страница - 126
Прочие условия и ограничения - радиационная опасность.
Родственные методы - оже-анализ, ионный микроанализ, метод ионного рассеяния и метод активации заряженными частицами.
3.9.8.4. РЕ1Т1таНО<ЛТЛ1ГГУРНЫЙ АНАЛИЗ
Пробу, взятую от контролируемого объекта, облучают рентгеновским излучением; интенсивность рассеянного излучения изменяется в зависимости от углов дифракции, характерных для присутствующих кристаллических веществ.
Прннципнвльные основы
Зондирующая среда и/или источник энергии - монохроматическое рентгеновское излучение.
Характер сигнала и/или информативные характеристики - дифракционная картина.
Способ детектирования и/или восприятия - сцинтилляционный счетчик и фотоэмульсия.
Способ индикации и/или регистрации -дифрактометрический фотоснимок и координатный график.
Основа для расшифровки - аналитическая; дифференциальная; зависит от картотеки эталонных картин.
Цели применения
Несплошности и разделения.
Структура - величина, ориентация, структура и относительная деформация кристаллов; деформация кристаллической решетки; аморфная структура; фазовые превращения.
Размеры и метрология.
Физико-механические свойства.
Компонентный и химический состав -результаты химической реакции.
Напряжение и динамические характеристики - остаточное напряжение.
Анализ информативных характеристик.
Области применения
Материалы - кристаллические материалы.
Элементы и формы - поверхностные образцы (отложения и слои).
Контроль технологического процесса -изготовление магнитных и керамических материалов.
Контроль на месте и диагностика.
Примеры - электроосажденные материалы, тянутая проволока, тонколистовой прокат, анализ минеральных веществ, элементы самолетов.
Ограничения
Доступ, контакт и/или подготовка -предпочтительны порошковые пробы, но применим также к твердым объектам.
Ограничения по зондированию и объекту - заключение пробы в специальную емкость.
Чувствительность и/или разрешение -для выявления компонентов, содержащихся в низкой концентрации, отношение пик-фон должно превышать 1:1.
Ограничения по расшифровке - могут не выявляться аморфные компоненты.
Прочие условия и ограничения - конечные размеры кристаллов в образце вносят статические погрешности в подсчет сцинтилляций; радиационная опасность.
3.9.9. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ
3.9.9.1. УСИЛЕНИЕ ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЙ
Изображение просматривается видеокамерой, которая преобразует значения плотности изображения в сигналы, которые усиливаются электронными средствами; производное изображение выводится на телевизионный монитор.
Принципиальные основы
Зондирующая среда и/или источник энергии - видимая область спектра.
Характер сигнала и/или информативные характеристики - изменения плотности исходного изображения.
Способ детектирования и/или восприятия - видиокамера.
Способ индикации и/или регистрации -телевизионный дисплей.
Основа для расшифровки - вспомогательные средства; зависят от выбора способа усиления.
Цели применения
Несплошности и разделения - трещины, раковины, включения, пористость и т.д.
Структура - аномалии структуры и/или неправильное отаосительное расположение.
Размеры и метрология - линейные и угловые измерения.
Физико-механические свойства - плотность.
Компонентный и химический состав. Напряжение и динамические характеристики.
Анализ информативных характеристик.
Области применения
Материалы - радиографические, фотографические и металлографические снимки.
Элементы и формы - диапозитивы и непрозрачные пленки.
Контроль технологического процесса.
Контроль на месте и диагностика - в сочетании с видеорадиографией.
Ограничения
Доступ, контакт и/или подготовка - требуется подача изображения к камере.
Ограничения по зондированию и объекту - для различных применений требуются специальные системы линз.
Чувствительность и/или разрешение -приращения плотности до 0,05 единицы фотоплотности.
Ограничения по расшифровке - обычно воспринимают 32 уровня плотности.
Родственные методы - фотографическое выделение, сканер с бегущим лучом - цифровой преобразователь и лазерный фильтр.
3.9.9.2. ПОЗИТРОННЫЙ МЕТОД
Измеряется время жизни позитронов и характеристики аннигиляционного излучения в контролируемом материале. При появлении в материале дефектов с пониженной электронной плотностью время жизни возрастает от 100 - 150 пс до 200 - 500 пс. Регистрация времени жизни обеспечивает выявление субмикроскопических дефектов размером 0,2 - 1 нм.
Физические основы метода
Зондирующая среда и/или источник энергии - в качестве источника излучения используются позитронно-активные радионуклиды, преимущественно 22Na, Ti. Первичная энергия позитронов составляет 0,1 - 1,5 МэВ, активность источников 5 • 10s - 5 • 10* Бк.
Характер сигнала и/или информативные характеристики - фиксируется длительность временных интервалов между моментами срабатывания детектора ядерных у -квантов источника и детектора квантов, возникающих при аннигиляции позитронов в контролируемом материале.
Способ детектирования и/или восприятия - гамма-кванты регистрируются быстродействующими сцинтилляционными детекторами.
Способ индикации и/или регистрации -времяамплитудное преобразование, многоканальная регистрация амплитуд сигналов, ана-логово-цифровое преобразование информации.
Метод расшифровки - регистрация разностных спектров времен жизни в эталоне и контролируемом объекте; двух- трехкомпо-
нентный анализ спектров времен жизни позитронов.
Выявление дефектов типа нарушения сплошности - в кристаллических материалах обнаруживаются вакансии, дислокации, микропоры, субмикротрещины.
Измерение размеров и метрология - возможен контроль толщины материалов в диапазоне 105 - 102 мм по стали.
Определение физико-механических свойств - усталостные свойства, термические микронапряжения, размеры микроскопических зерен, структурное состояние.
Определение компонентного и химического состава - в ряде случаев выявляются сегрегации атомов примесей в металлах.
Определение динамических характеристик.
Области использования
Контролируемые материалы - кристаллические металлические, полупроводниковые и диэлектрические материалы.
Объекты контроля и технологические операции - полупроводниковые пластины; покрытия, конструкционные стали, инструмент.
Диагностика - выявление дефектов, возникающих при радиационном воздействии на материалы; обнаружение зарождающихся суб-микротрещин; прогнозирование эксплуатационных свойств материалов.
Примеры - большие интегральные схемы; материалы для трубопроводов и резервуаров.
По технологичности - возможен контроль преимущественно плоских объектов толщиной до 8 - 10 мм по стали; необходимо высокое качество поверхности объекта; в ряде случаев значительно влияние химического состава и структуры материала; глубина зоны контроля ограничена поверхностным слоем толщиной 50 - 200 мкм.
По расшифровке - при многокомпонентном анализе спектров требуется обработка данных на ЭВМ; необходима предварительная градуировка для каждого типа контролируемого материала.
Другие ограничения - требуется высококачественная стабилизация режимов аппаратуры; время контроля превышает 10-15 мин и в ряде случаев достигает 2 - 3 ч.
По чувствительности и/или разрешению - высокая чувствительность к некоторым примесям и их структурному состоянию; требуется использование аппаратуры с разрешением 200 - 300 пс.
Родственные методы контроля - рентгеновская дифрактометрия; метод электросопротивления.
3.9.9.3. ГАЗОСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД
Контролируемый объект выдерживают в среде радиоактивного индикаторного газа, после чего проводят регистрацию картины распределения остаточной радиоактивности по поверхности объекта. Это обеспечивает выявление поверхностных дефектов раскрытием 0,01 - 10 мкм.
Физические основы метода
Зондирующая среда и/или источник энергии - в качестве индикаторного газа используют преимущественно 85Кг, максимальная энергия р -излучения которого составляет 0,672 МэВ. Из-за-существенного превышения внутренней поверхности дефектов типа трещин, площади их раскрытия в полости дефекта сорбируется значительное количество газа.
Характер сигнала и/или информативные характеристики - информацией о дефектах служит изображение остаточной радиоактивности; наличие почернений в изображении свидетельствует о появлении поверхностных дефектов.
Способ детектирования и/или восприятия - излучение радиоактивного газа фиксируется с помощью наносимых на поверхность объекта ядерных эмульсий, а также рентгеновских пленок и радиоскопической аппаратуры.
Способ индикации и/или регистрации -авторадиографический.
Метод расшифровки - визуальный анализ, автоматическая расшифровка изображений.
Цели использования
Выявление дефектов типа нарушения сплошности - поверхностные микротрещины раскрытием 0,01 - 10 мкм, глубиной 0,01 -1 мм, микропоры размером до 10 мкм, непровары раскрытием от 1 до 10 мкм.
Определениефизико-механических
свойств - усталость материалов; контроль прижогов.
Области использования
Контролируемые материалы - металлы, композиционные материалы.
Объекты контроля и технологические операции - авиационная техника; подшипниковые материалы; электронно-лучевая сварка; шлифованные поверхности.
Диагностика - оценка времени службы деталей.
Примеры - диски газотурбинных двигателей; подшипники; литые лопатки двигателей.
Ограничения
По технологичности - требуется использование специальных боксов для насыщения объектов радиоактивным газом; при контроле изделий сложной формы необходим контакт эмульсии с поверхностью детали.
По расшифровке - необходима отстройка от "ложных" дефектов, в ряде случаев проявляемых на изображении объекта.
Другие ограничения - время контроля составляет от нескольких единиц до десятков часов; требуется принятие мер радиационной безопасности.
По чувствительности и/или разрешению - метод не чувствителен к дефектам, раскрытие которых превышает 10 мкм; не выявляются подповерхностные дефекты; несообщающиеся с поверхностью детали.
Родственные методы контроля - капиллярный метод; магнитографический метод.
3.9.9.4. ЭКЗОЭЛЕКТРОННЫЙ МЕТОД
Регистрируют эмиссию электронов с поверхности объекта, подверпгутых износу, растрескиванию, деформации, окислению и другим воздействиям. В дефектных местах поверхности вероятность эмиссии повышается. Регистрация распределения интенсивности эмиссии по поверхности объекта обеспечивает выявление зон деформации и трещинообразо-вания.
Физические основы метода
Зондирующая среда и/или источник энергии - источниками экзоэлектронов являются выделение энергии при локальном разогреве окисляемых участков металла, перестройка энергетических уровней при локализации дефектов в окисной пленке, разрывах окисной пленки, адсорбции газов на поверхности металла, воздействии ультрафиолетовым облучением.
Характер сигнала и/или информативные характеристики - фиксируется запись аналогового сигнала, пропорционального эмиссии, при сканировании поверхности объекта.
Способ детектирования и/или восприятия - детектирование экзоэлектронов осуществляется от1фьггыми электронными умножителями, микроканальными пластинами, ионизационными камерами, фотопленкой.
Способ индикации и/или регистрации -электронно-лучевой, графический.
Метод расшифровки - анализ электронно грамм, наблюдение изображений на ЭЛТ.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]