CN105143867A - 镁橄榄石确认方法、镁橄榄石评价装置以及钢板制造线 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够在不破坏测定对象的情况下简单地确认镁橄榄石的存在的技术。根据在对具有镁橄榄石的材料照射电子射线时通过电子射线的激励而发光的区域来确认存在镁橄榄石的位置。本发明能够优选地应用于材料是具有镁橄榄石层的方向性电磁钢板的情况。此外，当材料是在镁橄榄石层上具有张力涂层的方向性电磁钢板的情况下，优选使照射电子射线时的加速电压为30kV以上。

Description

镁橄榄石确认方法、镁橄榄石评价装置以及钢板制造线
技术领域
本发明涉及镁橄榄石确认方法、镁橄榄石评价装置以及钢板制造线。
背景技术
方向性电磁钢板主要被作为变压器及其他电子设备的铁芯材料利用。因此，要求磁化特性优异的方向性电磁钢板、特别是铁损低的方向性电磁钢板。
在对含有二次再结晶所需要的抑制剂、例如MnS、MnSe、AlN等的钢坯进行热轧后，根据需要进行热轧板退火，接下来，在通过1次冷轧或者插入中间退火的2次以上的冷轧而成为最终板厚之后，进行脱碳退火，接下来在钢板的表面上涂布MgO等退火分离剂后，进行最终精加工退火，从而制造出该方向性电磁钢板。另外，除了特殊的情况之外，在该方向性电磁钢板的表面上形成有镁橄榄石(Mg2SiO4)质的绝缘覆膜(镁橄榄石层)。
在将钢板层叠起来使用的情况下，该镁橄榄石层有效地有助于使钢板层之间电绝缘而降低涡电流。但是，如果钢板表面的镁橄榄石层不均匀或者在制作卷绕铁芯时发生镁橄榄石层的剥离，则商品价值下降。此外，占空系数下降，进而因组装铁芯时的紧固而导致绝缘性下降从而引起局部发热，因此，这会成为变压器中的事故的原因。
此外，该镁橄榄石层不是只用于电绝缘的目的。关于镁橄榄石层，能够利用其低热膨张性对钢板施加拉伸应力，因此有助于铁损以及磁致伸缩的改善。进而，该镁橄榄石层将二次再结晶完成后而变得不需要的抑制剂成分吸入层中，使钢纯化，由此也有助于磁特性的提高。因此，得到均匀且平滑的镁橄榄石层是决定方向性电磁钢板的产品品质的重要因素中的一个。
此外，一般情况下，如果镁橄榄石量过多，则容易在局部产生镁橄榄石层剥离的点状缺陷。另一方面，如果镁橄榄石量过少，则与钢板等的紧密贴合性变差。因此，一直以来，镁橄榄石的形成量(镁橄榄石量)及分布形态是重要的。此外，由于在制造方向性电磁钢板时需要控制镁橄榄石量及分布形态，因此，这些评价非常重要。
作为调查镁橄榄石量及其分布的现有技术，存在如下技术。存在通过钢板表面的氧分析来测定镁橄榄石量的方法。具体而言，由于在镁橄榄石层上通常还被赋予有使磁特性提高的张力涂层，因此，首先去除该张力涂层，在使铁溶解后，通过燃烧红外线吸收法来测定氧。
此外，作为确认镁橄榄石层的分布的方法，存在通过扫描电子显微鏡(SEM)观察去除张力涂层之后的表面的方法。此时，可以检测标识X线，进行元素分析。
此外，作为观察在截面上的分布的方法，存在这样的方法：通过研磨等对钢板的截面进行调整，并通过SEM来观察截面(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-36447号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，上述方法都是破坏分析。此外，所有的方法在评价结束之前都会花费很长的时间，另外试样调制也会花费很长的时间。并且，以往不存在在不破坏测定对象的情况下简单地确认镁橄榄石的存在的方法。
本发明是为了解决上述课题而完成的，第一目的是提供一种在不破坏测定对象的情况下简单地确认镁橄榄石的存在的技术。
此外，第二目的是提供一种在不破坏测定对象的情况下简单地确认镁橄榄石所存在的位置的技术。
此外，第三目的是提供一种以在以不进行破坏的方式在具有代表性的宽广的视野内定量地确认镁橄榄石量及其分布的技术。
用于解决课题的手段
发明者对确认镁橄榄石层的方法进行了深入研究，结果发现：如果对钢板表面照射电子射线，则存在来自镁橄榄石层的发光。该光是电子射线激励光即阴极发光(CL)。但是，该CL本身一直以来都被公知，在半导体材料等中被利用(例如，关口隆史，材料Vol.35P551～P557(1996年))，但是，形成于电磁钢板表面上的镁橄榄石会显示CL这一点并不为人所知。
此外，有关在照射电子射线时形成于电磁钢板表面上的镁橄榄石会发光这一发现，在以前是不存在的。进而，在试样是具有张力涂层的方向性电磁钢板的情况下，镁橄榄石层上存在有厚度为数微米的张力涂层。因此，特别是具有张力涂层的方向性电磁钢板的情况下，没有想到基于电子射线使镁橄榄石层发光。
发明者在SEM上安装光评价部(由光检测部等构成的光评价部)，使电子射线扫描并照射至方向性电磁钢板的表面和截面，进行了利用所产生的光的光信号来形成图像的CL图像观察，明确了下述结果。
基于从镁橄榄石产生的CL，能够可视化地确认试样中是否存在镁橄榄石。
在从方向性电磁钢板的表面进行的观察中，即使是带有张力涂层的状态，也能够得到镁橄榄石层的CL图像。
根据镁橄榄石层上的电子射线激励光所得到的CL信号量(信号强度或亮度)与镁橄榄石量大致相关。
基于根据镁橄榄石层上的电子射线激励光所得到的CL图像，能够导出方向性电磁钢板的镁橄榄石层的分布。
此外，可知：电磁钢板的镁橄榄石层的CL在可见光范围内具有二个以上的峰。由此可知：通过使用滤光器来对所检测的光进行选择，能够提取出镁橄榄石层的特定的信息。例如如果检测红色的光，则信号强度或亮度与镁橄榄石量的相关性进一步提高。
进而可知：不直接检测镁橄榄石层上的电子射线激励光的光强度，而是首先获取CL图像，并使CL图像的辉度数值化，由此能够定量且容易地确认镁橄榄石量及镁橄榄石量的分布。
本发明是基于以上的见解中的至少一个见解而完成的，本发明如下所述。
(1)一种镁橄榄石确认方法，其特征在于，根据在对具有镁橄榄石的材料照射电子射线时，通过电子射线的激励而发光的区域来确认存在镁橄榄石的位置。
(2)一种镁橄榄石确认方法，其特征在于，基于在对具有镁橄榄石的材料照射电子射线时通过电子射线的激励而发出的光的信号强度或亮度与镁橄榄石量之间的相关关系，根据在对镁橄榄石量未知的未知材料照射电子射线时，通过电子射线的激励而发出的光的信号强度或亮度来确认所述未知材料中的镁橄榄石量和/或镁橄榄石量的分布。
(3)根据(1)或(2)所述的镁橄榄石确认方法，其特征在于，所述材料是具有镁橄榄石层的方向性电磁钢板。
(4)根据(3)所述的镁橄榄石确认方法，其特征在于，所述材料是在所述镁橄榄石层上具有张力涂层的方向性电磁钢板，对所述张力涂层的表面照射所述电子射线时的加速电压为10kV以上。
(5)根据(1)～(4)中的任意一项所述的镁橄榄石确认方法，其特征在于，利用通过电子射线的激励而发出的光中的波长为560nm以上的光来进行确认。
(6)一种镁橄榄石评价装置，其中，该镁橄榄石评价装置在真空腔室内具备：试样台，其保持具有镁橄榄石的材料；电子射线照射部，其对所述材料照射电子射线；以及光评价部，其对于在从所述电子射线照射部照射电子射线时通过该电子射线的激励而发出的光进行评价。
(7)根据(6)所述的镁橄榄石评价装置，其特征在于，所述镁橄榄石评价装置还在所述电子射线照射部与所述光评价部之间具备使波长为560nm以上的光通过的波长截止滤波器。
(8)根据(6)或(7)所述的镁橄榄石评价装置，其特征在于，所述光评价部具有：光测定部，其测定在从所述电子射线照射部对所述材料照射电子射线时，通过该电子射线的激励而发出的光的信号强度或亮度；相关关系存储部，其存储所述信号强度或所述亮度与镁橄榄石量之间的相关关系；以及定量分析部，其根据在对镁橄榄石量未知的未知材料照射电子射线时由所述光测定部测定出的光的信号强度或亮度和所述相关关系存储部所存储的相关关系，导出所述未知材料中的镁橄榄石量和/或镁橄榄石量的分布。
(9)一种钢板制造线，该钢板制造线具有在方向性电磁钢板上形成镁橄榄石层的镁橄榄石形成部，其特征在于，该钢板制造线在设置得比所述镁橄榄石形成部靠下游的真空区域内具备：电子射线照射部，其对形成有所述镁橄榄石层的方向性电磁钢板照射电子射线；和光评价部，其评价在所述电子射线照射部对所述方向性电磁钢板照射电子射线时通过该电子射线的激励而发出的光。
(10)根据(9)所述的钢板制造线，其特征在于，所述钢板制造线还在所述电子射线照射部与所述光评价部之间具备使波长为560nm以上的光通过的波长截止滤波器。
(11)一种镁橄榄石确认方法，其中，根据在对材料照射电子射线时，是否通过电子射线照射的激励而发光来确认在所述材料中是否存在镁橄榄石。
(12)一种镁橄榄石确认方法，其特征在于，基于在对具有镁橄榄石的材料照射电子射线时通过电子射线的激励而发出的光的发光强度与镁橄榄石量之间的相关关系，根据在对镁橄榄石量未知的未知材料照射电子射线时，通过电子射线的激励而发出的光的发光强度来确认所述未知材料中的镁橄榄石量。
发明的效果
根据本发明，能够在不破坏测定对象的情况下容易地确认镁橄榄石的存在。
根据本发明，能够在不破坏测定对象的情况下容易地确认存在镁橄榄石的位置。
根据本发明，能够非破坏性地在具有代表性的宽广的视野内定量地评价镁橄榄石量及其分布。特别地，如果知道镁橄榄石量的分布，则能够容易地确认是否是均匀且平滑的镁橄榄石层。另外，均匀是指根据位置不同而导致镁橄榄石的附着量不均的情况较少，平滑是指，根据位置不同而导致附着量不均的情况较少。
附图说明
图1是示意性地示出镁橄榄石评价装置的一例的图。
图2是示意性地示出图1所示的镁橄榄石评价装置所具备的光评价部的图。
图3是试样截面的二次电子图像(上侧)和在与该二次电子图像相同的视野下的CL图像(下侧)。
图4是从表面观察与在图3中观察的试样相同的试样时的二次电子图像。
图5是在与图4的二次电子图像相同的视野下的CL图像(下侧)。
图6是使用镁橄榄石层与方向性电磁钢板的紧密贴合性不同的2种试样而获取的二次电子图像与CL图像。
图7示出了将图6的CL图像二值化而成的CL图像。
图8是相对于横轴的覆膜中含氧量来绘制CL平均辉度而成的图表。
图9是通过25kV的加速电压从方向性电磁钢板的表面得到的CL光谱的一例。
图10是示出在使用波长截止滤波器的情况下的覆膜中含氧量与CL辉度之间的关系的图。
图11是示出镁橄榄石层形成过程中的CL辉度相对于温度的变化的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。另外，本发明不限于以下的实施方式。
首先，对在本发明中使用的材料(在本说明书中，存在称为“试样”的情况)进行说明。如果使用本发明，则也能够确认为试样不包含镁橄榄石。因此，在本发明中使用的试样不仅可以是包含镁橄榄石的试样，也可以是不包含镁橄榄石的试样。
在试样不包含镁橄榄石的情况下，只能够确认试样中不包含镁橄榄石。另一方面，只要试样包含镁橄榄石，就能够确认到镁橄榄石存在、镁橄榄石存在的位置、镁橄榄石量、镁橄榄石量的分布。另外，作为在除了镁橄榄石以外还包含可产生CL的其他物质的情况下区别镁橄榄石与其他的物质的方法，存在通过发光强度来区分的方法、和通过波长来区分的方法。但是，优选的是，除了镁橄榄石以外不包含可产生CL的物质。
在本发明中，作为试样，能够使用具有镁橄榄石层或张力涂层的方向性电磁钢板。具体而言，可以列举出具有镁橄榄石层的方向性电磁钢板、以及由从表面侧依次具有张力涂层、镁橄榄石层、方向性电磁钢板的的层叠结构所构成的层叠体。在以这些方向性电磁钢板作为试样的情况下，通常，镁橄榄石层的主要成分为Mg2SiO4，张力涂层的成分为磷酸盐等，因此，除了镁橄榄石以外，试样不包含产生CL的物质。
作为在方向性电磁钢板中形成镁橄榄石层的方法，可以列举出例如下面的方法。首先，对精加工成最终板厚且含有适量的Si的方向性电磁钢板实施脱碳退火(兼作再结晶退火)。接下来，在方向性电磁钢板上涂布退火分离剂(优选以MgO为主要成分)，此后，将该方向性电磁钢板卷绕成卷，以二次再结晶和形成镁橄榄石层为目的实施最终精退火。这里，在脱碳退火中，使钢板表面上预先生成以SiO2为主要成分的氧化膜(内层扩散氧化物)，在最终精退火中，使该氧化膜与退火分离剂中的MgO发生反应。通过该反应，在方向性电磁钢板上形成了镁橄榄石层(Mg2SiO4)。
作为形成张力涂层的方法，例如可以列举出这样的方法：在最终精退火后，通过无机涂敷、或基于物理蒸镀法、化学蒸镀法等的陶瓷涂层等，在镁橄榄石层上形成张力涂层。如果形成张力涂层，则能够降低铁损。
接下来，对能够实施本发明的确认方法的镁橄榄石评价装置进行说明。图1是示意性地示出镁橄榄石评价装置的一例的图。图2是示意性地示出图1所示的镁橄榄石评价装置所具备的光评价部的图。如图1所示，镁橄榄石评价装置1具有：试样台10、电子射线照射部11、光评价部12、真空腔室13、波长截止滤波器14。如图1所示，在真空腔室13内收纳有试样台10、电子射线照射部11、光评价部12、波长截止滤波器14。这里，能够通过真空腔室实现的真空是指能够使SEM工作的真空度，通常为10-2Pa左右或小于10-2Pa的真空度。但是，在具备差动排气的系统中，不限于此。例如，即使在高达200Pa左右的真空度下，也能够实施本发明。
另外，本实施方式的镁橄榄石评价装置1具备波长截止滤波器14，但是，即使没有波长截止滤波器14，也能够基于光的信息确认以镁橄榄石量等为目的的信息。因此，也可以没有波长截止滤波器14。
在镁橄榄石评价装置1中，能够从电子射线照射部11(例如，电子射线产生部和使电子射线变窄并扫描的电子光学系统)对保持于试样台10上的试样2照射电子射线(用虚线箭头表示电子射线)。在被电子射线照射的试样2具有镁橄榄石的情况下，通过电子射线的激励使得试样2发光。通过光评价部12评价该发光，由此能够确认到镁橄榄石存在、存在镁橄榄石的位置、镁橄榄石量、以及镁橄榄石量的分布。另外，镁橄榄石评价装置1具有波长截止滤波器14。如果使用波长截止滤波器14，则能够通过光评价部12评价电子射线激励光中的具有特定范围的波长的光。如后述那样，通过使用560nm以上的波长的光，能够提高确认的精度。
如图2所示，光评价部12具有光测定部120、定量分析部121以及相关关系存储部122。光评价部12是在对光进行检测并测定光的信号强度或亮度的一般的光检测器中组合相关关系存储部122与定量分析部121而成的，其中，相关关系存储部122存储特定的相关关系，定量分析部121将来自光检测器的信息应用于上述相关关系中进行定量分析。因此，例如，如果将具有通常的定量分析功能并且存储有上述相关关系的计算机与一般的光检测器组合，则成为本发明中优选的光评价部12。
光测定部120只要能够检测可见光，并没有特别限定，也可以是使用光倍增管(PMT)等来检测光的光测定部。此外，光测定部120具有将检测出的光的信息变换为信号强度或亮度等信息的功能。因此，在从电子射线照射部11对试样2照射电子射线时，光测定部120检测通过该电子射线的激励而发出的光，并将该光的信息变换为信号强度或亮度等信息。如上所述，通过确认来自光测定部120的对光的检测，能够确认到镁橄榄石的存在。
此外，光测定部120能够在将试样2的表面分割为多个区域时的每个区域内检测通过电子射线的激励而发出的光。因此，通过确认来自光测定部120的对光的检测，也能够确认存在镁橄榄石的位置(区域)。另外，上述区域的面积没有特别限定，可以按照要求的确认精度等适当进行调整。
由此，能够确认镁橄榄石的存在及位置。特别地，由于能够在不破坏试样的情况下进行确认，因此，能够确认镁橄榄石层的形成过程中的镁橄榄石的形成状况。另外，对光测定部120所检测出的光的信息进行确认的方法没有特别限定，能够通过将光评价部12与SEM组合在一起使用来进行确认。
如上所述，在光测定部120中，能够测定光的信号强度或者亮度。该信号强度或者亮度被送到定量分析部121，在定量分析部121中，基于该光的信息与存储于相关关系存储部122中的相关关系(在对具有镁橄榄石的试样照射电子射线时通过电子射线的激励而发出的光的信号强度或者亮度与镁橄榄石量之间的相关关系)，导出试样中的镁橄榄石量及镁橄榄石量的分布。更具体而言，根据信号强度或亮度、和相关关系导出规定的区域内的镁橄榄石量，并将多个区域内的镁橄榄石量的信息合并，由此导出镁橄榄石量的分布。另外，亮度是指基于电子射线激励光的信号强度所导出的CL图像中的亮度，例如可以使用辉度来表示。
由此，能够导出试样中的镁橄榄石量及镁橄榄石量的分布。特别地，由于能够在不破坏试样的情况下进行确认，因此，能够确认在镁橄榄石层的形成过程中的镁橄榄石的状况。因此，如果使用本发明，能够容易地确定用于形成使镁橄榄石量及分布处于期望的范围内的镁橄榄石层的条件。此外，例如如上所述，能够通过将光评价部12与SEM组合在一起使用的方法，来确认与镁橄榄石量及镁橄榄石量的分布相关的的信息。
另外，导出存储于相关关系存储部122中的相关关系的方法没有特别限定。例如，使用判明了试样中的镁橄榄石量且镁橄榄石量不同的多个试样，对各个试样照射电子射线，并测定电子射线激励光的信号强度或亮度，由此，能够导出该相关关系。
以下，以这样的情况为例进一步对本发明进行具体的说明：将具有在方向性电磁钢板上依次层叠镁橄榄石层及张力涂层而成的层叠结构的材料作为试样使用。
如果对试样照射电子射线并检测此时发出的光，则能够得到CL强度(电子射线激励光的强度)。此外，使变窄的电子射线在试样表面上扫描并与位置同步地测定CL强度，由此能够得到CL图像。这里，在使用上述试样的情况下，优选在0.1kV～100kV的范围内选择入射电子的加速电压。
在本实施方式的试样中，如图3所示那样确认到只有镁橄榄石层显示出CL(图3中的挡板是指“铜制的挡板”)。图3是本实施方式的试样的截面的二次电子图像(上侧)和在与该二次电子图像相同的视野下的CL图像(下侧)。可知：在图3所示的截面中，没有从基底钢板和张力涂层产生CL，只从镁橄榄石层产生有CL。另外，图3的二次电子图像的获取方法如下所述。作为装置，使用由CarlZeiss公司制的SEM形式SUPRA55-VP、聚光镜、以及PMT构成的检测器，在加速电压为3kV的条件下进行观察。如该例子这样从截面进行观察的情况下，由于需要高的空间分辨率，因此，在低加速电压下使用高灵敏度的检测器是有利的。
图4是对与在图3中观察的试样相同的试样(故意在表面的一部分上形成镁橄榄石层的剥离部(覆膜剥离部))从表面进行观察时的二次电子图像(观察是在张力涂层形成于表面上的状态下进行的)。二次电子图像的拍摄是使用CarlZeiss公司制的SEM形式SUPRA55-VP和ET型检测器在加速电压为30kV的条件下进行的。此外，图5所示的CL图像是除了使用由使光通过的玻璃管和PMT所构成的光检测器(不具有聚光镜)之外，还使用与图4的二次电子图像的获取相同的装置及条件而获取的(观察是在张力涂层形成于表面上的状态下进行的，这一点也相同)。在图5中，在覆膜的剥离部处变暗，明确可知镁橄榄石层被去除。此外，在图5中可知，沿着轧制方向的暗的部分以条状存在。在通过聚焦离子束(FIB)法观察该部分的截面时可知镁橄榄石层缺失。此外，通过该截面观察也明确知道：在比周围明亮的部分处，镁橄榄石大量存在。根据以上结果清楚地明白：CL图像示出了镁橄榄石量的分布。另外，图5中的放大图示出了使用SEM(扫描电子显微镜)对沿着虚线以FIB法制作的截面进行观察的结果(SE)、和通过EDS(能谱仪)的Mg映射(Mg)来对镁橄榄石层的分布进行分析的结果。该截面制作(观察)是在如下2处部分进行的：在来自表面的CL图像中观察到镁橄榄石层的部分(健全部)；和在轧制方向上镁橄榄石层缺损的部分(缺损部)。
通常认为，如果是在镁橄榄石层上形成有张力涂层的状态，则难以通过非破坏的方式来确认镁橄榄石层的状态。但是，根据本发明，即使不去除张力涂层，也能够确认镁橄榄石层的状态。这是由于，在照射电子射线时，被加速的电子穿透上层的张力涂层而到达镁橄榄石层。因此，在如本实施方式这样对存在于张力涂层下方的镁橄榄石进行确认的情况下，需要调整作为电子射线的照射条件的加速电压。需要的加速电压根据张力涂层的种类及厚度而不同，在磷酸盐系张力涂层的厚度为1～2μm的情况下，只要在10～60kV的范围内适当设定加速电压即可。具体而言，由于加速电压越高，能够激励的光越多，因此，在信息量较多这一点上，对检测是有利的。但是，由于加速电压越高，则电子射线在试样内扩展得越广，因此，空间分辨率下降。此外，由于电子射线大量通过镁橄榄石层，由此，发光强度下降。只要根据这些方针和张力涂层的厚度来调整加速电压即可。
图6是使用镁橄榄石层与方向性电磁钢板的紧密贴合性不同的2种试样而获取的二次电子图像与CL图像，这2种试样是与上述试样相同的试样(镁橄榄石层、张力涂层以该顺序层叠在方向性电磁钢板上而成的试样)。图6的(a)、(b)分别是紧密贴合性低的试样的二次电子图像与CL图像，图6的(c)、(d)分别是紧密贴合性高的试样的二次电子图像与CL图像。二次电子图像及CL图像的获取条件与图4的二次电子图像的获取条件以及图5的CL图像的获取条件相同。根据图6的(a)、(c)的二次电子图像，无法确认紧密贴合性的差异。另一方面，根据图6的(b)、(d)的CL图像，能够确认紧密贴合性的差异。具体而言，根据图6的(b)、(d)能够确认出：与紧密贴合性差的试样相比，紧密贴合性好的试样的镁橄榄石量较多，沿着轧制方向的镁橄榄石缺损部较小且较少。即，能够根据示出镁橄榄石量的分布的CL图像判定紧密贴合性的好坏。进而，在图7中示出了二值化的CL图像。图7中的直方图示出了CL图像的亮度分布。图7的(a)的二值化CL图像与图6的(b)的CL图像对应，图7的(b)的二值化CL图像与图6的(d)的CL图像对应。通过进行二值化，能够更清楚地确认两者的不同。如上所述，能够将CL图像中的图像的深浅、或可根据CL图像确认的缺陷面积率作为指标，来进行产品管理。另外，可以认为，如果镁橄榄石量较多，则钢板与镁橄榄石层的接触点也较多，因此，紧密贴合性良好。
如以上的例子那样(尤其是，图3～5)，为了能够把握试样的整体图像及形状，与对CL图像的观察同时地观察二次电子图像是有效的。
接下来，检查是否能够通过CL的信号强度来定量地确认镁橄榄石量。准备6种镁橄榄石量(通过氧附着量来确认)不同的试样，分别对它们获取CL图像。CL图像的获取方法使用与获取图5时相同的装置及条件。使用图像处理软件(PhotoshopCS6)在256个灰度等级中对得到的各个CL图像测定了图像的平均亮度。图8是相对于横轴的氧附着量(覆膜中的含氧量)绘制出平均亮度(平均辉度)的图。可知在两者之间存在能够通过二次函数进行近似的关系。这里，相关系数R2为0.95。此外，根据以上的结果，可知如下结论。
第一，能够根据CL的信号强度或亮度等光信息来确认形成于电磁钢板表面的镁橄榄石量。
第二，能够根据CL图像的光信息的分布来确认形成于电磁钢板表面的镁橄榄石量的分布。具体而言，如果将存储有镁橄榄石量与光信息之间的相关关系的相关关系存储部配置于光评价部中，则能够根据光测定部测定出的信号强度或亮度来确认试样中的镁橄榄石量的分布。
第三，在上述研究中，使较细地变窄的电子射线进行扫描来得到CL图像，但是，也能够以更简单的不具有扫描系统的装置对钢板表面照射电子射线，并调查发出的光的光信号强度，由此能够确认形成于钢板表面上的镁橄榄石量。
第四，这里得到的结果是在SEM内得到的结果，但是可知：如果在电磁钢板制造线的一部分上设置真空路径(真空区域)并设置电子射线照射部与光评价部，则能够在线地确认镁橄榄石量。真空区域中的“真空”与能够通过上述真空腔室实现的真空相同。
通过从电子射线激励光中检测特定的波长范围的光，来改善以上的确认的精度。图9是通过25kV的加速电压从方向性电磁钢板的表面得到的CL光谱的一例。可知光谱大体上被划分为具有400nm处的峰和650nm处的峰。这里，在使用不透过590nm以下的波长的光的短波长截止滤波器的条件下、在使用主要检测350nm～510nm的光的长波长截止滤波器的条件下、以及在不使用波长截止滤波器的条件下，分别测定关于镁橄榄石量不同的四个试样的CL辉度(CL图像的平均亮度)(在图9中示出了使用短波长截止滤波器、长波长截止滤波器的结果。对于这些结果，使用右侧的纵轴)。在图10中示出了各条件下的表层含氧量(覆膜中的含氧量)与CL平均辉度之间的关系(对于使用了短波长截止滤波器所得到的结果，使用右侧的纵轴)。在使用了将短波长侧截止的滤波器的情况下，CL强度下降，但是消除了空白箭头所示的异常点，两者的关系变得良好。这样，通过使用波长截止滤波器，镁橄榄石量的确认变得更准确。即，在不包含400nm附近的峰的条件下，将560nm以上的范围的光作为评价对象，能够提高确认的精度。
实施例
实施例1
对于表1所示的方向性电磁钢板(在方向性电磁钢板表面上依次具有镁橄榄石层、磷酸盐系张力涂层的试样)中的2.6mm×1.7mm的3个视野，以30kV的加速电压扫描并照射电子射线，并使用由光导及PMT构成的光检测器在相同条件下获取了CL图像。使用现有的图像处理软件(PhotoshopCS6)在256个灰度等级中对得到的图像确认了平均亮度(将各视野的辉度在表1中示出)。评价项目是平均定量性、分布定量性、是否能够非破坏性地确认试样(表中的“非破坏”)、以及确认所需要的需要时间。通过以下的方法进行平均定量性、分布定量性的确认。在表2中将结果作为记号5(观察方法5)示出。
关于平均定量性，确认了与将张力涂层剥离来进行氧分析的方法比较是否能够得到存在相关性的结果(如果相关系数R2为0.7以上，则认为存在相关性)。此外，对是否能够得到10mm×10mm以上的面积的平均信息进行确认。评价基准如下。
“○”：能够得到10mm×10mm以上的面积的平均信息并且还能够得到存在相关性的结果的情况。
“×”：无法得到10mm×10mm以上的面积的平均信息、或者无法得到存在相关性的结果的情况、或者上述两种情况都无法得到的情况。
以下述方法来评价分布定量性：判定是否能够以10μm以下的空间分辨率观察镁橄榄石的分布，并且，判定是否能够以该分辨率对镁橄榄石量进行定量。评价基准如下。
“○”：能够以10μm以下的空间分辨率观察镁橄榄石的分布，并且能够以该分辨率对镁橄榄石量进行定量。
“△”：能够以10μm以下的空间分辨率观察镁橄榄石的分布，但是无法以该分辨率对镁橄榄石量进行定量。
“×”：无法以10μm以下的空间分辨率观察镁橄榄石的分布。
表1
由于视野1～3的标准偏差比平均辉度充分小(“充分小”是指(标准偏差/平均亮度)×100)％在9％以下的情况)，因此可知再现性良好地进行了三个视野的平均辉度的测定。根据图8所示的相关关系导出标准曲线，如果使用该标准曲线，则能够以非破坏的方式得知未知试样的镁橄榄石量。进而，使用标准曲线将CL图像的辉度分布变换为镁橄榄石量，由此能够示出镁橄榄石量的面内分布。另外，在本实施例中，获取了CL图像，但是，很明显，不获取图像，而是照射扩展的电子射线并监测发光强度，由此也能够得到同样的效果。
除了本发明的CL图像观察以外，采用下述观察方法1～4进行了同样的评价。另外，评价结果在表2中示出。对于在评价中使用了有害溶液的情况，在其它栏中设置有记载。
观察方法1(上层剥离氧分析)：通过浸渍在碱溶液中的方法将张力涂层从上述试样上去除，通过燃烧红外线吸收法测定氧浓度，并根据该氧浓度计算镁橄榄石量。基于该镁橄榄石量及观察方法进行了上述评价。
观察方法2(上层剥离SEM观察)：通过与上述同样的方法将张力涂层从上述试样上去除，并通过SEM对去除了张力涂层后的试样表面进行观察。基于通过SEM观察的观察结果和观察方法进行了上述评价。
观察方法3(钢板剥离SEM观察)：通过与上述相同的方法将方向性电磁钢板部分从上述试样上去除，并通过SEM观察去除方向性电磁钢板后的试样表面。基于通过SEM观察的观察结果和观察方法进行了上述评价。
观察方法4(截面SEM观察)：通过SEM观察从表面沿垂直方向切断板状的上述试样时的切断面。基于通过SEM观察的观察结果和观察方法进行了上述评价。
如表2所示那样，本发明是能够在短时间内完成的容易的方法，并且能够进行镁橄榄石的存在确认、镁橄榄石所存在的位置的确认、镁橄榄石量的确认、以及镁橄榄石量的分布的确认。
表2
实施例2
根据紧密贴合性不同的二个试样，如上所述，得到了图6、图7中示出的结果，其中，所述试样是与在实施例1中使用的试样相同的试样。如上所述，通过对CL图像的观察，不仅知道镁橄榄石量的不同，还知道了镁橄榄石量的分布。并且，根据镁橄榄石量和镁橄榄石层的缺损部的面积率，能够评价覆膜紧密贴合性这样的重要特性。
实施例3
以调查在镁橄榄石层的形成过程中镁橄榄石层相对于加热温度的形成状况为目的，对处理前(涂布作为原料的MgO前)的钢板、和涂布MgO后在实验室中以850～1050℃的温度进行了加热的钢板进行CL图像观察。设SEM为SUPRA55VP，设加速电压为30kV，使用相同的观察条件获取了50倍(相对于宝丽来(Polaroid)(注册商标)的尺寸)的CL图像。此时，没有使用波长截止滤波器。求出所得到的CL图像整体的平均辉度。在图11中，示出了CL图像的平均亮度相对于加热温度的变化。根据结果，清楚地捕捉到了下述情况：在850℃之前，几乎没有形成镁橄榄石层，但是，在850℃与950℃之间开始形成镁橄榄石，在950℃以上，伴随着温度上升，镁橄榄石量增加。另一方面，即使想要通过现有的方法来评价这样的试样组，但是，由于钢板表面的镁橄榄石以外的氧化物在表面上共存，因此，难以通过通常的含氧量分析法等来评价镁橄榄石形成量。
标号说明
1：镁橄榄石评价装置；
10：试样台；
11：电子射线照射部；
12：光评价部；
120：光测定部；
121：定量分析部；
122：相关关系存储部；
13：真空腔室；
14：波长截止滤波器；
2：试样。

Claims (12)

1.一种镁橄榄石确认方法，其特征在于，
根据在对具有镁橄榄石的材料照射电子射线时，通过电子射线的激励而发光的区域来确认存在镁橄榄石的位置。
2.一种镁橄榄石确认方法，其特征在于，
基于在对具有镁橄榄石的材料照射电子射线时通过电子射线的激励而发出的光的信号强度或亮度与镁橄榄石量之间的相关关系，
根据在对镁橄榄石量未知的未知材料照射电子射线时，通过电子射线的激励而发出的光的信号强度或亮度来确认所述未知材料中的镁橄榄石量和/或镁橄榄石量的分布。
3.根据权利要求1或2所述的镁橄榄石确认方法，其特征在于，
所述材料是具有镁橄榄石层的方向性电磁钢板。
4.根据权利要求3所述的镁橄榄石确认方法，其特征在于，
所述材料是在所述镁橄榄石层上具有张力涂层的方向性电磁钢板，
对所述张力涂层的表面照射所述电子射线时的加速电压为10kV以上。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的镁橄榄石确认方法，其特征在于，
利用通过电子射线的激励而发出的光中的波长为560nm以上的光来进行确认。
6.一种镁橄榄石评价装置，其中，
该镁橄榄石评价装置在真空腔室内具备：
试样台，其保持具有镁橄榄石的材料；
电子射线照射部，其对所述材料照射电子射线；以及
光评价部，其对于在从所述电子射线照射部照射电子射线时通过该电子射线的激励而发出的光进行评价。
7.根据权利要求6所述的镁橄榄石评价装置，其特征在于，
所述镁橄榄石评价装置还在所述电子射线照射部与所述光评价部之间具备使波长为560nm以上的光通过的波长截止滤波器。
8.根据权利要求6或7所述的镁橄榄石评价装置，其特征在于，
所述光评价部具有：
光测定部，其测定在从所述电子射线照射部对所述材料照射电子射线时，通过该电子射线的激励而发出的光的信号强度或亮度；
相关关系存储部，其存储所述信号强度或所述亮度与镁橄榄石量之间的相关关系；以及
定量分析部，其根据在对镁橄榄石量未知的未知材料照射电子射线时由所述光测定部测定出的光的信号强度或亮度和所述相关关系存储部所存储的相关关系，导出所述未知材料中的镁橄榄石量和/或镁橄榄石量的分布。
9.一种钢板制造线，该钢板制造线具有在方向性电磁钢板上形成镁橄榄石层的镁橄榄石形成部，其特征在于，
该钢板制造线在设置得比所述镁橄榄石形成部靠下游的真空区域内具备：
电子射线照射部，其对形成有所述镁橄榄石层的方向性电磁钢板照射电子射线；和
光评价部，其评价在所述电子射线照射部对所述方向性电磁钢板照射电子射线时通过该电子射线的激励而发出的光。
10.根据权利要求9所述的钢板制造线，其特征在于，
所述钢板制造线还在所述电子射线照射部与所述光评价部之间具备使波长为560nm以上的光通过的波长截止滤波器。
11.一种镁橄榄石确认方法，其中，
根据在对材料照射电子射线时，是否通过电子射线照射的激励而发光来确认在所述材料中是否存在镁橄榄石。
12.一种镁橄榄石确认方法，其特征在于，
基于在对具有镁橄榄石的材料照射电子射线时通过电子射线的激励而发出的光的发光强度与镁橄榄石量之间的相关关系，
根据在对镁橄榄石量未知的未知材料照射电子射线时，通过电子射线的激励而发出的光的发光强度来确认所述未知材料中的镁橄榄石量。
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