивающую щель 2, монохроматор 3, ограничивающие щели 4-6, детектор 7, ограничивающий экран 8. Между щелями 5 и 6 напротив экрана 8 помещен контролируемый 9. Вращение монохроматора 3, образца 9, ограничивающей щели 6, детектора 7 осуществляется соответственно вокруг осей Оу и Оа. .. Тонкой ломаной линией показан ход рентгеновского пучка. Угол скольжения рентгеновского пучка отсчитывается от контролйруемой поверхности, а угол рассея:Ьия - от направления падающего пучка. Измеренияг осуществляют в следующей последовательности. Устанавливают детектор 7 по направлению прямозгчэ рентгеновского пучка, разводят створки щели 6 до положения, обеспечивающего полное попадание прямого пучка на детектор 7 и, вращая образец 9 вокруг оси О 2 .определяют максимальную . интенсивность излучения, проходящего через просвет между экраном 8 и образцом 9. Разворачивают образец 9 вокруг оси Og и, вращая детектор 7 с ограничиваю- : щей щелью 6 вокруг оси регистра рую угловую диаграмму рассеянного от угла рассеяния У , соответс 1 вующего нулевому углу отражения при отсчете от плоскости контролируемой поверх- ности до угла рассеяния 2.V. На измеренной зависимости диаграммы рассеяния определяют угловое положение максимума пика рассеянного излучения (пик слева на фиг.1) цли друго) характерной точки, например координаты наиболее резкого спада интенсивности. Затем сравнивают интенсивнсхзть зеркально отраженного иэлучения (пик справа на фиг. 1) с градуировочной завйсимрстыо интенсивности отражения от качестеа обработки поверхности и таким образом судят о качестве обработки поввхности. Далее гутам qpaвнeния интегральной интенсивностИ пика рассеянного излучения с градзгйроврчной .зависимостью интенсивности рйШШшия от степени однородности среды судят о ссжершенстве поверхност кого слоя, BKJno4aH рельеф поверхности. Использование заявляемохх) способа лрзволяег по1высить точность контроля ка честна об мботки поверхности и получить дополнительную информацию о степени однородности поверхностного слоя. Ф О р м у л а и 3 о б р е тений . Способ, контроля качес а обработки П(Жврхности, заключающийся в том, что

на контролируемую поверхность направпяЮт наклонный рентгеновский пучок, регистрируют интенсивность зеркально отражен ного излучения в одной или нескольких угловых точках и по измеренной .еличине коэффициента отражения судят о качестве обработки поверх11ости, отличающийся тем, что, с целью повьпления точности и информативности контроля, фиксируют угол скольжения Ч рентгенсвского пучка относительно контролируемой по«

верхности в интервалах от 2,0-2,5 до 5-7 расчетных значений критическогчэ з ла полного внешнего отражения контролируемого образца и регистрируют угловое piacnpeделение интенсданостй рассеянногс излучения в интервале углов рассеяния от f до 2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 37О2933, кл. 250-51.5, 1973.

оссеями fut.1