JP2019007822A - X-ray stress measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線回折現象を利用して金属等の試料の応力を測定するX線応力測定装置に関する。 The present invention relates to an X-ray stress measurement apparatus that measures the stress of a sample such as a metal using an X-ray diffraction phenomenon.
多結晶体から成る試料の残留応力を測定する方法の一つに、該試料にX線を照射し、そのときに生じるX線の回折現象を利用した方法がある(非特許文献1)。この方法(以下、X線応力測定方法という。)の測定原理を図1を参照して説明する。多結晶体は多数の結晶粒(単結晶)から構成される物質であるが、図1では説明の便宜上、試料表面部に存在する、試料面と直交する格子面を有する結晶粒を代表して描いている。また、図1は試料表面の法線と測定する応力の方向が作る面Z−O−X内における結晶粒の格子面の法線OP方向の歪みを測定している状況を示す。なお、図1において角度ψは試料面の法線(OZ)と格子面の法線OPがなす角度を、角度θは入射X線と格子面がなす角度を、角度ψ0は試料面の法線と入射X線がなす角度(これを「入射角」という)を、角度ηは格子面の法線OPと入射X線がなす角度、及び格子面の法線OPと回折X線がなす角度を表している。角度ηは当該結晶粒の格子面に対するX線の入射角に相当する。また、入射X線の延長線と回折X線がなす角度は2θとなる。 One method for measuring the residual stress of a sample made of a polycrystal is to irradiate the sample with X-rays and use the X-ray diffraction phenomenon that occurs at that time (Non-patent Document 1). The measurement principle of this method (hereinafter referred to as X-ray stress measurement method) will be described with reference to FIG. A polycrystal is a substance composed of a large number of crystal grains (single crystal). In FIG. 1, for convenience of explanation, a crystal grain having a lattice plane perpendicular to the sample surface is present on the sample surface. I'm drawing. FIG. 1 shows a situation in which the distortion in the normal OP direction of the lattice plane of the crystal grain in the plane Z-O-X created by the normal of the sample surface and the direction of the stress to be measured is shown. In FIG. 1, the angle ψ is the angle formed by the normal (OZ) of the sample surface and the normal OP of the lattice surface, the angle θ is the angle formed by the incident X-ray and the lattice surface, and the angle ψ 0 is the method of the sample surface. The angle between the line and the incident X-ray (referred to as “incident angle”), the angle η is the angle between the grating plane normal OP and the incident X-ray, and the angle between the grating plane normal OP and the diffracted X-ray Represents. The angle η corresponds to the incident angle of X-rays with respect to the lattice plane of the crystal grain. The angle formed by the extended line of incident X-rays and the diffracted X-rays is 2θ.
格子面が試料表面と平行な結晶粒(つまり角度ψ=0°)に対して波長がλであるX線が入射する場合を考えると、入射X線と格子面のなす角度θがブラッグの式(2dsinθ=nλ、dは格子面の間隔、nは整数)を満たすときに回折X線の強度が最大となる。従って、角度θを順次変化させながらX線を試料に向けて照射したときの、入射X線の延長線とのなす角度が2θの方向に出射する回折X線の強度を測定し、角度2θとX線強度の関係を求めると、図2(a)に示すような回折X線の強度分布曲線が得られる。この回折X線強度分布曲線において強度が最大となる角度2θ0(の角度θ0)は上述のブラッグの式を満たす角度であり、このときの角度2θ0を回折角(詳細には角度ψ=0°のときの回折角)という。 Considering the case where X-rays having a wavelength of λ are incident on crystal grains whose lattice plane is parallel to the sample surface (that is, angle ψ = 0 °), the angle θ formed by the incident X-ray and the lattice plane is Bragg's equation. The intensity of the diffracted X-ray is maximized when (2dsinθ = nλ, d is the interval between the lattice planes, and n is an integer). Accordingly, the intensity of the diffracted X-rays emitted in the direction of 2θ when the X-rays are irradiated toward the sample while sequentially changing the angle θ is measured, and the angle 2θ When the relationship of X-ray intensity is obtained, an intensity distribution curve of diffracted X-rays as shown in FIG. 2A is obtained. The angle 2θ 0 (the angle θ 0 ) at which the intensity is maximum in the diffraction X-ray intensity distribution curve is an angle that satisfies the Bragg equation described above. The angle 2θ 0 at this time is the diffraction angle (specifically, the angle ψ = (Diffraction angle at 0 °).
上述の現象は、図1に示すように試料面に対して角度ψだけ格子面が傾いた結晶粒にX線が入射する場合も同様であり、この場合は、角度ψ=0°のときよりも角度ψだけ傾けてX線を試料に照射することで、図2(a)と同様の回折X線強度分布曲線を得ることができる。X線回折強度曲線において強度が最大となる角度2θは角度ψ毎に異なる。X線の照射領域の中には多数の結晶粒が存在し、それら結晶粒の格子面の傾きは様々であるから、角度ψを順次変化させながらX線回折強度曲線を得ることにより、角度ψ毎に強度が最大となる角度2θ、つまり、回折角を求めることができる。以下、角度ψにおける回折角を2θψと表す。 The above phenomenon is the same when X-rays are incident on a crystal grain whose lattice plane is inclined by an angle ψ with respect to the sample surface as shown in FIG. 1. In this case, the angle ψ = 0 °. Further, by irradiating the sample with X-rays inclined at an angle ψ, a diffraction X-ray intensity distribution curve similar to that shown in FIG. 2A can be obtained. The angle 2θ at which the intensity is maximum in the X-ray diffraction intensity curve is different for each angle ψ. Since there are many crystal grains in the X-ray irradiation region and the inclination of the lattice plane of these crystal grains varies, by obtaining the X-ray diffraction intensity curve while sequentially changing the angle ψ, the angle ψ The angle 2θ at which the intensity becomes maximum every time, that is, the diffraction angle can be obtained. Hereinafter, the diffraction angle at the angle ψ is expressed as 2θ ψ .
回折角2θψは結晶粒の格子面の間隔dに依存し、格子面の間隔dが大きいほど回折角θψは小さくなる。また、試料に引張応力が作用するとき、角度ψが大きい結晶粒ほど格子面の間隔dが広がり、引張応力が大きいほどその広がりも大きくなる。そこで、X線応力測定では、角度ψ毎の回折角2θψを求め、これから試料の残留応力を推定する。具体的には、角度ψ毎に求めた回折角2θψを、回折角2θψとsin2ψとの関係を示す2θ−sin2ψ線図(図2(b)参照)上にプロットし、各点を結ぶ直線を表す式を最小二乗法により求め、その係数(直線の勾配)から応力を算出する。例えば、直線を表す式がY=A+M*Xであるとき、応力値σは以下の式(1)から求められる。式中、Kは応力定数を表す。
σ=K*M ・・・(1)
The diffraction angle 2θ ψ depends on the interval d between the lattice planes of the crystal grains, and the diffraction angle θ ψ decreases as the interval d between the lattice planes increases. Further, when tensile stress acts on the sample, the crystal grains having a larger angle ψ have a larger lattice spacing d, and the larger the tensile stress, the larger the spread. Therefore, in the X-ray stress measurement, the diffraction angle 2θ ψ for each angle ψ is obtained, and the residual stress of the sample is estimated from this. Specifically, the diffraction angle 2θ ψ obtained for each angle ψ is plotted on a 2θ-sin 2 ψ diagram (see FIG. 2B) showing the relationship between the diffraction angle 2θ ψ and sin 2 ψ. An expression representing a straight line connecting each point is obtained by the method of least squares, and the stress is calculated from the coefficient (gradient of the straight line). For example, when the equation representing the straight line is Y = A + M * X, the stress value σ is obtained from the following equation (1). In the formula, K represents a stress constant.
σ = K * M (1)
従来のX線応力測定方法では、図3に示すような装置(X線応力測定装置)を用いて試料にX線を照射し、そのときに生じる回折X線の強度を測定し、これから回折X線強度分布曲線を求めている。X線応力測定装置では、X線管10及び照射側スリット11はゴニオメータ17の外周部に固定され、試料Sはその表面がゴニオメータ17の中心になるように設置されている。X線管10から出射されたX線は、照射側スリット11を経て試料ホルダ13上に載置された試料Sに照射される。試料Sにより回折されたX線は出射側スリット15を経てX線検出部16に導入される。通常、X線検出部16にはシンチレーション管又はガスが封入された比例計数管が用いられ、入射したX線強度に応じた検出信号が得られる。
In the conventional X-ray stress measurement method, a sample (X-ray stress measurement device) as shown in FIG. 3 is used to irradiate a sample with X-rays, and the intensity of diffraction X-rays generated at that time is measured. The line intensity distribution curve is obtained. In the X-ray stress measurement apparatus, the
回折X線をX線検出部16で検出するためには、入射X線と試料Sの表面(格子面)がなす角度θと、試料Sの表面と該試料SからX線検出部16に向かうX線がなす角度θが常に等しくなる関係を保ちながら角度θを所定の角度範囲で走査する必要がある。そのため、ゴニオメータ17は、試料ホルダ13の保持部(ゴニオメータ17の内周部)とX線検出部16及び出射側スリット15とが同軸で且つ異なる駆動軸を有し、それら駆動軸がそれぞれθ:2θ、つまり1:2の比で以て回転駆動されるようになっている。
In order to detect the diffracted X-rays by the
従来は、ゴニオメータ17を利用して試料ホルダ13及びX線検出部16を機械的に駆動することにより、角度ψ毎にX線の角度θを順次変化させつつ回折X線強度を測定し、その結果に基づき回折角を求めていたため、試料Sに作用している応力を求めるまでに時間がかかっていた。
Conventionally, the
これに対して、回折X線の検出器として位置敏感型検出器(PSD:Position Sensitive Detector)を用いて応力を測定する方法がある。PSDは、或る範囲内の回折角度のX線強度を同時に測定することができるため、角度θの走査が不要となり、応力測定にかかる時間を短縮することができる(特許文献1)。 On the other hand, there is a method of measuring stress using a position sensitive detector (PSD) as a diffracted X-ray detector. Since PSD can simultaneously measure the X-ray intensity at a diffraction angle within a certain range, scanning of the angle θ is unnecessary, and the time required for stress measurement can be shortened (Patent Document 1).
しかしながら、PSDを用いた従来の方法には次のような問題があった。
X線応力測定方法の対象となる試料の材料は様々であり、例えば鉄系材料から成る試料の場合、残留応力が高くなると回折X線強度分布曲線に現れるピークの半値幅が大きくなることが知られている。具体的には、α鉄ではその(211)面に特性X線であるCr-Kα線を照射したときに得られる回折X線強度分布曲線のピーク(ピーク位置2θ=約156deg)の半値幅は8〜9degに達する場合がある。これに対して、PSDの測定角度範囲はせいぜい18deg程度(ゴニオメータの半径が200mmの場合)であり、α鉄のような試料では回折X線強度分布曲線のピークがPSDの測定角度範囲に収まらない(図4参照)。
However, the conventional method using PSD has the following problems.
There are various materials for the sample to be subjected to the X-ray stress measurement method. For example, in the case of a sample made of an iron-based material, it is known that the half-value width of the peak appearing in the diffraction X-ray intensity distribution curve increases as the residual stress increases. It has been. Specifically, in the case of α iron, the half width of the peak (peak position 2θ = about 156 deg) of the diffraction X-ray intensity distribution curve obtained when the (211) plane is irradiated with the characteristic X-ray Cr—Kα ray is It may reach 8-9deg. In contrast, the PSD measurement angle range is at most about 18 deg (when the goniometer radius is 200 mm), and the peak of the diffraction X-ray intensity distribution curve does not fall within the PSD measurement angle range for samples such as α-iron. (See FIG. 4).
回折X線強度分布曲線において強度が最大となる位置(つまりピークトップの位置)は、通常、ピーク波形の両側の部分を超えるバックグラウンドの範囲まで測定し、ピーク波形の両側の端部を特定した上でこれら端部を結ぶ直線をベースラインとし、これをピーク波形から差し引く減算処理を行った後、残りの波形を正規化して求めている。ところが、上述したようにPSDの測定角度範囲は狭く、ピーク波形の両端部を超える角度範囲のX線強度を測定することができない。そのため、便宜上、測定角度範囲におけるピーク波形の両端部を結ぶ直線をベースラインとみなして減算処理を行い、ピークトップの位置を求めている。 The position where the intensity is maximum in the diffracted X-ray intensity distribution curve (that is, the position of the peak top) is usually measured up to the background range beyond the both sides of the peak waveform, and the ends on both sides of the peak waveform are specified. The straight line connecting these end portions is used as the base line, and after subtracting this from the peak waveform, the remaining waveform is normalized and obtained. However, as described above, the PSD measurement angle range is narrow, and the X-ray intensity in the angle range exceeding both ends of the peak waveform cannot be measured. Therefore, for convenience, a straight line connecting both ends of the peak waveform in the measurement angle range is regarded as a base line, and subtraction processing is performed to obtain the peak top position.
図4に示すようにピークトップの位置がPSDの測定角度範囲のほぼ中央にあるような曲線Aの場合は、上記方法でベースラインとみなした直線(一点鎖線)の傾きは本来のベースラインと大きく異なることはない。しかし、ピークトップの位置がPSDの測定角度範囲の中央から外れているときは、ベースラインとみなした直線の傾きが本来のベースラインの傾きと異なるため、該ベースラインをピーク波形から差し引いた後の波形から求められるピークトップの位置が本来の位置からずれてしまう。ピークトップの位置ずれは2θ−sin2ψ線図の傾きの変化に繋がるため、応力値を正しく求めることができないという問題があった。 As shown in FIG. 4, in the case of the curve A in which the peak top position is approximately in the center of the PSD measurement angle range, the slope of the straight line (dashed line) regarded as the base line by the above method is the original base line. There is no significant difference. However, when the peak top position deviates from the center of the PSD measurement angle range, the slope of the straight line regarded as the baseline is different from the slope of the original baseline, so after subtracting the baseline from the peak waveform The position of the peak top obtained from the waveform of is shifted from the original position. Since the displacement of the peak top leads to a change in the slope of the 2θ-sin 2 ψ diagram, there is a problem that the stress value cannot be obtained correctly.
本発明が解決しようとする課題は、試料の応力値の測定にかかる時間を短縮することができ、且つ、X線応力測定の対象となる試料の材料の種類に関係なく、試料の応力値を正確に求めることである。 The problem to be solved by the present invention is that the time required for measuring the stress value of the sample can be shortened, and the stress value of the sample can be set regardless of the type of material of the sample to be subjected to X-ray stress measurement. It is to calculate accurately.
上記課題を解決するために成された本発明は、多結晶体からなる試料に対してX線を照射したときに生じる回折現象を利用して該試料の応力を測定するX線応力測定装置であって、
a)試料保持部と、
b)該試料保持部に保持された試料にX線を照射するX線照射部と、
c)所定の方向に一次元に配列された複数のX線検出素子を備え、前記X線照射部から前記試料に照射されたX線が前記試料において所定の角度範囲で回折されたX線である回折X線の強度を検出するX線検出部と、
d)前記試料保持部に保持された試料の表面に入射するX線と該表面とのなす角度と、前記試料で回折して前記X線検出部に向かう回折X線と該表面とのなす角度が所定の関係を保つように、前記X線照射部、前記X線検出部及び前記試料保持部をそれぞれ回動させる回動部と、
e)前記X線照射部及び前記X線検出部の位置関係を保ちつつ、前記試料保持部に保持された試料の表面に入射するX線と該表面とのなす角度が変化するように、前記X線照射部及び前記X線検出部と前記試料保持部のいずれか一方を回動させて該試料の応力値を測定する応力測定部と
を備えることを特徴とする。
The present invention made to solve the above-mentioned problems is an X-ray stress measuring apparatus for measuring the stress of a sample using a diffraction phenomenon generated when a sample made of a polycrystal is irradiated with X-rays. There,
a) a sample holder;
b) an X-ray irradiation unit that irradiates the sample held by the sample holding unit with X-rays;
c) A plurality of X-ray detection elements arranged one-dimensionally in a predetermined direction, and X-rays radiated on the sample from the X-ray irradiation unit are X-rays diffracted in a predetermined angle range in the sample An X-ray detector for detecting the intensity of a certain diffracted X-ray;
d) The angle formed between the X-ray incident on the surface of the sample held by the sample holding portion and the surface, and the angle formed by the diffracted X-ray diffracted by the sample and directed to the X-ray detection portion. A rotation unit that rotates the X-ray irradiation unit, the X-ray detection unit, and the sample holding unit, respectively, so as to maintain a predetermined relationship,
e) While maintaining the positional relationship between the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit, the angle formed by the X-ray incident on the surface of the sample held by the sample holding unit and the surface is changed. A stress measuring unit configured to measure the stress value of the sample by rotating any one of the X-ray irradiation unit, the X-ray detecting unit, and the sample holding unit;
本発明では、X線検出部が所定の方向に一元的に配置された多数のX線検出素子を備えているため、試料に入射し、該試料中の結晶粒において所定の角度範囲で回折したX線の強度を同時に検出することができる。このため、前記X線照射部及び前記X線検出部と前記試料保持部のいずれか一方を回動させるだけで試料の応力値を測定することができ、応力測定の時間を短縮できる。 In the present invention, since the X-ray detection unit includes a large number of X-ray detection elements that are centrally arranged in a predetermined direction, the X-ray detection unit is incident on the sample and diffracted in a predetermined angle range in the crystal grains in the sample. X-ray intensity can be detected simultaneously. For this reason, the stress value of the sample can be measured only by rotating any one of the X-ray irradiation unit, the X-ray detection unit, and the sample holding unit, and the time for stress measurement can be shortened.
また、本発明においては、前記応力測定部が、
f)前記試料保持部に保持された試料が無応力状態であるとき、該試料に対して入射するX線である入射X線と該試料の表面のなす角度がブラッグの式を満たす角度θ0となり、且つ、前記試料から出射する出射X線のうち前記入射X線の延長線とのなす角度が2θ0となる出射X線が前記X線検出部の中央のX線検出素子に入射するように、前記試料保持部、前記X線照射部及び前記X線検出部を配置して、前記X線照射部から前記試料にX線を入射させ、そのときの前記X線検出部の複数のX線検出素子の検出値から仮の回折角2θψ0を求める第1測定部と、
g)前記第1測定部が仮の回折角2θψ0を求めたときの前記X線照射部と前記X線検出部の位置関係を保ちつつ、前記入射X線と前記試料の表面とのなす角度がθ0+ψnとなるように、前記X線照射部及び前記X線検出部と前記試料保持部の少なくとも一方を回動させて、前記X線照射部から前記試料にX線を入射させ、そのときの前記X線検出部の複数のX線検出素子の検出値から仮の回折角2θψnを求める第2測定部と、
h)前記仮の回折角2θψ0と角度0°の組、及び前記仮の回折角2θψnと前記角度ψnの組から仮の2θ−sin2ψ線図を作成して、同図における角度0°から角度ψnまでの角度ψ1〜ψn−1における仮の回折角2θψ1〜2θψn−1をそれぞれ求める回折角算出部と、
i)前記第1測定部が仮の回折角2θψ0を求めたときの前記X線照射部と前記X線検出部の位置関係を保ちつつ、前記入射X線と前記試料の表面とのなす角度がθ0+ψ1〜θ0+ψn−1となるように、前記X線照射部及び前記X線検出部と前記試料保持部の少なくとも一方を順に回動させて該X線照射部から前記試料にX線を入射させ、そのときの前記X線検出部の複数のX線検出素子の検出値からピークトップ位置を求め、これを角度ψ1〜ψn−1における真の回折角2θψ1〜2θψn−1として真の2θ−sin2ψ線図を作成し、この真の2θ−sin2ψ線図から前記試料の応力値を求める応力算出部と
を備えることが好ましい。
Further, in the present invention, the stress measuring unit is
f) When the sample held by the sample holder is in an unstressed state, an angle θ 0 between an incident X-ray that is an X-ray incident on the sample and the surface of the sample satisfies the Bragg equation In addition, an outgoing X-ray having an angle of 2θ 0 with the extended line of the incident X-ray out of the outgoing X-ray emitted from the sample enters the X-ray detection element at the center of the X-ray detection unit. The sample holder, the X-ray irradiator, and the X-ray detector are arranged so that X-rays are incident on the sample from the X-ray irradiator, and the X-ray detectors at that time have a plurality of X-rays. A first measuring unit for obtaining a temporary diffraction angle 2θ ψ0 from the detection value of the line detection element;
g) An angle formed between the incident X-ray and the surface of the sample while maintaining the positional relationship between the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit when the first measurement unit obtains the temporary diffraction angle 2θ ψ0. Rotate at least one of the X-ray irradiation unit, the X-ray detection unit, and the sample holding unit so that X 0 + ψ n becomes, so that X-rays are incident on the sample from the X-ray irradiation unit, A second measurement unit for obtaining a provisional diffraction angle 2θ ψn from detection values of a plurality of X-ray detection elements of the X-ray detection unit at that time;
h) the temporary diffraction angles 2 [Theta] .phi.0 and the
i) An angle formed between the incident X-ray and the surface of the sample while maintaining the positional relationship between the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit when the first measurement unit obtains the provisional diffraction angle 2θ ψ0. as but a θ 0 + ψ 1 ~θ 0 + ψ n-1, the sample from the turn is pivoted by the X-ray irradiation unit at least one of the X-ray irradiation unit and said sample holder and the X-ray detector to be incident X-ray, the calculated peak top position from the detection value of the plurality of X-ray detection elements of the X-ray detector at that time, which angle ψ 1 ~ψ true diffraction angle in n-1 2θ ψ1 ~ It is preferable to include a stress calculation unit that creates a true 2θ-sin 2 ψ diagram as 2θ ψn-1 and obtains the stress value of the sample from the true 2θ-sin 2 ψ diagram.
本発明においては、sin2ψ線図の直線性を確かめるため、角度ψnとして50°を選択することが好ましい。この場合、角度ψ1〜ψnー1としては、0°から50°までの任意の複数の角度が選択される。角度ψ1〜ψnー1として設定される角度は、角度ψ1〜ψnー1の角度範囲を等分割した複数の角度であることが好ましいが、これに限定されない。 In the present invention, in order to confirm the linearity of the sin 2 ψ diagram, it is preferable to select 50 ° as the angle ψ n . In this case, as the angles ψ 1 to ψ n−1 , an arbitrary plurality of angles from 0 ° to 50 ° are selected. Angle is set as an angle ψ 1 ~ψ n-1 is preferably a plurality of angles obtained by equally dividing the angle range of angle ψ 1 ~ψ n-1, but is not limited thereto.
上記構成においては、第1測定部及び第2測定部は、試料保持部に保持された試料中の結晶粒のうち角度ψが0°(=ψ0)、つまり試料の表面と格子面が平行な結晶粒と、試料の表面に対して格子面が角度ψn傾いている結晶粒に、それぞれX線がブラッグの式を満たす条件で入射したときの回折角2θψ0と2θψnを仮の回折角として求める。そして、回折角算出部はこのようにして求めた仮の回折角から2θ−sin2ψ線図を作成し、これから角度0°と角度ψnの間の角度ψ1〜ψn−1における仮の回折角度2θψ1〜2θψn−1をそれぞれ求める。
In the above configuration, the first measurement unit and the second measurement unit have an angle ψ of 0 ° (= ψ 0 ) among the crystal grains in the sample held by the sample holding unit, that is, the sample surface and the lattice plane are parallel. Diffraction angles 2θ ψ0 and 2θ ψn when X-rays are incident on a crystal grain and a crystal grain whose lattice plane is tilted at an angle ψ n with respect to the surface of the sample under the conditions satisfying the Bragg equation Calculate as a corner. Then, the diffraction angle calculation unit creates a 2θ-sin 2 ψ diagram from the tentative diffraction angle obtained in this way, and from this, the tentative angle in the angle ψ 1 to ψ n-1 between the
次に、応力算出部は、第1測定部が仮の回折角2θψ0を求めたときの前記X線照射部と前記X線検出部の位置関係を保ちつつ、前記入射X線と前記試料の表面とのなす角度がθ0+ψ1〜θ0+ψn−1となるように、前記X線照射部及び前記X線検出部と前記試料保持部の少なくとも一方を順に回動させて該X線照射部から前記試料にX線を入射させる。そして、そのときのX線検出部の複数のX線検出素子の検出値からピークトップ位置を求める。本発明では、予め角度ψ1〜ψn−1における仮の回折角度2θψ1〜2θψn−1を求めているため、ピークトップ位置がX線検出部の測定角度範囲のほぼ中央となり、正確なピークトップ位置を求めることができる。 Next, the stress calculation unit maintains the positional relationship between the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit when the first measurement unit obtains the temporary diffraction angle 2θ ψ0 , and as the angle between the surface becomes θ 0 + ψ 1 ~θ 0 + ψ n-1, the X-ray by sequentially rotating at least one of the X-ray irradiation unit and said sample holder and the X-ray detector X-rays are incident on the sample from the irradiation unit. And the peak top position is calculated | required from the detected value of the several X-ray detection element of the X-ray detection part at that time. In the present invention, in advance since seeking diffraction angle 2θ ψ1 ~2θ ψn-1 provisional at an angle ψ 1 ~ψ n-1, the peak top position is almost the center of the measurement angle range of the X-ray detector, an accurate The peak top position can be obtained.
本発明において、前記第1測定部及び前記第2測定部は、前記X線検出部の複数のX線検出素子の検出値を縦軸、各X線検出素子に入射する回折X線の角度を横軸とするグラフを作成し、該グラフをプロファイルフィッティング処理することにより、前記ピークトップ位置を求めることができる。プロファイルフィッティング処理に用いる手法としては、最小二乗法の計算法の一種であるレーベンバーグ・マルカート法(Levenberg-Marquardt法)が挙げられる。また、プロファイルフィッティング処理に用いる関数には、例えばガウス関数、ローレンツ関数、又はこれらの組み合わせ等を用いることができる。 In the present invention, the first measurement unit and the second measurement unit are configured to set the detected values of the plurality of X-ray detection elements of the X-ray detection unit as vertical axes and the angles of the diffracted X-rays incident on the X-ray detection elements. The peak top position can be obtained by creating a graph with the horizontal axis and subjecting the graph to profile fitting processing. As a technique used for the profile fitting process, a Levenberg-Marquardt method (Levenberg-Marquardt method), which is a kind of calculation method of the least square method, can be cited. As a function used for profile fitting processing, for example, a Gaussian function, a Lorentz function, or a combination thereof can be used.
また、本発明において、前記第1測定部及び前記第2測定部が、前記X線検出部の複数のX線検出素子の検出値を縦軸、各X線検出素子に入射する回折X線の回折角度を横軸とするグラフを作成し、該グラフにおけるベースラインを求め、これを前記グラフから差し引く減算処理を行った残りのグラフ波形を正規化してピークトップ位置を求めるようにしても良い。上述したように、本発明では、ピークトップ位置がX線検出部の測定角度範囲のほぼ中央となるため、ベースラインを差し引く減算処理によっても、正確なピークトップ位置を求めることができる。
ことを特徴とする
Further, in the present invention, the first measurement unit and the second measurement unit may detect the detected values of the plurality of X-ray detection elements of the X-ray detection unit on the vertical axis, and the diffracted X-rays incident on the X-ray detection elements. A graph having the diffraction angle as the horizontal axis may be created, a baseline in the graph may be obtained, and the peak top position may be obtained by normalizing the remaining graph waveform that has been subtracted from the graph. As described above, in the present invention, since the peak top position is approximately the center of the measurement angle range of the X-ray detection unit, the accurate peak top position can be obtained also by subtraction processing for subtracting the baseline.
It is characterized by
本発明に係るX線応力測定装置によれば、X線検出部として所定の方向に一元的に配置された多数のX線検出素子を備えた検出器を採用したため、試料に入射し、該試料中の結晶粒において所定の角度範囲で回折したX線の強度を同時に検出することができる。このため、前記X線照射部及び前記X線検出部と前記試料保持部のいずれか一方を回動させるだけで試料の応力値を測定することができ、応力測定の時間を短縮できる。また、角度ψ1〜ψn−1における仮の回折角度2θψ1〜2θψn−1を求め、これに基づいてX線照射部とX線検出部の配置を決めるため、ピークトップ位置がX線検出部の測定角度範囲の中央から大きく外れることを回避できる。このため、X線応力測定の対象となる試料材料の種類に関係なく、正確なピークトップ位置を求めることができるため、試料に作用する応力値を正確に求めることができる。 According to the X-ray stress measurement apparatus according to the present invention, since the detector having a large number of X-ray detection elements arranged in a predetermined direction as the X-ray detection unit is employed, It is possible to simultaneously detect the intensity of X-rays diffracted in a predetermined angle range in the inside crystal grains. For this reason, the stress value of the sample can be measured only by rotating any one of the X-ray irradiation unit, the X-ray detection unit, and the sample holding unit, and the time for stress measurement can be shortened. Also, determine the diffraction angle 2θ ψ1 ~2θ ψn-1 provisional at an angle ψ 1 ~ψ n-1, to determine the arrangement of the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit based on this, the peak top position is X-ray It is possible to avoid a significant deviation from the center of the measurement angle range of the detection unit. For this reason, since an accurate peak top position can be obtained regardless of the type of sample material to be subjected to X-ray stress measurement, the stress value acting on the sample can be accurately obtained.
以下、本発明の一実施例に係るX線応力測定装置について図5〜図12を参照しつつ説明する。
図5は本実施例に係るX線応力測定装置の概略構成を示している。このX線応力測定装置は、ゴニオメータ117と、該ゴニオメータ117の中心に取り付けられた試料ステージ113と、該ゴニオメータ117の外周部に取り付けられたX線照射部110及びX線検出部116とを備えている。X線検出部116は、多数の微小なX線検出素子がライン上に配列されてなる。X線照射部110はX線管球110aを備えており、そのターゲットの材質に応じた特定波長のX線を発生する。
Hereinafter, an X-ray stress measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 shows a schematic configuration of the X-ray stress measuring apparatus according to the present embodiment. The X-ray stress measurement apparatus includes a
ゴニオメータ117は、X線照射部110から試料Sへの入射X線と試料Sの表面がなす角度θと、試料Sの表面と該試料SからX線検出部116の中央のX線検出素子に向かうX線がなす角度θが常に等しくなる関係を保ちつつ、試料ステージ113とX線照射部110及びX線検出部116を同軸で且つ異なる駆動軸により試料ステージ113、X線照射部110及びX線検出部116をそれぞれ回転駆動する。そのため、それら駆動軸はθ:2θの比で以て回転駆動されるが、本実施例では、さらに、それぞれの駆動軸を独立して回転駆動させることができる。
The
X線検出部116のX線検出素子にX線が入射すると、X線検出部116はその強度に応じた検出信号を生成する。X線検出部116で得られた検出信号はアンプ118を通してデータ処理部120に送られる。データ処理部120はデータ収集部121、回折角算出部122、応力値算出部123等を有する。データ収集部121が本発明の第1及び第2測定部に対応する。制御部100はX線応力測定装置の各部の動作をそれぞれ制御する。データ処理部120で処理されて得られたグラフなどの結果は、制御部100に送信され、表示部101に出力される。制御部100には表示部101の他、作業者が適宜の設定や支持を行うための入力部102を備える。なお、制御部100やデータ処理部120はパーソナルコンピュータをソフトウェア資源とし、該パーソナルコンピュータにインストールされた専用の制御・処理ソフトウェアを実行することにより、上記のような各機能ブロックが具現化される構成とすることができる。
When X-rays enter the X-ray detection element of the
次に、このX線応力測定装置を用いた多結晶体から成る試料Sの応力測定動作について図6〜図9を参照して説明する。ここでは試料ステージ113を固定し、該試料ステージ113に保持された試料Sを中心にX線照射部110及びX線検出部116の位置を変化させることとして説明するが、X線照射部110及びX線検出部116を固定し、試料Sの表面の傾きを変化させても良い。また、X線照射部110及びX線検出部116と、試料ステージ113の両方の位置を変化させても良い。要は、試料ステージ113とX線照射部110及びX線検出部116とが所定の位置関係を保持していれば良い。なお、以下の説明では試料Sの表面上にXY平面が位置することとし、試料Sの表面における法線をZ軸で表す。
Next, the stress measurement operation of the sample S made of a polycrystalline body using this X-ray stress measurement apparatus will be described with reference to FIGS. Here, it is assumed that the
試料Sの応力測定動作の実行に先立ち、測定者は入力部102を操作し、試料ステージ113を図5に示す位置にするとともに、ゴニオメータ117の駆動軸を回動させて試料Sの表面とこれに入射するX線とのなす角度がθとなり、且つ試料Sの表面とこれから出射してX線検出部116の中央に位置するX線検出素子に入射するX線とのなす角度がθとなるように、X線照射部110及びX線検出部116を配置する。以下の説明では、このときのX線照射部110及びX線検出部116の位置を初期位置とする。角度θは、無応力状態の試料Sを構成する結晶粒に対して波長λのX線が入射したときにブラッグの式を満たす角度であり、試料Sの材料固有の角度である。従って、無応力状態の試料Sの表面部に存在する結晶粒であって角度ψが0°となる結晶粒(つまり試料Sの表面と格子面が平行な結晶粒)に入射するX線は、ブラッグの式を満たすことになる。なお、試料ステージ113、X線照射部110、及びX線検出部116の配置の調整は、測定者が入力部102を通して試料Sの材料を入力すると自動的に行われるようにしても良く、測定者が手動で調整するようにしても良い。
Prior to the execution of the stress measurement operation of the sample S, the measurer operates the
上記の調整が終了し、測定者が応力測定動作の開始を指示すると、制御部100は、図7に示すフローチャートに従って応力測定動作を実行する。
ステップS1では、X線照射部110及びX線検出部116が図5に示す初期位置にあるとき、及びそこから角度ψn回動させた位置にあるときの2つの状態で、それぞれ回折X線強度分布曲線の作成動作が実行される(ステップS1)。これら2つの状態では、いずれも試料ステージ113は上述した位置にある。このため、X線照射部110及びX線検出部116が初期位置にあるときは試料Sの表面とこれに入射するX線とがなす角度はθとなり、X線照射部110及びX線検出部116が初期位置から角度ψn回動した位置にあるときは、試料Sの表面とこれに入射するX線とがなす角度はθ+ψnとなる。つまり、X線照射部110及びX線検出部116が初期位置にあるときは無応力状態の試料Sの表面部にある結晶粒のうち角度ψ=0°の結晶粒に対してブラッグの式を満たすX線がX線照射部110から入射し、X線照射部110及びX線検出部116が初期位置から角度ψn回動した位置にあるときは、無応力状態の試料Sの表面部にある結晶粒のうち角度ψ=ψnの結晶粒に対してブラッグの式を満たすX線がX線照射部110から入射する。
When the adjustment is completed and the measurer instructs the start of the stress measurement operation, the
In step S1, when the
いずれの状態においても、試料Sの表面に入射したX線は、図6に示すように該試料Sの表面付近に存在する結晶粒で回折した後、X線検出部116に導入される。試料Sの表面のX線入射領域には多数の結晶粒が存在するから、各結晶粒で回折したX線はその回折角2θに応じた位置にあるX線検出素子に入射する。X線検出部116は、各X線検出素子に入力したX線の強度に応じた検出信号を生成する。多数のX線検出素子の検出信号は角2θとX線強度の関係を示している。そこで、データ処理部120がアンプ118を通して各X線検出素子の検出信号を受け取ると、データ収集部121はそれらの信号を収集し、角度2θとX線強度の関係を示す回折X線強度分布曲線を作成する。そして、回折角算出部122がこの分布曲線を演算処理し、X線強度が最大となるピークトップの位置を求める(ステップS2)。角度ψ=ψ0(=0°)及び角度ψ=ψnにおけるX線強度が最大となるピークトップ位置が仮の回折角2θψ0、2θψnとなる。
In any state, the X-rays incident on the surface of the sample S are diffracted by crystal grains existing near the surface of the sample S as shown in FIG. Since a large number of crystal grains exist in the X-ray incident region on the surface of the sample S, the X-rays diffracted by each crystal grain enter the X-ray detection element located at a position corresponding to the diffraction angle 2θ. The
ステップS1、S2では、試料Sが無応力状態にあるときにブラッグの式を満たす角度θを用いてX線照射部110及びX線検出部116の配置が選択されるため、試料Sの応力の大きさによっては、回折X線強度分布曲線のピークトップ位置は、図4に示す曲線BのようにX線検出部116の測定角度範囲の中央からずれることになる。従って、ここでは、回折角算出部122は、ベースラインを用いた減算処理及び正規化処理によってピークトップ位置を求めるのではなく、プロファイルフィッティング処理によってピークトップ位置を求める。
In steps S1 and S2, the arrangement of the
さらに、回折角算出部122は、求められた回折角2θψ0、2θψnと、それぞれに対応する角度ψ0、ψnを用いて仮の2θ−sin2ψ線図を作成し(ステップS3)、この2θ−sin2ψ線図から角度ψ0とψnの間の角度ψ1〜ψn−1における仮の回折角2θψ1〜2θψn−1をそれぞれ算出する(ステップS4)。図8(a)は回折角2θψ0、2θψnと角度ψ0、ψnから作成された仮の2θ−sin2ψ線図を示す。また、図8(b)は仮の2θ−sin2ψ線図から求められた仮の回折角2θψ1〜2θψn−1を示す。
ここまでの動作が、本発明の第1及び第2測定部の動作内容となる。
Further, the diffraction angle calculation unit 122 creates a temporary 2θ-sin 2 ψ diagram using the obtained diffraction angles 2θ ψ0 , 2θ ψn and the corresponding angles ψ 0 , ψ n (step S3). the 2θ-sin 2 ψ diagram from an angle [psi 0 and [psi n the diffraction angle 2θ ψ1 ~2θ ψn-1 provisional at an angle ψ 1 ~ψ n-1 of between calculated respectively (step S4). FIG. 8A shows a temporary 2θ-sin 2 ψ diagram created from diffraction angles 2θ ψ0 , 2θ ψn and angles ψ 0 , ψ n . Further, FIG. 8 (b) shows a diffraction angle 2θ ψ1 ~2θ ψn-1 provisional obtained from 2θ-sin 2 ψ diagram provisional.
The operation so far is the operation content of the first and second measurement units of the present invention.
続いて、制御部100は、ステップS4で求められた、角度ψ1〜ψn−1における仮の回折角2θψ1〜2θψn−1に基づき、X線照射部110及びX線検出部116を図5に示す初期位置から角度ψ1〜ψn−1だけ回動させ、それぞれの位置において回折X線強度分布曲線の作成動作を実行する(ステップS5)。このとき、制御部100は駆動軸を制御して、試料Sの表面に対して角度θψ1〜θψn−1でX線が入射し、該表面に対して角度θψ1〜θψn−1で出射する回折X線が、X線検出部116の中央のX線検出素子に入射するように、X線照射部110及びX線検出部116の配置を調整する。これにより、試料Sの表面部に存在する結晶粒であって角度ψがψ1〜ψn−1である格子面を持つ結晶粒においてブラッグの式を満たす条件で試料SにX線が入射し、且つ、その回折X線がX線検出部116のほぼ中央のX線検出素子に入射する。その後、上述したように、X線検出部116から各X線検出素子の検出信号がデータ処理部120に出力され、その検出信号に基づき、角度ψ1〜ψn−1毎の回折X線強度分布曲線が作成される。このとき作成される回折X線強度分布曲線の例を図9に示す。図9に示すように、ここでは、X線検出部116の測定角度範囲のほぼ中央にピークトップが位置するような回折X線強度分布曲線が作成されるから、該曲線から角度ψ1〜ψn−1における真の回折角2θψ1〜2θψn−1が求められる(ステップS6)。
Subsequently, the
その後、応力値算出部123は角度ψ1〜ψn−1と、そのときの回折角2θψ1〜2θψn−1に基づき2θ−sin2ψ線図を作成する(ステップS7)。そして、2θ−sin2ψ線図の各点を結ぶ直線(式Y=A+M*X)の傾きMから、応力値σ(=K*M、Kは応力定数)を求める(ステップS8)。
Then, the stress
次に、上記X線応力測定装置及び従来装置を用いて具体的な試料の応力値を測定した実験結果について図10〜図12を参照して説明する。ここでは、試料として、ピークの半値幅が4.5〜5.2°の鉄系試料(鉄ベース高応力試験片)を用い、n=10で実験を行った。 Next, experimental results of measuring specific sample stress values using the X-ray stress measurement apparatus and the conventional apparatus will be described with reference to FIGS. Here, an iron-based sample (iron-based high stress test piece) having a peak half-value width of 4.5 to 5.2 ° was used as a sample, and an experiment was performed at n = 10.
図10は従来装置を用いて得られた応力値を、図11は上記X線応力測定装置を用いて得られた応力値を示す。また、図12は従来装置及び上記X線応力測定装置で得られた結果をまとめた表である。実験には、測定角度範囲が9.02°であるX線検出部、測定角度範囲が18.33°であるX線検出部を用いた。図10(a)及び図11(a)は測定角度範囲が9.02°のX線検出部を用いた結果を示し、図10(b)及び図11(b)は測定角度範囲が18.33°であるX線検出部を用いた結果を示す。 FIG. 10 shows the stress value obtained using the conventional apparatus, and FIG. 11 shows the stress value obtained using the X-ray stress measuring apparatus. FIG. 12 is a table summarizing the results obtained with the conventional apparatus and the X-ray stress measuring apparatus. In the experiment, an X-ray detector having a measurement angle range of 9.02 ° and an X-ray detector having a measurement angle range of 18.33 ° were used. 10 (a) and 11 (a) show the results using an X-ray detector with a measurement angle range of 9.02 °, and FIGS. 10 (b) and 11 (b) show a measurement angle range of 18.33 °. The result using an X-ray detection part is shown.
図10(a)、(b)から明らかなように、従来装置では、X線検出部の測定角度範囲の違いによって求められた応力値が変化した。一方、図11(a)、(b)に示すように、本実施例のX線応力測定装置では、X線検出部の測定角度範囲が異なる場合でもほぼ同じ値の応力値が得られた。以上の結果から、本実施例に係る装置では、測定角度範囲が狭くても、正確な応力値を求められることが確認できた。 As is clear from FIGS. 10A and 10B, in the conventional apparatus, the stress value obtained by the difference in the measurement angle range of the X-ray detector changes. On the other hand, as shown in FIGS. 11A and 11B, in the X-ray stress measurement apparatus of this example, even when the measurement angle ranges of the X-ray detectors are different, the stress values having substantially the same value were obtained. From the above results, it was confirmed that the apparatus according to the present example can obtain an accurate stress value even if the measurement angle range is narrow.
10…X線管
110…X線照射部
11、111…照射側スリット
13…試料ホルダ
113…試料ステージ
15…出射側スリット
16、116…X線検出部
17、117…ゴニオメータ
100…制御部
101…表示部
102…入力部
120…データ処理部
121…データ収集部
122…回折角算出部
123…応力値算出部
S…試料
DESCRIPTION OF
Claims (4)
a)試料保持部と、
b)該試料保持部に保持された試料にX線を照射するX線照射部と、
c)所定の方向に一次元に配列された複数のX線検出素子を備え、前記X線照射部から前記試料に照射されたX線が前記試料において所定の角度範囲で回折されたX線である回折X線の強度を検出するX線検出部と、
d)前記試料保持部に保持された試料の表面に入射するX線と該表面とのなす角度と、前記試料で回折して前記X線検出部に向かう回折X線と該表面とのなす角度が所定の関係を保つように、前記X線照射部、前記X線検出部及び前記試料保持部をそれぞれ回動させる回動部と、
e)前記X線照射部及び前記X線検出部の位置関係を保ちつつ、前記試料保持部に保持された試料の表面に入射するX線と該表面とのなす角度が変化するように、前記X線照射部及び前記X線検出部と前記試料保持部のいずれか一方を回動させて該試料の応力値を測定する応力測定部と
を備えるX線応力測定装置。 An X-ray stress measurement device that measures the stress of a sample using a diffraction phenomenon that occurs when X-rays are irradiated to a sample made of a polycrystalline body,
a) a sample holder;
b) an X-ray irradiation unit that irradiates the sample held by the sample holding unit with X-rays;
c) A plurality of X-ray detection elements arranged one-dimensionally in a predetermined direction, and X-rays radiated on the sample from the X-ray irradiation unit are X-rays diffracted in a predetermined angle range in the sample An X-ray detector for detecting the intensity of a certain diffracted X-ray;
d) The angle formed between the X-ray incident on the surface of the sample held by the sample holding portion and the surface, and the angle formed by the diffracted X-ray diffracted by the sample and directed to the X-ray detection portion. A rotation unit that rotates the X-ray irradiation unit, the X-ray detection unit, and the sample holding unit, respectively, so as to maintain a predetermined relationship,
e) While maintaining the positional relationship between the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit, the angle formed by the X-ray incident on the surface of the sample held by the sample holding unit and the surface is changed. An X-ray stress measurement apparatus comprising: an X-ray irradiation unit, a stress measurement unit that rotates any one of the X-ray detection unit and the sample holding unit to measure a stress value of the sample.
前記応力測定部が、
f)前記試料保持部に保持された試料が無応力状態であるとき、該試料に対して入射するX線である入射X線と該試料の表面のなす角度がブラッグの式を満たす角度θ0となり、且つ、前記試料から出射する出射X線のうち前記入射X線の延長線とのなす角度が2θ0となる出射X線が前記X線検出部の中央のX線検出素子に入射するように、前記試料保持部、前記X線照射部及び前記X線検出部を配置して、前記X線照射部から前記試料にX線を入射させ、そのときの前記X線検出部の複数のX線検出素子の検出値から仮の回折角2θψ0を求める第1測定部と、
g) 前記第1測定部が仮の回折角2θψ0を求めたときの前記X線照射部と前記X線検出部の位置関係を保ちつつ、前記入射X線と前記試料の表面とのなす角度がθ0+ψnとなるように、前記X線照射部及び前記X線検出部と前記試料保持部の少なくとも一方を回動させて、前記X線照射部から前記試料にX線を入射させ、そのときの前記X線検出部の複数のX線検出素子の検出値から仮の回折角2θψnを求める第2測定部と、
h)前記仮の回折角2θψ0と角度0°の組、及び前記仮の回折角2θψnと前記角度ψnの組から仮の2θ−sin2ψ線図を作成して、同図における角度0°から角度ψnまでの角度ψ1〜ψn−1における仮の回折角2θψ1〜2θψn−1をそれぞれ求める回折角算出部と、
i) 前記第1測定部が仮の回折角2θψ0を求めたときの前記X線照射部と前記X線検出部の位置関係を保ちつつ、前記入射X線と前記試料の表面とのなす角度がθ0+ψ1〜θ0+ψn−1となるように、前記X線照射部及び前記X線検出部と前記試料保持部の少なくとも一方を順に回動させて該X線照射部から前記試料にX線を入射させ、そのときの前記X線検出部の複数のX線検出素子の検出値からピークトップ位置を求め、これを角度ψ1〜ψn−1における真の回折角2θψ1〜2θψn−1として真の2θ−sin2ψ線図を作成し、この真の2θ−sin2ψ線図から前記試料の応力値を求める応力算出部と
を備えることを特徴とするX線応力測定装置。 In the X-ray stress measuring device according to claim 1,
The stress measuring unit is
f) When the sample held by the sample holder is in an unstressed state, an angle θ 0 between an incident X-ray that is an X-ray incident on the sample and the surface of the sample satisfies the Bragg equation In addition, an outgoing X-ray having an angle of 2θ 0 with the extended line of the incident X-ray out of the outgoing X-ray emitted from the sample enters the X-ray detection element at the center of the X-ray detection unit. The sample holder, the X-ray irradiator, and the X-ray detector are arranged so that X-rays are incident on the sample from the X-ray irradiator, and the X-ray detectors at that time have a plurality of X-rays. A first measuring unit for obtaining a temporary diffraction angle 2θ ψ0 from the detection value of the line detection element;
g) The angle formed between the incident X-ray and the surface of the sample while maintaining the positional relationship between the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit when the first measurement unit obtains the temporary diffraction angle 2θ ψ0. Rotate at least one of the X-ray irradiation unit, the X-ray detection unit, and the sample holding unit so that X 0 + ψ n becomes, so that X-rays are incident on the sample from the X-ray irradiation unit, A second measurement unit for obtaining a provisional diffraction angle 2θ ψn from detection values of a plurality of X-ray detection elements of the X-ray detection unit at that time;
h) the temporary diffraction angles 2 [Theta] .phi.0 and the angle 0 ° of the set, and to create a diffraction angle 2 [Theta] Pusaienu and the angle [psi n set tentative 2θ-sin 2 ψ diagram from the temporary, the angle in FIG. 0 ° and the diffraction angle calculating unit for obtaining temporary diffraction angle 2θ ψ1 ~2θ ψn-1 respectively in the angular ψ 1 ~ψ n-1 to an angle [psi n from
i) An angle formed between the incident X-ray and the surface of the sample while maintaining the positional relationship between the X-ray irradiation unit and the X-ray detection unit when the first measurement unit obtains a temporary diffraction angle 2θ ψ0. as but a θ 0 + ψ 1 ~θ 0 + ψ n-1, the sample from the turn is pivoted by the X-ray irradiation unit at least one of the X-ray irradiation unit and said sample holder and the X-ray detector to be incident X-ray, the calculated peak top position from the detection value of the plurality of X-ray detection elements of the X-ray detector at that time, which angle ψ 1 ~ψ true diffraction angle in n-1 2θ ψ1 ~ A true 2θ-sin 2 ψ diagram is created as 2θ ψn-1 , and a stress calculation unit for obtaining a stress value of the sample from the true 2θ-sin 2 ψ diagram is provided. measuring device.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03276040A (en) * | 1990-03-27 | 1991-12-06 | Rigaku Corp | Material inspecting device |
US5148458A (en) * | 1990-01-18 | 1992-09-15 | Clayton Ruud | Method and apparatus for simultaneous phase composition and residual stress measurement by x-ray diffraction |
JPH05273056A (en) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Rigaku Corp | X-ray stress measuring method |
JP2000275113A (en) * | 1999-03-25 | 2000-10-06 | Canon Inc | Method and apparatus for measuring x-ray stress |
JP2014013183A (en) * | 2012-07-04 | 2014-01-23 | Kowa Dennetsu Keiki:Kk | X-ray stress measurement device and x-ray stress measurement method |
-
2017
- 2017-06-23 JP JP2017123264A patent/JP6859869B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5148458A (en) * | 1990-01-18 | 1992-09-15 | Clayton Ruud | Method and apparatus for simultaneous phase composition and residual stress measurement by x-ray diffraction |
JPH03276040A (en) * | 1990-03-27 | 1991-12-06 | Rigaku Corp | Material inspecting device |
JPH05273056A (en) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Rigaku Corp | X-ray stress measuring method |
JP2000275113A (en) * | 1999-03-25 | 2000-10-06 | Canon Inc | Method and apparatus for measuring x-ray stress |
JP2014013183A (en) * | 2012-07-04 | 2014-01-23 | Kowa Dennetsu Keiki:Kk | X-ray stress measurement device and x-ray stress measurement method |
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