DE102008008829B4 - Method and device for registration of real structure information in massive crystal bodies by means of X-radiation - Google Patents

Method and device for registration of real structure information in massive crystal bodies by means of X-radiation Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels Röntgenstrahlung (31), wobei die Kristallkörper (5, 51, 52) eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke (D) aufweisen, mit einer zumindest aus einer Mikrofokus-Röntgenröhre (2), einer Kristallkörper-Halterung (9) und einem Detektor (7) mit einer Detektoraufnahmefläche (71) bestehenden Vorrichtung (1) in einer natürlichen Atmosphäre,
wobei eine Durchstrahlung des in der Kristallkörper-Halterung (9) befindlichen Kristallkörpers (5, 51, 52) zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor (7, 71) zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur (13, 13') des Kristallkörpers (5) durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Detektoraufnahmefläche (71) registrierfähige linienförmige Bremsstrahlinterferenzen (14, 15, 14',15', 14'', 15'') zur Darstellung einer kristallographischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers (5, 51, 52) durch einen Primärstrahl (31) mit harter Röntgenbremsstrahlung (20) in einem Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3λmin, aus dem der massive Kristallkörper (5, 51, 52) die exakt zur Beugung an seinen Netzebenen benötigte Wellenlänge (λ) herausfiltert,...
Method for registering real-structure information in massive crystal bodies by means of X-radiation (31), wherein the crystal bodies (5, 51, 52) have a minimum thickness (D) dependent on the ordinal number, with at least one microfocus X-ray tube (2) Crystal body holder (9) and a detector (7) with a detector receiving surface (71) existing device (1) in a natural atmosphere,
wherein a radiation of the crystal body (9) in the crystal body (5, 51, 52) for generating a radiographic shadow image on the detector (7, 71) for registration of the macroscopic real structure (13, 13 ') of the crystal body (5) is carried out,
characterized,
that linear brake beam interferences (14, 15, 14 ', 15', 14 '', 15 '') which can be registered on the detector receiving surface (71) for representing a crystallographic real structure of the solid crystal body (5, 51, 52) by a primary beam (31) with hard X-ray braking radiation (20) in a wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , from which the massive crystal body (5, 51, 52) filters out the exact wavelength (λ) required for diffraction at its lattice planes, ...

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels Röntgenstrahlung, wobei die Kristallkörper eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke aufweisen, wobei die Vorrichtung zumindest aus einer Mikrofokus-Röntgenröhre, einer Kristallkörper-Halterung und einem Detektor mit einer Detektoraufnahmefläche in einer natürlichen Atmosphäre besteht, wobei eine Durchstrahlung des in der Kristallkörper-Halterung befindlichen Kristallkörpers zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur des Kristallkörpers durchgeführt wird.The The invention relates to a method and a device for registration of real-structure information in massive crystal bodies by means of X-rays, being the crystal bodies one dependent on the atomic number Have minimum thickness, the device at least one of Microfocus X-ray tube, one Crystal body mount and a detector with a detector receiving surface in a natural the atmosphere exists, with a radiation of the in the crystal body holder located crystal body to generate a radiographic shadow image on the detector to register the macroscopic real structure of the crystal body.

In der Industrie wird daran gearbeitet, die makroskopische und/oder kristallographische Defektstruktur von massiven Kristallkörpern, die als Einkristalle oder als grobkristalline, aus wenigen Kristalliten bestehende Körper, insbesondere auch in Form von Bauteilen ausgebildet sind, mit möglichst wenig Aufwand zu analysieren, um eine Qualitätssicherung der hergestellten Körper herbeizuführen.In The industry is working on the macroscopic and / or Crystallographic defect structure of massive crystal bodies, the as single crystals or as coarsely crystalline, out of a few crystallites existing bodies, especially in the form of components are formed with as possible to analyze little effort to quality assurance of the manufactured body bring about.

Unter der makroskopischen Defektstruktur werden dabei im Allgemeinen Lunker und Risse, aber auch beabsichtigt eingebrachte Hohlräume oder Zusatzkörper verstanden, während die kristallographische Defektstruktur eine Aussage über Abweichungen der Realstruktur von der Idealstruktur eines Kristallkörpers ermöglicht.Under The macroscopic defect structure generally becomes voids and cracks, but also intentionally introduced cavities or additional body understood while the crystallographic defect structure a statement about deviations the real structure of the ideal structure of a crystal body allows.

Im ersten Fall werden klassische, bildgebende Röntgen-Durchstrahlungsverfahren in Form einer Röntgeninspektion mit Film, Bildplatte (engt. image plate) oder Festkörperdetektor bzw. Computertomographie eingesetzt. Für die kristallographische Analyse der Kristallkörper kommen z. B. die Einkristall-Diffraktometrie, das Laue-Verfahren, das Weissenberg-Verfahren, das Drehkristall-Verfahren sowie weitere Verfahren zur Anwendung. In der Halbleiterindustrie kommt gegebenenfalls noch die Lang-Topographie hinzu.in the The first case will be classical X-ray radiographic imaging in the form of an X-ray inspection with film, image plate or solid state detector or computed tomography used. For crystallographic analysis the crystal body come z. As the single-crystal diffractometry, the Laue method, the Weissenberg method, the rotary crystal method as well as other methods of use. In the semiconductor industry if necessary, the long topography is added.

Das herkömmliche Laue-Verfahren ist ein Röntgenbeugungsverfahren, welches polychromatische Röntgenstrahlung in Form von Bremsstrahlung verwendet. Bei der Beugung am Einkristallkörper werden punktförmige Reflexe, die so genannten Laue-Spots erhalten. Lage und Form der Spots sind hier Indikatoren für die kristallographische Realstrukturbewertung.The conventional Laue method is an X-ray diffraction method which polychromatic X-ray radiation used in the form of Bremsstrahlung. In the diffraction on the single crystal body punctate Reflexes that receive so-called Laue spots. Location and shape of the Spots are here indicators for the crystallographic real structure evaluation.

Die Probleme des Laue-Verfahrens lassen sich am besten am Beispiel der Prüfung von einkristallinen Turbinenschaufeln aufzeigen. Gleiches gilt für die Untersuchung der Güte von ähnlichen Bauteilen oder gezüchteten Kristallkörpern.The Problems of the Laue method can be best described using the example of exam of single-crystal turbine blades. The same applies to the investigation the goodness of similar ones Components or bred Crystalline bodies.

Die Untersuchungen an Bauteilen, wie z. B. Turbinenschaufeln, werden in aufwändiger Art und Weise derart durchgeführt, dass beispielsweise mittels Röntgenstrahlung in Rückstrahlrichtung und mit einem Flächendetektor das Bauteil zur Registrierung der Laue-Interferenzen zuerst auf der Vorderseite und dann auf der Rückseite bzw. gleichzeitig „abgefahren" wird. Lage- und Geometrieveränderungen der Laue-Punkte müssen dabei ständig ausgewertet werden.The Investigations of components such. B. turbine blades are in more elaborate Fashion done in such a way that for example by means of X-rays in the direction of return and with an area detector the component for registering the Laue interference first on the front and then on the back or at the same time "worn down." Lage- and Geometry changes of Laue points have to constantly be evaluated.

Die Realstruktur-Informationsaussage ist nicht überzeugend, da die Lagen der Defekte nicht den entsprechenden Orten in den Körpern zugeordnet werden können und wegen der geringen Informationstiefe der Laue-Interferenzen nicht das gesamte Kristallvolumen erfasst werden kann. Durch die beidseitigen Aufnahmen ist ein hoher Material- und Zeitaufwand erforderlich.The Real structure information statement is not convincing, as the locations of the Defects can not be assigned to the corresponding locations in the bodies and not because of the low information depth of Laue interference the entire crystal volume can be detected. By the two-sided Recording is a high material and time required.

Die Synchrotronbeugungsverfahren mit hoher Energie sowie die Neutronenbeugungsverfahren sind ebenfalls sehr aufwändig.The High energy synchrotron diffraction methods and neutron diffraction techniques also very expensive.

Wie ein hochenergetischer feinfokussierter Elektronenstrahl auf eine Kupfer-Einkristallkugel im Hochvakuum geschossen und in Durchstrahlung die Intensität der Röntgenstrahlung auf einem Film detektiert wird, ist bereits von Determann, H.: Über die Richtungsverteilung der Röntgenbremsstrahlung einer massiven Antikatode, Ann. der Physik 30, 1937, S. 481 beschrieben. Es zeigen sich Linien und Bänder, die mit den Kikuchi-Aufnahmen der Elektronenstrahlinterferenzen vergleichbar sind, wie sie auch von Determann, H.: Kikuchi-Bänder mit Röntgenstrahlen, Schriften der Naturforsch. Gesellschaft, Danzig, 1938, beschrieben sind.As a high-energy fine-focused electron beam on a Copper Einkristallkugel Shot in high vacuum and in radiation the intensity of X-rays is detected on a film is already by Determann, H .: About the directional distribution the X-ray brake radiation a massive anticode, Ann. Physics 30, 1937, p 481 described. It shows lines and bands, those with the Kikuchi images of electron beam interference comparable to those of Determann, H .: Kikuchi tapes with X-rays, Writings of natural science. Company, Danzig, 1938 are.

In ähnliche Richtung zielen die Ergebnisse, die von Wolf, H.-Ch.: Gitterquell-Interferenzen harter Röntgen-Bremsstrahlung, Ann. der Physik 6. Folge, Band 13, 1953, S. 381–403, beschrieben sind, wobei darin mit einer Abbildungsvorrichtung Gitterquellen-Interferenzen mit harter Röntgenbremsstrahlung erreicht werden und hierzu ebenfalls einen Elektronenstrahl im Hochvakuum benutzt wird.In similar The results are aimed at by Wolf, H.-Ch .: Grid source interference hard X-ray bremsstrahlung, Ann. Physics 6th Series, Volume 13, 1953, pp. 381-403, wherein therein with an imaging device lattice source interference with Hard X-ray braking radiation reached and this also an electron beam in a high vacuum is used.

Die Probleme beider Lösungen bestehen darin, dass durch die Nutzung von Elektronenstrahlen im Hochvakuum mit den beschriebenen Vorrichtungen keine massiven Kristallkörper an Luft geprüft werden können.The Problems of both solutions consist in that by the use of electron beams in the High vacuum with the described devices no massive crystal body Air are tested can.

Eine Anfertigung von Interferenz-Diagrammen mit Bremsstrahlung im Bereich niedriger Energien zwischen 50 eV bis 8 keV ist von Brummer, O.: Die Erzeugung von „Kikuchi-Linien und -Bändern" mit relativ weichen Röntgen-Strahlen und der Einfluß von Kristallstörungen auf diese Röntgen- Interferenzen, Z. Naturforschg. 13a, 1958, S. 571–572, beschrieben. Darin wird eine röntgenschattenmikroskopische Abbildung nicht erwähnt und ist auf zugehörigen Abbildungen auch nicht sichtbar.Brummer, O .: The production of "Kikuchi lines and bands" with relatively soft X-rays and the influence of crystal disturbances on this X-ray - Interferences, Z. Naturforschg. 13a, 1958, pp. 571-572. It does not mention an X-ray micrograph and is not visible on the corresponding images.

Eine Kombination der Erzeugung von Weitwinkelinterferenzen mit einer radiographischen Abbildung ist von Brummer, O.: Über die gleichzeitige Erzeugung der Röntgen-Interferenzen und des Röntgen-Schattenbildes von Kristallen, Z. Naturforschung. 15a, 1960, S. 875–879, beschrieben. Als Voraussetzungen für die Erzeugung der Röntgen-Interferenz-Schattenbild(RIS)-Diagramme werden folgende Faktoren genannt:

  • a) Es ist eine Strahlungsquelle mit genügend kleinem Brennfleck vorgesehen.
  • b) Es ist ausdrücklich eine charakteristische Röntgenstrahlung bei einer Energie von 5 keV bis 20 keV für die gleichzeitige Belichtung der Weitwinkelinterferenzen einzusetzen.
  • c) Die Dicke D der Kristalle muss der zur Anwendung kommenden charakteristischen Röntgenstrahlung so angepasst sein, dass sich Interferenzen genügend stark vom Untergrund abheben.
  • d) Die Öffnung des Röntgenstrahlenkegels ist groß genug auszubilden, damit auch die Weitwinkelinterferenzen auftreten und registriert werden können.
A combination of the generation of wide-angle interference with a radiographic image is by Brummer, O .: On the simultaneous generation of X-ray interference and the X-ray shadow image of crystals, Z. Naturforschung. 15a, 1960, pp. 875-879. The prerequisites for generating the X-ray interference shadow (RIS) diagrams are the following factors:
  • a) It is provided a radiation source with a sufficiently small focal spot.
  • b) It is expressly a characteristic X-ray radiation at an energy of 5 keV to 20 keV for the simultaneous exposure of the wide-angle interference use.
  • c) The thickness D of the crystals must be adapted to the characteristic X-ray radiation used in such a way that interferences stand out sufficiently strongly from the ground.
  • d) The opening of the X-ray cone is large enough to form, so that the wide-angle interference occur and can be registered.

Darin wird zur gleichzeitigen Erzeugung der Röntgeninterferenzen und des Röntgenschattenbildes von Kristallen ausdrücklich nur mit charakteristischer Strahlung gearbeitet, wodurch sich Probleme ergeben, die darin bestehen, dass die Probendicke D infolge der Absorption möglichst dünn (D ≤ 50 μm bis 300 μm) gewählt werden muss, damit die Interferenzen sich noch gegenüber dem Untergrund abheben und registriert werden können. Außerdem ist es erforderlich, das Anodenmaterial entsprechend zu wählen.In this is used for the simultaneous generation of X-ray interference and the X-ray shadow image of crystals expressly working only with characteristic radiation, which causes problems which consist in that the sample thickness D due to the absorption preferably thin (D ≤ 50 microns to 300 microns) can be selected so that the interference still stands out against the ground and can be registered. Furthermore it is necessary to choose the anode material accordingly.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass dickere Bauteile und insbesondere massive Körper demzufolge abgedünnt werden müssen, wodurch das Verfahren nicht mehr zerstörungsfrei durchgeführt werden kann.One Another problem is that thicker components and in particular massive bodies accordingly thinned Need to become, whereby the process is no longer carried out non-destructive can.

Aufgrund der in den Fachartikeln angegebenen Sachlage ist die gleichzeitige Abbildungs-Akkumulation für dicke und massive Kristallkörper in der Folgezeit von der Fachwelt nicht weiter verfolgt worden.by virtue of the fact stated in the technical articles is simultaneous Picture accumulation for thick and massive crystal body in the subsequent period has not been followed by the professional world.

Eine Vorrichtung zur Anfertigung von Weitwinkel-Rückstrahlaufnahmen mit charakteristischer Röntgenstrahlung ist in der DD 242 688 A1 beschrieben, wobei die Vorrichtung zur Untersuchung kleiner Kristallkörperbereiche zur Charakterisierung von Kristalliten hinsichtlich der Orientierung, der Gitterkonstanten, der Realstruktur und anisotroper Spannungen dient. Dabei ist im Strahlengang eines Elektronenstrahls ein zur Elektronenstrahlquelle hin offener und zum Kristallkörper mit einer Metallfolie verschlossener Becher angeordnet.A device for producing wide-angle reflectance recordings with characteristic X-radiation is in the DD 242 688 A1 The apparatus for investigating small crystal body regions serves to characterize crystallites in terms of orientation, lattice constants, real structure and anisotropic stresses. In this case, in the beam path of an electron beam, a cup which is open toward the electron beam source and is closed with respect to the crystal body with a metal foil is arranged.

Eine ähnliche Vorrichtung zur Anfertigung von Weitwinkel-Röntgen-Rückstrahlaufnahmen ist in der DE 101 18 573 C1 beschrieben.A similar device for making wide-angle X-ray reflectance is in the DE 101 18 573 C1 described.

Im Falle von Synchrotronstrahlbeugungsverfahren ist es zweckmäßig, den Kristallkörper zeitaufwändig schichtweise abzurastern, was vergleichbar mit einer Tomographie ist. Eine Anwendung von Mehrstrahlinterferenzen scheidet ebenfalls aus, da es sich um die Untersuchung von teilweise stark gestörten Realkristallen handelt.in the In the case of synchrotron beam diffraction methods, it is expedient to use the crystal body time consuming To scan in layers, which is comparable to a tomography is. An application of multi-beam interference is also eliminated because it is the investigation of partially strongly disturbed real crystals is.

Neutroneninterferenzaufnahmen in Durchstrahlung haben das Problem, dass sie nicht so hoch ortsaufgelöst sind, um eine Realstrukturaussage in gestaffelter Form über die gesamte Dicke des Kristalls zu treffen.Neutron interference shots in radiation have the problem that they are not so highly spatially resolved, about a real structure statement in staggered form over the to hit the entire thickness of the crystal.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der kristallographischen Qualität von Objekten mit einer Kristallstruktur durch Erregung von Kikuchi-Pseudolinien in der Umgebungssphäre sind in der DE 690 03 270 T2 beschrieben. Das Verfahren betrifft die Herstellung eines Bildes von Kikuchi-Pseudolinien einer monokristallinen Struktur mit einem Photonenstrahl. Die Vorrichtung weist einen Röntgengenerator mit einem Mikrofokus von maximal 0,1 mm sowie eine Baueinheit, die hintereinander einen Leuchtkraftverstärker, ein Videoaufnahmegerät oder einen Bildempfänger und eine bewegbare Auflage für die zu prüfenden Objekte aufweist, wobei die Auflage zwischen dem Mikrofokus und dem Leuchtkraftverstärker angeordnet ist.A method and apparatus for testing the crystallographic quality of objects having a crystal structure by excitation of Kikuchi pseudo lines in the environmental sphere are disclosed in U.S. Pat DE 690 03 270 T2 described. The method relates to the production of an image of Kikuchi pseudo-lines of a monocrystalline structure with a photon beam. The device has an X-ray generator with a maximum of 0.1 mm microfocus and a structural unit which has in succession a luminous force amplifier, a video recorder or an image receiver and a movable support for the objects to be tested, wherein the support is arranged between the microfocus and the luminous intensity amplifier ,

Ein Problem besteht darin, dass eine Abbildung von Kikuchi-Pseudolinien aus gebeugten Elektronen entsteht, unabhängig von der anregenden Photonenart. Es wird eine Röntgenröhre zur Erzeugung von Röntgen-Photoelektronen in dem Objekt benutzt, die interferieren und die Kikuchi-Pseudolinien erzeugen. Der zu prüfende Kristallkörper muss offenbar mehrfach in andere Winkellagen gedreht werden, um ein „neues Bild" zu erhalten. Eine Durchführung des Verfahrens – Erzeugung von Elektronen in dem Objekt – ist in Durchstrahlrichtung nur an sehr dünnen Objekten bzw. ausschließlich an Oberflächen möglich.One Problem is that an image of Kikuchi pseudo lines from diffracted electrons, regardless of the exciting type of photon. It becomes an x-ray tube for Generation of X-ray photoelectrons used in the object that interfere and the Kikuchi pseudo lines produce. The to be tested crystal body must obviously be rotated several times in other angular positions to a new Image "to get. An implementation of the process - production of electrons in the object - is in the direction of radiation only on very thin objects or exclusively on Surfaces possible.

Es ist ein Verfahren zur radiographischen Überprüfung eines Objektes mit einem Kristallgitter in der US 6 295 335 B1 beschrieben. Es weist Schritte zur Beugung des Objektes mit elektromagnetischer Strahlung, um ein radiographisches Bild des Objektes auf einem Anzeigegerät zu erhalten, auf. Das Anzeigegerät enthält entsprechend einer Belichtung das radiographische Bild, das ein zusammengesetztes Bild ist. Dieses Bild resultiert aus einer relativen Verschiebung des Objektes. Die Verschiebung macht es möglich, das Objekt bei einer bedeutenden Schwächung der parasitären Elemente, die durch Beugung der elektromagnetischen Strahlung am Kristallgitter des Objektes entstehen, zu reproduzieren. Es werden ein intensitätsverstärkender Kollimator sowie ein Nachfilterungselement eingesetzt.It is a method for radiographic inspection of an object with a crystal lattice in the US Pat. No. 6,295,335 B1 described. It includes steps for diffracting the object with electromagnetic radiation to obtain a radiographic image of the object on a display device. The display device according to an exposure contains the radiographic image composing one the picture is. This image results from a relative displacement of the object. The displacement makes it possible to reproduce the object at a significant attenuation of the parasitic elements, which result from diffraction of the electromagnetic radiation at the crystal lattice of the object. An intensity-enhancing collimator and a postfilter element are used.

Ein Problem besteht dann, dass das Verfahren ausschließlich der Verbesserung der Radiographie dient. Die durch Fluoreszenzanregung erzeugte Sekundärstrahlung in dem kristallinen Objekt wird im Sinne der radiographischen Abbildung als störend – als „parasitic element" – bezeichnet, und das Verfahren zeigt eine Möglichkeit der Dämpfung.One Problem then is that the method exclusively the Improvement of radiography is used. The by fluorescence excitation generated secondary radiation in the crystalline object becomes in the sense of radiographic mapping as disturbing - as "parasitic element "- denotes and the method shows a possibility the damping.

Ein weiteres Verfahren zur Detektion von Absorptions-, Brechungs- und Streubildern eines Objektes durch unabhängiges Analysieren, Registrieren, Digitalisieren und Kombinieren der Bilder ist in der WO 98/16817 A1 beschrieben, wobei die Bilder eine obere und eine untere Winkellage einer „Rockingkurve" eines Kristallanalysators erreichen. Ein Röntgenstrahl, der durch eine herkömmliche Vorrichtung erzeugt wird, kann entweder auf einen Bragg- Typ-Kristallanalysator oder einen Laue-Typ-Kristallanalysator geführt werden. Die Bilder der Absorption, Brechung und Streueffekte werden auf einer Bildplatte detektiert und dann digitalisiert. Die digitalisierten Bilder werden gleichzeitig aufgelöst, vorzugsweise auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis, um ein kombiniertes sichtbares Bild zu erhalten. Das Verfahren analysiert eine „Rockingkurve". Die Vorrichtung enthält hierfür den Kristallanalysator.Another method of detecting absorption, refraction and scattering patterns of an object by independently analyzing, registering, digitizing and combining the images is described in U.S.Pat WO 98/16817 A1 The images reach an upper and a lower angular position of a "rocking curve" of a crystal analyzer An x-ray beam generated by a conventional device may be passed to either a Bragg-type crystal analyzer or a Laue-type crystal analyzer Absorbance, refraction, and scattering effects are detected on an optical disk and then digitized, and the digitized images are simultaneously resolved, preferably on a pixel-by-pixel basis, to obtain a combined visible image, which analyzes a "rocking curve." The device contains the crystal analyzer for this purpose.

Ein Problem besteht darin, dass das Verfahren zur Detektion von Brechungs- und Streubildern dient, wobei das Verfahren zur Verbesserung ausschließlich einer radiographischen Abbildung dient, indem bekannte Streueffekte wie Kleinwinkel- und Comptonstreuung gering gehalten werden und so eine radiographische Kontrastverbesserung eintritt. Eine Abbildung der kristallographischen Realstruktur erfolgt nicht, da kein Beugungseffekt benutzt wird.One The problem is that the method is used to detect diffraction and scattering patterns, the method for improving exclusively a radiographic Figure serves by known scattering effects such as small angle and Compton scattering be kept low and so a radiographic contrast enhancement entry. An illustration of the crystallographic real structure done not, because no diffraction effect is used.

Ein anderes Verfahren zum Erhalt einer Abbildung einer inneren Struktur eines Objekts ist in der DE 692 28 285 T2 beschrieben, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

  • 1. Bereitstellen eines Strahlbündels einer harten Strahlung,
  • 2. Einbringen eines asymmetrischen Einkristall-Monochromators in den Strahlengang, wobei das daran reflektierte Strahlbündel ein flächenförmiges Strahlbündel einer im Wesentlichen parallel gerichteten, aber leicht divergierenden Strahlung ist, die einen spezifischen Divergenzwinkel besitzt,
  • 3. Durchstrahlen des Objektes mit dem flächenförmigen Strahlbündel, so dass die Strahlung durch das Objekt hindurchgeht,
  • 4. Einbringen eines Kristall-Analysators in den Strahlengang strahlabwärts des Objektes an eine Position, in der die Braggsche Reflexion des flächenförmigen Strahlbündels wirksam ist, das auf den Kristall-Analysator auftrifft, um das Strahlbündel zu beugen und ein gebeugtes Strahlbündel und ein durchgelassenes Strahlbündel zu bilden, wobei die Anordnung so ist, dass der Winkelbereich der Reflexion von den wirksamen Kristallflächen des Analysators um den exakten Braggschen Reflexionswinkel herum zumindest zweimal so groß ist wie der Divergenzwinkel des flächenförmigen Strahlbündels, das durch den Einkristall-Monochromator gebildet wird, und
  • 5. Registrieren des gebeugten Strahlbündels oder sowohl des durchgelassenen als auch des gebeugten Strahlbündels an einem punktsensitiven Strahldetektor.
Another method of obtaining an image of an internal structure of an object is in U.S. Patent Nos. 4,149,359 DE 692 28 285 T2 described, wherein the method comprises the following steps:
  • 1. providing a beam of hard radiation,
  • 2. introducing an asymmetric monocrystal monochromator into the beam path, the beam reflected therefrom being a sheet-like beam of substantially parallel, but slightly divergent, radiation having a specific divergence angle,
  • 3. irradiating the object with the sheet-like beam, so that the radiation passes through the object,
  • 4. placing a crystal analyzer in the beam path downstream of the object to a position in which the Bragg reflection of the sheet-like beam is incident on the crystal analyzer to diffract the beam and add a diffracted beam and a transmitted beam the arrangement being such that the angular range of the reflection from the effective crystal faces of the analyzer about the exact Bragg reflection angle is at least twice the divergence angle of the sheet-shaped ray formed by the single crystal monochromator, and
  • 5. Register the diffracted beam or both the transmitted and the diffracted beam at a point-sensitive beam detector.

Ein Problem besteht darin, dass als Quelle ein Röntgenstrahler mit kontinuierlicher Strahlung eingesetzt wird, jedoch werden zur Erzeugung der Beugungsinterferenzen asymmetrische Einkristall-Monochromatoren sowohl vor als auch nach dem Objekt verwendet, die die zur Beugung benötigten diskreten Wellenlängen durch Drehung auf das Objekt lenken und den Röntgenstrahl parallelisieren. Weiterhin ist durch die Verwendung der Monochromatoren eine radiographische Abbildung des Untersuchungsobjektes unmöglich.One The problem is that the source is an X-ray source with continuous Radiation is used, however, to generate the diffraction interference asymmetric single crystal monochromators both before and after the object that uses the discrete wavelengths needed for diffraction Steer the object and parallelize the X-ray. Farther is a radiographic through the use of monochromators Picture of the object to be examined impossible.

Des Weiteren ist ein Röntgenstrahl-Topographiesystem in der US 2003/0108152 A1 beschrieben, wobei das System eine Röntgenröhre enthält, die Röntgenstrahlen erzeugt, die auf eine begrenzte Fläche eines Objektes, z. B. einer Siliziumscheibe einwirken. Ein Detektor ist angeordnet, um den Strahl nach einer Transmission durch das Objekt hindurch oder nach einer Reflexion an dem Objekt aufzufangen. Der Detektor hat ein Feld von Pixeln, das an die Strahlfläche anpasst ist, um ein digitales Bild auf der genannten eingeschränkten Fläche zu produzieren. Eine relative schrittweise Verschiebung zwischen der Röntgenröhre und dem Objekt erzeugt eine Serie von digitalen Bildern, die miteinander kombiniert werden. In wahlweisen Ausführungsformen ist eine Röntgenoptik eingebracht, um ein Parallelstrahlbündel zur Vermeidung einer Bildverdopplung zu erzeugen, oder der Effekt einer Bildverdopplung wird durch eine Software beseitigt.Furthermore, an X-ray topography system in the US 2003/0108152 A1 described, wherein the system includes an X-ray tube, which generates X-rays, which on a limited area of an object, for. B. a silicon wafer act. A detector is arranged to capture the beam after transmission through the object or after reflection on the object. The detector has an array of pixels adapted to the beam surface to produce a digital image on said restricted area. A relative incremental shift between the x-ray tube and the object produces a series of digital images that are combined together. In optional embodiments, x-ray optics are incorporated to create a parallel beam to avoid image duplication, or the effect of image duplication is eliminated by software.

Ein Problem besteht darin, dass der Röntgenstrahl nicht senkrecht, sondern unter einem Winkel kleiner 90° auf das Objekt geschossen wird. Weiterhin wird der Strahl nach dem Austritt aus der Röhre durch die nachfolgende Röntgenoptik parallelisiert. Der Parallelstrahl wird nach Durchgang durch das Objekt durch einen Strahlstopper aufgefangen und abgelenkt und unter einem bestimmten Winkel auf den Detektor gelenkt. Weiterhin ist es bei dem Verfahren und der Vorrichtung notwendig, Relativbewegungen zwischen dem Objekt und der Quel le durchzuführen, um die gewünschten Ergebnisbilder zu erhalten. Es handelt sich hier um ein Röntgentopographieverfahren.One problem is that the X-ray beam is not shot perpendicularly but at an angle of less than 90 ° to the object. Furthermore, the beam is parallelized after exiting the tube by the subsequent X-ray optics. The parallel beam is trapped by a beam stopper after passing through the object and deflected and directed at a certain angle to the detector. Furthermore, it is necessary in the method and apparatus to perform relative movements between the object and the source to obtain the desired result images. This is an X-ray topography method.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen einkristalliner Gegenstände mittels radioaktiver Bestrahlung sind in der DE 34 39 471 A1 beschrieben, in der im Wesentlichen ein Gamma-Diffraktometer zur Untersuchung von Gegenständen in werkstofftechnischer Hinsicht, insbesondere zum Prüfer von Einkristallschaufeln für Strömungsmaschinen angegeben ist. Dabei werden die Gegenstände von der Strahlung einer Gammaquelle durchstrahlt, das Intensitätsprofil eines gebeugten Reflexes mit einem feststehenden Detektor aufgenommen und die Halbwertsbreite des Reflexes gemessen.A method and apparatus for testing single crystal objects by means of radioactive irradiation are disclosed in US Pat DE 34 39 471 A1 in which essentially a gamma diffractometer for the investigation of objects in material-technical terms, in particular for the tester of single-crystal vanes for turbomachines is given. The objects are irradiated by the radiation of a gamma source, the intensity profile of a diffracted reflection is recorded with a fixed detector and the half-width of the reflex is measured.

Die Vorrichtung ist in der Art eines Diffraktometers ausgebildet und enthält in einem Strahlenschutzmantel eine radioaktive Gammaquelle, wobei sich an den Schutzmantel ein Kollimator anschließt, wobei Mittel für den zeitweiligen Austritt eines fokussierten Strahls auf den auf einem Drehtisch angeordneten, zu prüfenden Gegenstand vorgesehen sind und wobei dem Drehtisch ein feststehender Strahlendetektor und eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung zugeordnet sind.The Device is designed in the manner of a diffractometer and contains in a radiation protection a radioactive gamma source, wherein connected to the protective jacket is a collimator, wherein means for the temporary Outlet of a focused beam on the turntable arranged to be tested Subject are provided and wherein the turntable a fixed Radiated detector and a control and / or evaluation associated are.

Ein Problem besteht darin, dass zunächst das Intensitätsprofil eines Reflexes abgebildet wird. Zur Erfassung aller Reflexe ist eine Gegenstandsbewegung um den Winkel α notwendig. Das Ergebnis ist ein Beugungspeak-Diagramm. Für dessen Aufnahme ist ein hoher Bauelemente- und Baugruppenaufwand erforderlich.One Problem is that first the intensity profile of a reflex. To capture all the reflexes is an object movement by the angle α necessary. The result is a diffraction peak diagram. For its inclusion is a high component and assembly costs required.

Ein Verfahren zur zerstörungsfreien Analyse und ein zugehöriges Analysegerät sind in der US 2004/0196957 A1 beschrieben, die fähig sind, ein hochkontrastfähiges Bild innerhalb eines Objekt leicht und in einer Art durch Verschieben zu erhalten, wenn ein Objekt mit homogenen, parallel gerichteten Röntgenstrahlen bestrahlt wird.A non-destructive analysis method and associated analyzer are disclosed in U.S.Patent US 2004/0196957 A1 which are capable of obtaining a high-contrast image within an object easily and in a manner by shifting when an object is irradiated with homogeneous, collimated X-rays.

Ein Problem besteht darin, dass die Vorrichtung mit Parallelstrahlen arbeitet. Dem Objekt ist ein Kristall zur Parallelisierung der Strahlung vorgelagert. Der Röntgenstrahl trifft nicht senkrecht auf das Objekt. Die Strahlung wird nach Durchtritt durch das Objekt durch einen Analysekristall geschickt, bevor die so beeinflusste Strahlung auf dem Detektor trifft.One Problem is that the device with parallel rays is working. The object is a crystal for the parallelization of the radiation upstream. The x-ray does not hit the object vertically. The radiation is after passage sent through the object through an analysis crystal before the so affected radiation hits on the detector.

Die Probleme der genannten Verfahren bestehen darin, dass keines mit einem einzigen Verfahren die makroskopische und kristallographische Realstruktur mittels Gewinnung einer Volumeninformation an kompakten Kristallkörpern und Bauteilen gleichzeitig und ohne jegliche Bewegung der Vorrichtungskomponenten unter Verwendung harter Bremsstrahlung abzubilden gestattet.The Problems of the above methods are that none with a single procedure the macroscopic and crystallographic Real structure by obtaining volume information in compact form crystalline bodies and components simultaneously and without any movement of the device components allowed to image using hard bremsstrahlung.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels Röntgenstrahlung anzugeben, die derart ausgebildet sind, dass die Realstruktur von massiven Kristallkörpern zerstörungsfrei, gleichzeitig, schnell und weitgehend visuell sichtbar dargestellt und eine Sofortbeurteilung der Realstruktur zur röntgenschattenmikroskopischen und kristallographischen Charakterisierung getroffen werden können. Dabei sollen insbesondere im Inneren der massiven Kristallkörper die kristallographischen Defekte sowie die Lage und das Ausmaß der bei der Herstellung entstandenen Defekthohlräume, eingebundenen Fremdteilchen als auch beabsichtigten Hohlräume sowie Kristallkörperänderungen nach Belastung reproduzierbar und auswertefähig erfasst werden.Of the The invention is therefore based on the object, a method and a device for registering real structure information in massive crystal bodies by means of X-radiation to be specified such that the real structure of massive crystal bodies non-destructive, at the same time, displayed quickly and largely visually visible and an immediate assessment the real structure for X-ray microscopic and crystallographic characterization can be made. there especially in the interior of the massive crystal body the crystallographic defects as well as the location and extent of at Defects hollowed out in the production, embedded foreign particles as well as intended cavities as well as crystal body changes can be detected reproducibly and evaluated after loading.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 10 gelöst.The The object is achieved by a method and a device having the features of the claims 1 and 10 solved.

Das Verfahren zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mit Röntgenstrahlung, wobei die Kristallkörper eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, wird mit einer Vorrichtung, bestehend zumindest aus einer Mikrofokus-Röntgenröhre, einer Kristallkörper-Halterung und einem Detektor mit einer Detektoraufnahmefläche in einer natürlichen Atmosphäre realisiert, wobei eine Durchstrahlung des in der Kristallkörper-Halterung befindlichen Kristallkörpers zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur des Kristallkörpers durchgeführt wird,
wobei
auf der Detektoraufnahmefläche registrierfähige linienförmige Bremsstrahlinterferenzen zur Darstellung einer kristallographischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers durch einen Primärstrahl mit harter Röntgenbremsstrahlung in einem Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3 λmin, aus dem der massive Kristallkörper die exakt zur Beugung an seinen Netzebenen benötigte Wellenlänge λ herausfiltert, erzeugt werden, wobei die linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen die durch eine verbleibende Reststrahlintensität erzeugte radiographische Schattenabbildung gleichzeitig überlagern, wobei eine Registrierung der linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen mittels folgender Schritte herbeigeführt wird:

  • - Einsetzen einer unmittelbar hinter dem Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre angeordneten Blende, deren Blendenloch einen zur Einstellung einer Strahldivergenz ausgebildeten Durchmesser hat,
  • – Einstellung eines Abstandes R2 zwischen dem Kristallkörper und der Detektoraufnahmefläche, wobei der Abstand R2 mindestens das Zwanzigfache der Entfernung R1–R2 des Kristallkörpers vom Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre beträgt,
  • – Einstellung der Belichtungszeit t der Mikrofokus-Röntgenröhre, wobei die eingestellte Belichtungszeit t von der Ordnungszahl des Materials des Kristallkörpers, von der Dicke D des Kristallkörpers und von der Empfindlichkeit des Detektors abhängt, und
  • – Einstellung der Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre, die eine Intensität des Primärröntgenstrahls erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls durch die Absorption des Kristallkörpers um mindestens 25% verringert ist, wobei ein gewünschtes Verhältnis zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität und der Interferenzstrahlintensität erreicht und somit ein registrierfähiges Kontrastbild zeitgleich zwischen den Interferenzlinien und der radiographischen Schattenabbildung herbeigeführt wird.
The method for registering real-structure information in X-ray massive crystal bodies, wherein the crystal bodies have a minimum thickness D dependent on atomic number, is provided with a device comprising at least a microfocus X-ray tube, a crystal body holder, and a detector having a detector receiving surface realizes a natural atmosphere, wherein a radiation of the crystal body located in the crystal body holder for generating a radiographic shadow image on the detector for registration of the macroscopic real structure of the crystal body is performed,
in which
line-shaped brake beam interferences that can be registered on the detector mounting surface to represent a crystallographic real structure of the massive crystal body by a primary beam with hard X-ray braking radiation in a wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , from which the massive crystal body exactly the required wavelength for diffraction at its network planes λ, wherein the line-shaped brake beam interferences simultaneously superimpose the radiographic shadow image generated by a remaining residual beam intensity, registering the line-shaped brake beam interferences by means of the following steps:
  • - Inserting an arranged immediately behind the beam exit of the microfocus X-ray tube aperture, the aperture hole one for setting has a diameter formed of a beam divergence,
  • Setting a distance R 2 between the crystal body and the detector receiving surface, wherein the distance R 2 is at least twenty times the distance R 1 -R 2 of the crystal body from the beam exit of the microfocus X-ray tube,
  • Adjustment of the exposure time t of the microfocus X-ray tube, wherein the set exposure time t depends on the atomic number of the material of the crystal body, on the thickness D of the crystal body and on the sensitivity of the detector, and
  • Adjusting the acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube, which generates an intensity of the primary X-ray beam, wherein the intensity of the maximum of the primary X-ray beam is reduced by at least 25% by the absorption of the crystal body, wherein a desired ratio between the residual beam intensity generating the radiographic shadow image and the Interference beam intensity is achieved and thus a registerable contrast image is brought about at the same time between the interference lines and the radiographic shadow image.

Die Bestrahlung wird mit harter Röntgenbremsstrahlung in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV durchgeführt.The Irradiation is done with hard X-ray brake radiation in an energy range from 50 keV to 450 keV.

Zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung der Schattenabbildung und der Bremsstrahlinterferenzlinien zu einem registrierfähigen Kontrastbild wird für die Mikrofokus-Röntgenröhre eine Belichtungszeit t im Minutenbereich eingestellt.to simultaneous image overlay of the Shadow picture and the brake jet interference lines to one registered enabled Contrast image is for the microfocus X-ray tube a Exposure time t set in minutes range.

Wahlweise können vorgegebene Kristallgebiete des Kristallkörpers mittels einer xy-Manipulatoreinheit an der den Kristallkörper halternden Kristallkörper-Halterung abgerastert werden.Optional can predetermined crystal regions of the crystal body by means of an xy manipulator unit at the crystal body Retaining crystal body holder scanned become.

Zur Vergrößerung der Abbildungs-Überlagerung auf der Fläche des Detektors kann durch eine Abstands-Verstelleinrichtung eine Einstellung des Abstandes R1 des Detektors relativ zur Mikrofokus-Röntgenröhre durchgeführt werden.To increase the imaging overlay on the surface of the detector, adjustment of the distance R 1 of the detector relative to the microfocus X-ray tube can be performed by a distance adjusting device.

Als massive Kristallkörper können monokristalline oder grobkristalline Kristallkörper eingesetzt werden.When massive crystal bodies can monocrystalline or coarsely crystalline crystal bodies are used.

Die massiven Kristallkörper können eine Mindestdicke D im Bereich von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern aufweisen, wobei die in die Vorrichtung eingebrachten und die Mindestdicke D aufweisenden Kristallkörper aus der harten Röntgenbremsstrahlung des Bereiches von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3λmin die exakt beugende Wellenlänge zur Erzeugung der linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen selbst herausfiltern.The solid crystal bodies may have a minimum thickness D in the range of a few millimeters to a few centimeters, wherein the introduced into the device and the minimum thickness D having crystal body of the hard X-ray braking radiation of the range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3λ min the exact diffractive wavelength to filter out the line-shaped brake jet interferences yourself.

Bei Durchstrahlung von grobkristallinen, aus Einzelkristallen bestehenden Kristallkörpern dient die Blende in Kombination mit einer Kristallkörperbewegung mittels der xy-Manipulatoreinheit der Sondierung und Abbildung von Einzelkristallen.at Radiation of coarsely crystalline, consisting of single crystals crystalline bodies the aperture serves in combination with a crystal body movement by means of the xy manipulator unit of probing and imaging of Single crystals.

Teile der Beugungskegel für linienförmige Bremsstrahlinterferenzen, die außerhalb des mit Interferenzlinien überlagerten Schattenbildes existieren, enthalten ausschließlich die Information der kristallographischen Realstruktur im Gegensatz zu den Beugungskegeln im Kontrastbild, die die radiographische Schatten abbildung und die kristallographische Realstruktur enthalten, wobei beide Beugungskegelarten gleichzeitig auf der Detektoraufnahmefläche registriert werden.parts the diffraction cone for line-shaped brake jet interference, the outside of the superimposed with interference lines Silhouette exist exclusively contain the information of the crystallographic Real structure in contrast to the diffraction cones in the contrast image, the radiographic shadow illustration and the crystallographic real structure Both diffraction cone types register simultaneously on the detector receiving surface become.

Eine Vorrichtung zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mit Röntgenstrahlung, wobei die Kristallkörper eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, in einer natürlichen Atmosphäre umfasst zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens

  • – eine Mikrofokus-Röntgenröhre, die einen direkten Primärröntgenstrahl mit harter Röntgenbremsstrahlung in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV liefert,
  • – eine Kristallkörper-Halterung zur Halterung des zu untersuchenden Kristallkörpers,
  • – einen Detektor mit einer Detektoraufnahmefläche, die in einem Abstand R1 vom Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre aus entfernt angeordnet ist, wobei der Kristallkörper zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur des Kristallkörpers durchstrahlt wird,
wobei im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 10
zur Erzeugung von registrierfähigen linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen auf der Detektoraufnahmefläche unmittelbar hinter dem Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre und dem gehalterten Kristallkörper eine Blende zur Reduktion seitlicher Streustrahlung sowie zur Strahldivergenzeinstellung angeordnet ist, wobei die Blende mit einem Lochdurchmesser im Millimeterbereich versehen ist, dass ein Abstand R2 zwischen dem Kristallkörper und der Detektoraufnahmefläche eingestellt ist, der zumindest das Zwanzigfache der Entfernung R1–R2 des Kristallkörpers vom Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre beträgt, und dass eine Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre eingestellt ist, die eine Strahlintensität nach dem Kristallkörper erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls durch die Absorption des Kristallkörpers um mindestens 25% bezüglich des zugehörigen Intensitätsmaximums verringert ist, wodurch ein Verhältnis zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität und der Interferenzstrahlintensität eingestellt ist, mit dem ein auf der Detektoraufnahmefläche registrierfähiges Kontrastbild zwischen Interferenzlinien und radiographischer Schattenabbildung anzeigbar ist.A device for registering real-structure information in massive crystal bodies with X-radiation, wherein the crystal bodies have a minimum thickness D dependent on the atomic number, in a natural atmosphere for carrying out the aforementioned method
  • A microfocus X-ray tube providing a direct primary x-ray beam with hard X-ray braking radiation in an energy range from 50 keV to 450 keV,
  • A crystal body holder for holding the crystal body to be examined,
  • A detector having a detector-receiving surface, which is arranged at a distance R 1 from the beam exit of the microfocus X-ray tube, wherein the crystal body is irradiated for generating a radiographic shadow image on the detector for registration of the macroscopic real structure of the crystal body,
wherein in the characterizing part of claim 10
for generating registerable line-shaped Bremsstrahlinterferenzen on the detector receiving surface immediately behind the beam exit of the microfocus X-ray tube and the Erten crystal body a diaphragm for reducing lateral scattered radiation and for Strahldivergenzeinstellung is arranged, wherein the aperture is provided with a hole diameter in the millimeter range that a distance R 2 between is set to the crystal body and the detector receiving surface which is at least twenty times the distance R 1 -R 2 of the crystal body from the beam exit of the microfocus X-ray tube, and that an acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube is set to produce a beam intensity after the crystal body the intensity of the maximum of the primary X-ray beam by the absorption of the crystal body by at least 25% with respect to the associated Intensi is reduced maximum, whereby a ratio between the radiographic shadow image generating residual beam intensity and the interference beam intensity is adjusted, with which a recordable on the detector receiving surface contrast image between interference lines and radiographic shadow image can be displayed.

Die Blende besteht aus einem hochabsorbierenden Material.The Aperture is made of a highly absorbent material.

Die Blende kann dafür eine Bleilochblende sein.The Aperture can do that be a lead aperture.

Außerdem ist ein Bleiblech auf der Rückseite des Detektors zur Abschirmung angeordnet.Besides that is a lead sheet on the back of the Detector arranged for shielding.

Eine an die Mikrofokus-Röntgenröhre angeschlossene Steuereinrichtung ist vorhanden, die zur Einstellung der Belichtungszeit t zur Durchführung der gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung zu dem registrierfähigen Kontrastbild und zur Einstellung der Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre dient.A connected to the microfocus X-ray tube Control device is available, which is used to set the exposure time t to carry out the simultaneous image overlay to the registerable Contrast image and for setting the acceleration voltage U of Microfocus X-ray tube is used.

Die Kristallkörper-Halterung für die Kristallkörper ist wahlweise mit einer xy-Manipulatoreinheit ausgestattet, um sämtliche vorgegebene Gebiete des Kristallkörpers in die Registrierung einzubeziehen und/oder Einzelkristallite bei der Untersuchung von grobkristallinen Kristallkörpern zu sondieren.The Crystal body holder for the crystal body is optionally equipped with an xy manipulator unit, around all given areas of the crystal body in the registry to include and / or single crystallites in the study of coarsely crystalline crystal bodies to probe.

Der Detektor kann ein Röntgenfilm, ein Festkörperdetektor, eine Bildplatte oder eine Leuchtschirm/CCD-Kameraeinheit sein.Of the Detector can be an x-ray film, a solid state detector, an image plate or a screen / CCD camera unit.

Zur Vermeidung einer Überstrahlung der Bildmitten im kürzesten Abstand R1 zur Mikrofokus-Röntgenröhre und zugleich im Auftreffpunkt der Primärröntgenstrahl-Restintensität kann wahlweise ein Absorptionsfilter in den Strahlengang des Primärröntgenstrahles zwischen der Kristallkörper-Halterung und dem Detektor eingebracht sein.To avoid an over-radiation of the image centers at the shortest distance R 1 to the microfocus X-ray tube and at the same time the impact of the primary X-ray residual intensity can optionally be introduced into the beam path of the primary X-ray beam between the crystal body holder and the detector, an absorption filter.

Das Absorptionsfilter kann ein geometrisch ausgebildeter Körper, vorzugsweise eine Halbkugel oder ein Kugelsegment sein.The Absorption filter may be a geometrically formed body, preferably a hemisphere or a sphere segment.

Eine dem Absorptionsfilter zugeordnete Filter-Halterungseinrichtung kann aus einem die genutzte Röntgenstrahlung nur gering absorbierenden Werkstoff, vorzugsweise kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, bestehen, so dass die Abbildungs-Überlagerung der Aufnahme zu dem registrierfähigen Kontrastbild nicht gestört wird.A the filter associated with the absorption filter can from a used X-ray low-absorbent material, preferably carbon fiber-reinforced plastic, so that the image overlay the recording too the recordable Contrast image not disturbed becomes.

Im Folgenden wird das zerstörungsfrei arbeitende Verfahren näher erläutert:
Während der direkten Durchstrahlung werden eine vergrößerte radiographische Schattenabbildung (beispielsweise eine Defektstruktur) und die Registrierung einer Beugungsinformation (kristallographische Parameter) z. B. einige Millimeter bis einige Zentimeter dicker und großflächiger Kristallkörper gleichzeitig in einer Aufnahme abgebildet und mit Belichtungszeiten t im Minutenbereich mittels der Mikrofokus-Röntgenröhre durchgeführt.
The non-destructive method is explained in more detail below:
During the direct transmission, an enlarged radiographic shadow image (for example a defect structure) and the registration of a diffraction information (crystallographic parameters) z. B. a few millimeters to a few centimeters thick and large-area crystal body simultaneously imaged in a shot and performed with exposure times t in the minute range by means of microfocus X-ray tube.

Demgemäß kommt der Röntgenstrahl der Mikrofokus-Röntgenröhre zum Einsatz, der durch eine unmittelbar am Strahlaustritt angeordnete Bleilochblende hindurch auf den unmittelbar folgenden, einkristallinen bzw. grobkristallinen, als Prüfprobe geltenden Kristallkörper gerichtet ist. Von der Mikrofokus-Röntgenröhre wird deren harte Bremsstrahlung benutzt. In einem Abstand R1, dessen Größenordnung von einigen Millimetern bis zu einigen 100 Millimeter betragen kann, vom Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre aus entfernt, befindet sich ein Detektor, z. B. ein Röntgenfilm, der an seiner Rückseite mit einem Bleiblech abgeschirmt wird. Anstelle des Röntgenfilms kann alternativ auch ein entsprechender Festkörperdetektor oder eine Bildplatte verwendet werden. Die Kristallkörper-Halterung kann optional durch eine xy-Manipulatoreinheit ergänzt werden, um sämtliche Interessensgebiete der Kristallkörpers abzufahren, was ggf. bei größeren Prüfproben wünschenswert ist.Accordingly, the X-ray beam of the microfocus X-ray tube is used, which is directed through a directly arranged at the beam exit lead aperture on the immediately following, monocrystalline or coarse crystalline, valid as a test sample crystal body. The microfocus X-ray tube uses its hard bremsstrahlung. At a distance R 1 , whose magnitude may be from a few millimeters to several 100 millimeters, away from the beam exit of the microfocus X-ray tube, there is a detector, for. As an X-ray film, which is shielded at its rear with a lead sheet. Instead of the X-ray film, alternatively, a corresponding solid state detector or an image plate can be used. The crystal body holder can optionally be supplemented by an xy manipulator unit to remove all areas of interest of the crystal body, which may be desirable for larger test samples.

Die Verfahrensführung beginnt mit dem Einschalten der genannten Strahlenquelle, z. B. der Mikrofokus-Röntgenröhre, im unteren Minutenbereich. Die zugehörigen und genauen Belichtungszeiten t hängen von der Strahlenenergie, der Ordnungszahl des Kristallmaterials, der Kristallkörperdicke und der Detektorempfindlichkeit ab.The process management begins with the switching of the said radiation source, z. B. microfocus X-ray tube, in lower minute range. The associated and accurate exposure times t hang from the ray energy, the atomic number of the crystal material, the crystal body thickness and the detector sensitivity.

Auf die genannte Weise werden auf dem Detektor simultan eine einstellbar vergrößerte Röntgenschattenmikroskopie-Aufnahme sowie linienförmige Bremsstrahlinterferenzen des durchstrahlten Kristallkörpergebietes in Form des registrierfähigen Kontrastbildes akkumuliert.On the said way become simultaneously adjustable on the detector enlarged X-ray shadow micrograph as well as linear brake jet interference of the irradiated crystal body area in the form of the registerable Contrast image accumulated.

Das Verfahren basiert auf der Verwendung harter Röntgenbremsstrahlung knapp über die Wellenlänge λmin, etwa im Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3λmin, und benutzt nicht die langwelligere charakteristische Strahlung einer Röntgenröhre. Der massive Kristallkörper „filtert" und monochromatisiert gewissermaßen selbst die zur Beugung an ihren Netzebenen benötigte Wellenlänge aus dem kontinuierlichen Bremsspektrum Δλ.The method is based on the use of hard X-ray brake radiation just above the wavelength λ min , for example in the wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , and does not use the longer wavelength characteristic radiation of an X-ray tube. The massive crystal body "filters" and monochromatizes to a certain extent even the wavelength required for diffraction at its lattice planes from the continuous brake spectrum Δλ.

Die Erfindung ermöglicht ein zerstörungsfrei arbeitendes Kombinationsverfahren, welches in direkter Durchstrahlung und gleichzeitig eine vergrößerte radiographische Schattenabbildung zur Ermittlung der makroskopischen Defektstruktur und die Registrierung einer Beugungsinformation mittels linienförmiger Bremsstrahlinterferenzen zur Ermittlung kristallographischer Parameter dicker, insbesondere einige Millimeter bis einige Zentimeter dicker und großflächiger, massiver Kristallkörper gleichzeitig in einer Aufnahme nutzt.The invention enables a nondestructive combination method, which in direct radiation and at the same time an enlarged radiographic shadow image for determining the macroscopic defect structure and the registration of a diffraction information by means of lines shaped Bremsstrahlinterferenzen to determine crystallographic parameters thicker, in particular a few millimeters to a few centimeters thick and large-scale, massive crystal body simultaneously in a recording uses.

Die Erfindung ermöglicht, weil kein Elektronenstrahl mit Vakuumbedingungen benötigt wird, die Untersuchung an Luft und somit auch an größeren und massive Kristallkörper darstellenden Bauteilen.The Invention allows because no electron beam with vacuum conditions is needed, the investigation in air and thus also on larger and massive crystal bodies representing Components.

Um sämtliche interessierende Bereiche bzw. Gebiete des Kristallkörpers bzw. des Bauteiles abzufahren, kann der Kristallkörper wahlweise mit der xy-Manipulatoreinheit „abgerastert" werden.Around all areas of interest or areas of the crystal body or of the component, the crystal body can optionally be "scanned" with the xy manipulator unit.

Ein weiterer Vorteil gegenüber dem häufig angewandten Laue-Verfahren (Oberflächenanalyse bis ca. 300 μm Tiefe) ist, dass die Lage der Defekte in dem erfindungsgemäßen Verfahren über die gesamte Kristallkörperdicke D zurückverfolgt werden kann.One another advantage over the frequently used Laue method (surface analysis up to approx. 300 μm Depth) is that the position of the defects in the inventive method on the total crystal body thickness D traced back can be.

Um die verfahrensbedingte Überstrahlung der Bildmitten im kürzesten Abstand zur Röntgenquelle und zugleich am Auftreffpunkt der Primärröntgenstrahl-Restintensität zu vermeiden, kann wahlweise ein Verlaufs-Absorptionsfilter, z. B. eine Halbkugel oder ein Kugelsegment, in den Röntgenstrahlengang zusätzlich eingebracht werden. Um damit die Darstellung nicht zusätzlich zu stören, kann die dafür benötigte Filter-Halterungseinrichtung aus einem die genutzte Röntgenstrahlung nur gering absorbierenden Werkstoff (z. B. kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff) bestehen.Around the procedural overexposure of the Image centers in the shortest Distance to the X-ray source and at the same time at the point of impact of the primary X-ray residual intensity to avoid, can optionally a gradient absorption filter, e.g. B. a hemisphere or a spherical segment, in the X-ray path additionally be introduced. In order that the presentation is not in addition to to disturb, can do that needed Filter holder device from a used X-ray radiation low-absorbent material (eg carbon fiber reinforced plastic) consist.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert in Durchstrahlrichtung Realstruktur-Informationen über die gesamte Kristallkörperdicke und über einen größeren Kristallbereich.The inventive method provides real-time information about the total crystal body thickness in the transmission direction and over a larger crystal area.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterliegt den in der industriellen Prüfpraxis gravierenden Einschränkungen, dass die Kristallkörperdicke D infolge der Absorption möglichst dünn (D ≤ 50 μm bis 300 μm) gewählt werden muss, nicht, da es demgegenüber den umgekehrten Weg beschreitet, der auf der Verwendung harter Röntgenbremsstrahlung basiert und dicke, massive Kristallkörper in Form von Proben oder Bauteilen in ihrer gesamten Kristallkörperdicke D einer zerstörungsfreien Untersuchung zugänglich macht.The inventive method is subject to severe restrictions in industrial testing practice, that the crystal body thickness D as a result of absorption as possible thin (D ≤ 50 microns to 300 microns) can be selected must not, as it is in contrast takes the opposite route, based on the use of hard X-ray braking radiation based and thick, massive crystal bodies in the form of samples or Components in their total crystal body thickness D of a nondestructive Makes the investigation accessible.

Wesentlich ist die Verwendung von harter Röntgenbremsstrahlung im Energiebereich von 50 keV bis 450 keV zur direkten Durchstrahlung massiver Kristallkörper zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung einer radiographischen Schattenabbildung zur Registrierung der makroskopischen Defektstruktur des Kristallkörpers und einer Erzeugung von linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen zur Registrierung der kristallographischen Defektstruktur des Kristallkörpers auf einem Detektor zur visuellen oder abtastungsbezogenen Auswertung.Essential is the use of hard X-ray brake radiation in the energy range from 50 keV to 450 keV for direct transmission massive crystal body for simultaneous image overlay a radiographic shadow image for registration of the macroscopic defect structure of the crystal body and a generation of linear Bremsstrahlinterferenzen for registration of the crystallographic Defect structure of the crystal body on a detector for visual or scanning related evaluation.

Die Erfindung ermöglicht es, dass die im Stand der Technik genannten Einschränkungen bezüglich der zu durchstrahlenden Dicke der Kristallkörper umgangen werden, da das Verfahren im Bereich hoher Energien zwischen 50 keV bis ca. 450 keV und damit im Bereich harter Röntgenbremsstrahlung arbeitet.The Invention allows it that the limitations mentioned in the prior art in terms of be bypassed to be irradiated thickness of the crystal body, since the Method in the range of high energies between 50 keV to about 450 keV and thus in the area of hard X-ray braking radiation is working.

Demzufolge können auch dicke und massive Bauteile radiographisch untersucht werden.As a result, can also thick and massive components can be examined radiographically.

Die zur Durchführung des Verfahrens verwandte Vorrichtung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mittels mehrerer Zeichnungen näher erläutert, ferner sind Beispiele von mit dem Verfahren erhaltenen Röntgenaufnahmen angegeben.The to carry out The method of the method is based on an embodiment closer by means of several drawings explains Further, examples of X-ray images obtained by the method are shown specified.

Es zeigen:It demonstrate:

1 Darstellungen zur Vorrichtung zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels harter Röntgenbremsstrahlung auf einem Röntgenfilm, wobei 1 Representations of the device for registration of real structure information in massive crystal bodies by means of hard X-ray braking radiation on an X-ray film, wherein

1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung und 1 a schematic representation of the device and

1b eine Intensitäts(I)-Röntgenwellenlängen (λ)-Kurve mit dem erfindungsgemäß genutzten Röntgenbremsstrahlungsbereich
sind,
1b an intensity (I) X-ray wavelength (λ) curve with the X-ray brake radiation range used according to the invention
are,

2 eine erfindungsgemäße auswertbare und registrierfähige Kontrastbildaufnahme auf einem Röntgenfilm von einem massiven NiAl-Kristallkörper mit den beiden Bildbereichen – radiographisches Schattenbild und Bremsstrahlinterferenzlinien – des registrierfähigen Kontrastbildes, 2 an evaluable and recordable contrast image recording according to the invention on an X-ray film of a massive NiAl crystal body with the two image areas - radiographic shadow image and brake beam interference lines - of the registerable contrast image,

3 eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen auf einem Röntgenfilm von einem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper mit makroskopischen Poren (Lunkern) und ohne Kristallbaufehler, 3 a schematic representation of real structure information on an X-ray film of a massive TbNi 2 B 2 C crystal body with macroscopic pores (voids) and without crystal defects,

4 eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen auf einem Röntgenfilm von einem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper mit lokalen Defekten in einer Netzebenenschar – z. B. einer Kleinwinkelkorngrenze – und ohne makroskopische Poren, 4 a schematic representation of real structure information on an X-ray film of a massive TbNi 2 B 2 C crystal body with local defects in a lattice plane -. B. a Kleinwinkelkorngrenze - and without macroscopic pores,

5 eine reale Aufnahme der Realstruktur-Informationen an einem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper mittels harter Röntgenbremsstrahlung nach der Durchstrahlung,
wobei
5 a real picture of the real structure information on a solid TbNi 2 B 2 C crystal body by means of hard X-ray brake radiation after the radiation,
in which

5a eine Aufnahme des Kristallkörpers mit Lunkern und Interferenzlinien und 5a a picture of the crystal body with voids and interference lines and

5b einen vergrößerten Ausschnitt aus der Aufnahme in 5a desselben Kristallkörpers darstellen, 5b an enlarged section of the picture in 5a represent the same crystal body,

6 eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen an einer einkristallinen Turbinenschaufel aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker) und ohne Kristallstörungen, 6 a schematic representation of real structure information on a single-crystal turbine blade of CMSX-6 without macroscopic pores (voids) and without crystal defects,

7 eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen an einer einkristallinen Turbinenschaufel aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker) und mit Störungen in der Kristallstruktur – mit erhöhter Versetzungsdichte – und 7 a schematic representation of real structure information on a single crystal turbine blade of CMSX-6 without macroscopic pores (voids) and with disturbances in the crystal structure - with increased dislocation density - and

8 eine reale Aufnahme von Realstruktur-Informationen mittels harter Röntgenbremsstrahlung an einer einkristallinen Turbinenschaufel aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker) und mit Kristallstörungen – mit erhöhter Versetzungsdichte. 8th a real-time acquisition of real-structure information by means of hard X-ray brake radiation on a single-crystal turbine blade made of CMSX-6 without macroscopic pores (voids) and with crystal defects - with increased dislocation density.

Im Folgenden werden die 1 mit den 1a, 1b gemeinsam betrachtet. In 1, 1a ist eine Vorrichtung 1 zur Registrierung von Realstrukturinformationen in massiven Kristallkörpern 5, 51, 52 dargestellt, die eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, in einer natürlichen Atmosphäre dargestellt, wobei die Vorrichtung 1 umfasst

  • – eine Mikrofokus-Röntgenröhre 2, die einen direkten Primärröntgenstrahl 31 mit harter Röntgenbremsstrahlung 20 in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV liefert,
  • – eine Kristallkörper-Halterung 9 zur Halterung des zu untersuchenden Kristallkörpers 5, 51, 52,
  • – einen Detektor 7 mit einer Detektoraufnahmefläche 71, die in einem Abstand R1 vom Strahlaustritt 21 der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 aus entfernt angeordnet ist, wobei der Kristallkörper 5, 51, 52 zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor 7 zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur 13, 13' des Kristallkörpers 5, wie in 3 gezeigt ist, durchstrahlt wird.
The following are the 1 with the 1a . 1b considered together. In 1 . 1a is a device 1 for the registration of real structure information in massive crystal bodies 5 . 51 . 52 represented, which have a minimum thickness D dependent on the atomic number, shown in a natural atmosphere, wherein the device 1 includes
  • - A microfocus X-ray tube 2 that have a direct primary x-ray 31 with hard X-ray braking radiation 20 in an energy range from 50 keV to 450 keV,
  • - a crystal body holder 9 for holding the crystal body to be examined 5 . 51 . 52 .
  • - a detector 7 with a detector receiving surface 71 which emerges from the jet at a distance R 1 21 the microfocus X-ray tube 2 is located away from, wherein the crystal body 5 . 51 . 52 to generate a radiographic shadow image on the detector 7 to register the macroscopic real structure 13 . 13 ' of the crystal body 5 , as in 3 is shown, is irradiated.

Erfindungsgemäß ist zur Erzeugung von registrierfähigen linienförmigen, in den 2 bis 8 gezeigten Bremsstrahlinterferenzen 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' auf der Detektoraufnahmefläche 71 unmittelbar hinter dem Strahlaustritt 21 der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 und dem gehalterten Kristallkörper 5, 51, 52 eine Blende 4 zur Reduktion seitlicher Streustrahlung sowie zur Einstellung einer Strahldivergenz 6 eingebracht, wobei die Blende 4 mit einem Lochdurchmesser im Millimeterbereich versehen ist,
wobei ein Abstand R2 zwischen dem Kristallkörper 5, 51, 52 und der Detektoraufnahmefläche 71 eingestellt ist und zumindest das Zwanzigfache der Entfernung R1–R2 des Kristallkörpers 5, 51, 52 vom Strahlaustritt 21 der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 beträgt, und
wobei eine Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 eingestellt ist, die eine Strahlintensität nach dem Kristallkörper 5, 51, 52 erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls 31 durch die Absorption des Kristallkörpers 5, 51, 52 um zumindest 25% bezüglich des zugehörigen Intensitätsmaximums verringert ist, wodurch ein Verhältnis zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität 3 und der Interferenzstrahlintensität eingestellt ist, mit dem ein auf der Detektoraufnahmefläche 71 registrierfähiges in 2 gezeigtes Kontrastbild 30 zwischen Interferenzlinien 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' und radiographischer Schattenabbildung 13, 13' anzeigbar ist.
According to the invention for the production of registerable line-shaped, in the 2 to 8th shown brake jet interference 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' on the detector receiving surface 71 immediately behind the jet exit 21 the microfocus X-ray tube 2 and the salient crystal body 5 . 51 . 52 a panel 4 for reducing lateral scattered radiation and for setting a beam divergence 6 introduced, with the aperture 4 provided with a hole diameter in the millimeter range,
wherein a distance R 2 between the crystal body 5 . 51 . 52 and the detector receiving surface 71 is set and at least twenty times the distance R 1 -R 2 of the crystal body 5 . 51 . 52 from the beam exit 21 the microfocus X-ray tube 2 is, and
wherein an acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube 2 is set, which has a beam intensity after the crystal body 5 . 51 . 52 generated at which the intensity of the maximum of the primary x-ray beam 31 by the absorption of the crystal body 5 . 51 . 52 is reduced by at least 25% with respect to the associated intensity maximum, whereby a ratio between the residual beam intensity generating the radiographic shadow image 3 and the interference beam intensity is set with the one on the detector receiving surface 71 registrable in 2 shown contrast image 30 between interference lines 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' and radiographic shadow illustration 13 . 13 ' can be displayed.

Die auf der Detektoraufnahmefläche 71 registrierfähigen linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' zur Darstellung der kristallographischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers entstehen durch harte Röntgenbremsstrahlung 20 in einem in 1b gezeigten Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3λmin, aus dem der massive Kristallkörper 5, 51, 52 die exakt zur Beugung an seinen Netzebenen benötigte Wellenlänge λ herausfiltert.The on the detector receiving surface 71 registrable linear brake jet interference 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' to illustrate the crystallographic real structure of the massive crystal body caused by hard X-ray brake radiation 20 in an in 1b shown wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3λ min , from which the massive crystal body 5 . 51 . 52 filters out the wavelength λ required exactly for diffraction at its network planes.

In 2 ist ein registrierfähiges Kontrastbild 30 auf einer Detektoraufnahmefläche 71 für einen NiAl-Kristallkörper dargestellt. In deren mittigen Bereich 22 der Abbildungs-Überlagerung ist sowohl die radiographische Schattenabbildung als auch die kristallographische Realstruktur in Form der linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen als registrierfähiges Kontrastbild 30 dargestellt, wobei auf der Detektoraufnahmefläche 71 im Randbereich 23 Teile der Beugungskegel 6'' in Fortsetzung der überlagernden Bremsstrahlinterferenzen des Kontrastbildes 30 registrierfähig angegeben sind, die ausschließlich die kristallographische Realstruktur enthalten.In 2 is a recordable contrast image 30 on a detector receiving surface 71 for a NiAl crystal body. In the middle area 22 The image overlay is both the radiographic shadow image and the crystallographic real structure in the form of the line-shaped Bremsstrahlinterferenzen as a registerable contrast image 30 illustrated, wherein on the detector receiving surface 71 at the edge 23 Parts of the diffraction cone 6 '' in continuation of the superimposed Bremsstrahlinterferenzen the contrast image 30 are registered, which contain only the crystallographic real structure.

Die in 1 gezeigte Blende 4 besteht aus einem hochabsorbierenden Material und stellt eine Bleilochblende dar.In the 1 shown aperture 4 consists of a highly absorbent material and represents a lead aperture.

Ein Bleiblech 8 kann auf der Rückseite 10 des Detektors 7 zur Abschirmung angeordnet sein.A lead sheet 8th can on the back 10 of the detector 7 be arranged for shielding.

Es ist eine an die Mikrofokus-Röntgenröhre 2 angeschlossene Steuereinrichtung 17 vorhanden, die zur Einstellung der Belichtungszeit t zur Durchführung der gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung und zur Einstellung der Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 dient.It's one to the microfocus X-ray tube 2 connected control device 17 present for setting the exposure time t for performing the simultaneous image superposition and for adjusting the acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube 2 serves.

Eine Kristallkörper-Halterung 9 ist für den massiven Kristallkörper 5, 51, 52 vorgesehen, die wahlweise mit einer xy-Manipulatoreinheit 11 ausgestattet ist, um sämtliche vorgegebene Gebiete des Kristallkörpers 5, 51, 52 in die Registrierung einzubeziehen und/oder Einzelkristallite bei der Untersuchung von grobkristallinen Kristallkörpern zu sondieren.A crystal body holder 9 is for the massive crystal body 5 . 51 . 52 provided, which optionally with an xy manipulator unit 11 is equipped to all predetermined areas of the crystal body 5 . 51 . 52 to include in the registry and / or to probe single crystallites in the study of coarsely crystalline crystal bodies.

Der Detektor 7, 71 kann ein Röntgenfilm, ein Festkörperdetektor, eine Bildplatte oder eine Leuchtschirm/CCD-Kameraeinheit sein.The detector 7 . 71 may be an X-ray film, a solid-state detector, an optical disk or a fluorescent screen / CCD camera unit.

Zur Vermeidung einer Überstrahlung der Bildmitten im kürzesten Abstand R1 zur Mikrofokus-Röntgenröhre 2 und zugleich im Auftreffpunkt der Primärröntgenstrahl-Restintensität kann wahlweise ein Absorptionsfilter (nicht eingezeich net) in den Strahlengang des Primärröntgenstrahles 31 zwischen der Kristallkörper-Halterung 9 und dem Detektor 7, 71 eingebracht sein.To avoid over-radiation of the image centers at the shortest distance R 1 to the microfocus X-ray tube 2 and at the same time at the point of impact of the primary X-ray residual intensity optionally an absorption filter (not shown net) in the beam path of the primary X-ray beam 31 between the crystal body holder 9 and the detector 7 . 71 be introduced.

Das Absorptionsfilter kann ein geometrisch ausgebildeter Körper, vorzugsweise eine Halbkugel oder ein Kugelsegment sein.The Absorption filter may be a geometrically formed body, preferably a hemisphere or a sphere segment.

Eine dem Absorptionsfilter zugeordnete Filter-Halterungseinrichtung kann aus einem die genutzte Röntgenstrahlung nur gering absorbierenden Werkstoff, vorzugsweise kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, bestehen, so dass die Akkumulation der Aufnahme für das registrierfähige Kontrastbild nicht gestört wird.A the filter associated with the absorption filter can from a used X-ray low-absorbent material, preferably carbon fiber-reinforced plastic, so that the accumulation of the recording for the registerable contrast image not disturbed becomes.

Das Verfahren zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mit einer Röntgenstrahlung 31, wobei die Kristallkörper 5, 51, 52 eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, mit der vorgenannten Vorrichtung 1, die zumindest aus einer Mikrofokus-Röntgenröhre 2, einer Kristallkörper-Halterung 9 und einem Detektor 7 mit einer Detektoraufnahmefläche 71 besteht, wird in einer natürlichen Atmosphäre realisiert, wobei eine Durchstrahlung des in der Kristallkörper-Halterung 9 befindlichen Kristallkörpers 5, 51, 52 zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor 7, 71 zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur 13, 13' des Kristallkörpers 5, 51, 52 durchgeführt wird.The method for registration of real structure information in massive crystal bodies with an X-ray 31 , where the crystal bodies 5 . 51 . 52 have a dependent of the atomic number minimum thickness D, with the aforementioned device 1 at least from a microfocus X-ray tube 2 , a crystal body holder 9 and a detector 7 with a detector receiving surface 71 exists, is realized in a natural atmosphere, with a radiation of the in the crystal body holder 9 located crystal body 5 . 51 . 52 to generate a radiographic shadow image on the detector 7 . 71 to register the macroscopic real structure 13 . 13 ' of the crystal body 5 . 51 . 52 is carried out.

Erfindungsgemäß werden auf der Detektoraufnahmefläche 71 registrierfähige linienförmige Bremsstrahlinterferenzen 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' zur Darstellung einer kristallographischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers 5, 51, 52 durch einen Primärstrahl 31 mit harter Röntgenbremsstrahlung 20 in einem Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3λmin, aus dem der massive Kristallkörper 5, 51, 52 die exakt zur Beugung an seinen Netzebenen benötigte Wellenlänge λ herausfiltert, erzeugt, wobei die linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' die durch eine verbleibende Reststrahlintensität 3 erzeugte radiographische Schattenabbildung gleichzeitig überlagern, wobei eine Registrierung der linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' mittels folgender Schritte herbeigeführt wird:

  • – Einsetzen einer unmittelbar hinter dem Strahlaustritt 21 der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 angeordneten Blende 4, deren Blendenloch 12 einen zur Einstellung einer Strahldivergenz 6 ausgebildeten Durchmesser hat,
  • – Einstellung eines Abstandes R2 zwischen dem Kristallkörper 5, 51, 52 und der Detektoraufnahmefläche 71, wobei der Abstand R2 mindestens das Zwanzigfache der Entfernung R1–R2 des Kristallkörpers 5, 51, 52 vom Strahlaustritt 21 der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 beträgt,
  • – Einstellung der Belichtungszeit t der Mikrofokus-Röntgenröhre 2, wobei die eingestellte Belichtungszeit t von der Ordnungszahl des Materials des Kristallkörpers 5, 51, 52, von der Dicke D des Kristallkörpers 5, 51, 52 und von der Empfindlichkeit des Detektors 7, 71 abhängt, und
  • – Einstellung der Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre 2, die eine Intensität des Primärröntgenstrahls 31 erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls 31 durch die Absorption des Kristallkörpers 5, 51, 52 um mindestens 25% verringert ist, wobei ein gewünschtes Verhältnis zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität 3 und der Interferenzstrahlintensität erreicht und somit ein registrierfähiges Kontrastbild 30 zeitgleich zwischen den Interferenzlinien und der radiographischen Schattenabbildung herbeigeführt wird.
According to the invention on the detector receiving surface 71 registrable line-shaped brake jet interference 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' to show a crystallographic real structure of the massive crystal body 5 . 51 . 52 through a primary beam 31 with hard X-ray braking radiation 20 in a wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3λ min , from which the massive crystal body 5 . 51 . 52 which filters out exactly to the diffraction required at its network levels wavelength λ generates, with the line-shaped Bremsstrahlinterferenzen 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' by a remaining residual beam intensity 3 overlaying generated radiographic shadow image simultaneously, wherein registration of the line-shaped brake beam interference 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' by means of the following steps:
  • - Inserting one immediately behind the jet outlet 21 the microfocus X-ray tube 2 arranged aperture 4 , whose aperture hole 12 one for setting a beam divergence 6 has trained diameter,
  • - Setting a distance R 2 between the crystal body 5 . 51 . 52 and the detector receiving surface 71 wherein the distance R 2 is at least twenty times the distance R 1 -R 2 of the crystal body 5 . 51 . 52 from the beam exit 21 the microfocus X-ray tube 2 is,
  • - Setting the exposure time t of the microfocus X-ray tube 2 , wherein the set exposure time t of the atomic number of the material of the crystal body 5 . 51 . 52 , of the thickness D of the crystal body 5 . 51 . 52 and the sensitivity of the detector 7 . 71 depends, and
  • - Adjustment of the acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube 2 giving an intensity of the primary x-ray 31 generated at which the intensity of the maximum of the primary x-ray beam 31 by the absorption of the crystal body 5 . 51 . 52 is reduced by at least 25%, with a desired ratio between the residual beam intensity producing the radiographic shadow image 3 and reaches the interference beam intensity and thus a registerable contrast image 30 at the same time between the interference lines and the radiographic shadow image is brought about.

Die Bestrahlung mit harter Röntgenbremsstrahlung 20 wird in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV durchgeführt.Irradiation with hard X-ray braking radiation 20 is carried out in an energy range from 50 keV to 450 keV.

Zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung der Schattenabbildung und der Bremsstrahlinterferenzlinien zu dem registrierfähigen Kontrastbild 30 wird für die Mikrofokus-Röntgenröhre 2 eine Belichtungszeit t im Minutenbereich eingestellt.For simultaneously mapping the shadow image and the brake beam interference lines to the registerable contrast image 30 is for the microfocus X-ray tube 2 set an exposure time t in the minute range.

Wahlweise können vorgegebene Kristallgebiete des Kristallkörpers 5, 51, 52 mittels einer xy-Manipulatoreinheit 11 an der den Kristallkörper 5, 51, 52 halternden Kristallkörper-Halterung 9 abgerastert werden.Optionally, predetermined crystal regions of the crystal body 5 . 51 . 52 by means of an xy manipulator unit 11 at the crystal body 5 . 51 . 52 retaining crystal body holder 9 be scanned.

Zur Vergrößerung der Abbildungs-Überlagerung auf der Fläche 71 des Detektors 7 kann durch eine Abstands-Verstelleinrichtung (nicht eingezeichnet) eine Einstellung des Abstandes R1 des Detektors 7, 71 relativ zur Mikrofokus-Röntgenröhre 2 durchgeführt werden.To increase the image overlay on the surface 71 of the detector 7 can by a distance adjustment (not shown net) a setting of the distance R 1 of the detector 7 . 71 relative to the microfocus X-ray tube 2 be performed.

Als massive Kristallkörper 5, 51, 52 können monokristalline oder grobkristalline Kristallkörper eingesetzt werden, wobei die Kristallkörper 5, 51, 52 eine Mindestdicke D im Bereich von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern aufweisen.As a massive crystal body 5 . 51 . 52 Monocrystalline or coarsely crystalline crystal bodies can be used, the crystal bodies 5 . 51 . 52 have a minimum thickness D in the range of a few millimeters to a few centimeters.

Bei einer Durchstrahlung von grobkristallinen, aus Einzelkristallen bestehenden Kristallkörpern 5, 51, 52 dient die Blende 4 in Kombination mit einer Kristallkörperbewegung mittels der Manipulatoreinheit 11 der Sondierung und Abbildung von Einzelkristallen.In a radiation of coarsely crystalline, consisting of single crystals crystal bodies 5 . 51 . 52 serves the aperture 4 in combination with a crystal body movement by means of the manipulator unit 11 the probing and imaging of single crystals.

Die Teile der Beugungskegel 6'', die außerhalb der Beugungskegel 6' des Kontrastbildes 30 im Randbereich 23 der das Kontrastbild 30 enthaltenden Aufnahme existieren, enthalten ausschließlich die Information der kristallographischen Realstruktur, im Gegensatz zu den Beugungskegeln 6' im Kontrastbild 30, die die radiographische Schattenbildung und die kristallographische Realstruktur enthalten, wobei beide Beugungskegelarten 6', 6'' gleichzeitig auf der Detektoraufnahmefläche 71 registriert werden können.The parts of the diffraction cone 6 '' that are outside the diffraction cone 6 ' of the contrast image 30 at the edge 23 the contrast picture 30 contain only the information of the crystallographic real structure, in contrast to the diffraction cones 6 ' in contrast 30 containing the radiographic shadowing and the crystallographic real structure, both diffraction cone types 6 ' . 6 '' simultaneously on the detector receiving surface 71 can be registered.

Die Verwendung von harter Röntgenbremsstrahlung 20 im Energiebereich von 50 keV bis 450 keV führt
zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung von Informationen massiver Kristallkörper 5, 51, 52, die eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, in einer natürlichen Atmosphäre gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung,
mittels einer direkten Durchstrahlung zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur 13, 13' des massiven Kristallkörpers 5, 51, 52 und
mittels einer Erzeugung von zur Schattenabbildung sich abhebenden, registrierfähigen Kontrast aufweisenden Bremsstrahlinterferenzlinien zur Registrierung der kristallographischen Realstruktur 16, 14'', 15'' des massiven Kristallkörpers 5, 51, 52 auf einem Detektor 7 und zur visuellen oder abtastungsbezogenen Auswertung.
The use of hard X-ray braking radiation 20 in the energy range from 50 keV to 450 keV
for the simultaneous imaging overlay of information of massive crystal bodies 5 . 51 . 52 having a minimum thickness D dependent on atomic number, in a natural atmosphere according to the method and the apparatus,
by direct irradiation to generate a radiographic shadow image for registration of the macroscopic real structure 13 . 13 ' of the massive crystal body 5 . 51 . 52 and
by means of a generation of shading contrasting, registerable contrast having Bremsstrahlinterferenzlinien for registration of the crystallographic real structure 16 . 14 '' . 15 '' of the massive crystal body 5 . 51 . 52 on a detector 7 and for visual or scanning related evaluation.

Das Verfahren beginnt mit dem Einschalten der genannten Röntgenstrahlenquelle, einer Mikrofokus-Röntgenröhre 2, im unteren Minutenbereich.The method begins with the turning on of said X-ray source, a microfocus X-ray tube 2 , in the lower minute range.

Eine an die Mikrofokus-Röntgenröhre 2 angeschlossene Steuereinrichtung 17 ist zur Einstellung der Belichtungszeit t zur Durchführung der gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung vorgesehen.One to the microfocus X-ray tube 2 connected control device 17 is for setting the exposure time t for performing the simultaneous image superposition.

Auf die beschriebene Weise werden auf dem Detektor 7, 71 simultan eine vergrößerte Röntgenschattenmikroskopie-Abbildung sowie durch Beugungskegel 6', 6'' in der 1a markierte Röntgenbremsstrahleninterferenzen des durchstrahlten Kristallkörpergebietes des massiven Kristallkörpers 5, 51, 52 registrierfähig dargestellt.In the manner described are on the detector 7 . 71 simultaneously an enlarged X-ray shadow microscopy image as well as by diffraction cone 6 ' . 6 '' in the 1a marked X-ray brake beam interference of the irradiated crystal body region of the solid crystal body 5 . 51 . 52 can be registered.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die aus der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 gelieferte harte Röntgenbremsstrahlung 20 verwendet, wie sie in dem in 1, 1b dargestellten Röntgenstrahlenspektrum 18 enthalten und im Gegensatz zu der im Stand der Technik eingesetzten charakteristischen Strahlung 19 gezeigt ist.To carry out the method according to the invention is from the microfocus X-ray tube 2 delivered hard X-ray brake radiation 20 used as in the in 1 . 1b illustrated X-ray spectrum 18 contained and in contrast to the characteristic radiation used in the prior art 19 is shown.

Die 3 zeigt eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen auf einem Röntgenfilm 71 von einem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper 51 mit makroskopischen Poren (Lunkern) 13, 13' und ohne Kristallbaufehler.The 3 shows a schematic representation of real structure information on an X-ray film 71 from a massive TbNi 2 B 2 C crystal body 51 with macroscopic pores (voids) 13 . 13 ' and without crystal defects.

Dabei sind im Inneren des TbNi2B2C-Kristallkörpers 51 mikroskopisch kleine Hohlräume 13, 13' oder Lunker als Form der makroskopischen Defektstruktur gezeigt. Die Linien der Bremsstrahlungsinterferenzen 14,15 als Form der kristallographischen Real- oder Defektstruktur, simultan in Durchstrahlung aufgenommen, werden dagegen scharf und ohne Unterbrechungen neben und durch die mikroskopischen Lunker 13, 13' hindurch dargestellt. Das bedeutet, dass die Innenflächen der Hohlräume 13, 13' durch Atome besetzt werden, die sich ohne Kristallbaufehler in Form der kristallographischen Defektstruktur an das Bulk- Material anschließen. In diesem Falle hätte, um auf die im Inneren des TbNi2B2C-Kristallkörpers 51 vorhandenen Defekte zu schließen, ein Vergleich pyknometrischer Dichtemessungen mit röntgenographisch über eine Präzisions-Gitterkonstantenbestimmung bestimmter Dichte kein physikalisch richtiges Ergebnis ergeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 besitzt diese Einschränkungen nicht und liefert alle relevanten Daten, die größtenteils schon visuell sichtbar sind.In this case, inside the TbNi 2 B 2 C crystal body 51 microscopic cavities 13 . 13 ' or voids are shown as a form of the macroscopic defect structure. The lines of brake radiation interference 14 . 15 on the other hand, as a form of the crystallographic real or defect structure, recorded simultaneously in transillumination, become sharp and uninterrupted next to and through the microscopic voids 13 . 13 ' represented through. This means that the inner surfaces of the cavities 13 . 13 ' are occupied by atoms that attach to the bulk material without crystal defects in the form of the crystallographic defect structure. In this case, it would have to turn on the inside of the TbNi 2 B 2 C crystal body 51 to close existing defects, a comparison of pycnometric density measurements with X-ray over a precision lattice constant determination specific density no physically correct result. The device according to the invention 1 does not have these limitations and provides all relevant data, most of which are already visually visible.

Die 4 zeigt eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen auf dem Röntgenfilm 71 von einem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper 51 mit lokalen Kristallbaufehlern und ohne makroskopische Poren. Die scharfen Interferenzlinien 14, 15 weisen aber einen Interferenzlinienbruch 16 auf, der lokale Defekte in einer Netzebenenschar – z. B. eine Kleinwinkelkorngrenze – im massiven TbNi2B2C-Kristallkörper 51, angibt.The 4 shows a schematic representation of real structure information on the X-ray film 71 from a massive TbNi 2 B 2 C crystal body 51 with local crystal defects and without macroscopic pores. The sharp interference lines 14 . 15 but have an interference line break 16 on, the local defects in a lunar system - z. B. a Kleinwinkelkorngrenze - in massive TbNi 2 B 2 C crystal body 51 , indicates.

Die 5 zeigt reale Aufnahmen der Realstruktur-Informationen entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Durchstrahlung mittels harter Röntgenbremsstrahlung an dem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper 51, wobei 5a eine Aufnahme des TbNi2B2C-Kristallkörpers 51 mit Lunkern 13 und Interferenzlinien 14,15 (verstärkt nachgezeichnet) und 5b einen vergrößerten Ausschnitt aus der Aufnahme in 4a desselben TbNi2B2C-Kristallkörpers 51 mit dem vergrößerten Lunker 13 und den Interferenzen 14, 14 und 14', 15' (beide verstärkt hervorgehoben) darstellen. Die Kristallkörperdicke D des TbNi2B2C-Kristallkörpers 51 beträgt beispielsweise 5 mm und der Durchmesser des auf den Aufnahmen in 5a und 5b abgebildeten Kristallkörpergebietes beträgt 9 mm.The 5 shows real images of the real structure information according to the inventive method after irradiation by means of hard X-ray braking radiation on the massive TbNi 2 B 2 C crystal body 51 , in which 5a a picture of the TbNi 2 B 2 C crystal body 51 with voids 13 and interference lines 14 . 15 (strengthened) and 5b an enlarged section of the picture in 4a same TbNi 2 B 2 C crystal body 51 with the enlarged blower 13 and the interference 14 . 14 and 14 ' . 15 ' (both highlighted). The crystal body thickness D of the TbNi 2 B 2 C crystal body 51 is for example 5 mm and the diameter of the pictures in 5a and 5b imaged crystal body area is 9 mm.

Die 6 zeigt eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen an einer einkristallinen Turbinenschaufel 52 aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker) und ohne Kristallstörungen, wobei das Fehlen von Kristallstörungen zu scharfen Interferenzlinien 14, 15 führt.The 6 shows a schematic representation of real structure information on a single crystal turbine blade 52 from CMSX-6 without macroscopic pores (voids) and no crystal disruption, with the absence of crystal disruption leading to sharp interference lines 14 . 15 leads.

Die 7 zeigt eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen an derselben einkristallinen Turbinenschaufel 52 aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker) und mit Störungen in der Kristallstruktur – mit erhöhter Versetzungsdichte –, die in der Aufnahme als unscharfe Interferenzlinien 14'', 15'' (Bandinterferenzen) dargestellt sind.The 7 shows a schematic representation of real structure information on the same single-turbine turbine blade 52 from CMSX-6 without macroscopic pores (voids) and with disturbances in the crystal structure - with increased dislocation density -, which in the admission as blurred interference lines 14 '' . 15 '' (Band interferences) are shown.

Die 8 zeigt eine reale Aufnahme von Realstruktur-Informationen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Durchstrahlung mittels harter Röntgenbremsstrahlung 20 an der einkristallinen Turbinenschaufel 52 aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker), aber mit Kristallstörungen – mit erhöhter Versetzungsdichte –, die durch die unscharfen Interferenzlinien 14'', 15'' angezeigt werden, wie bereits in 7 schematisch dargestellt ist.The 8th shows a real recording of real structure information according to the inventive method after irradiation by means of hard X-ray braking radiation 20 on the single-crystal turbine blade 52 from CMSX-6 without macroscopic pores (voids), but with crystal disruption - with increased dislocation density - due to the blurred interference lines 14 '' . 15 '' are displayed as already in 7 is shown schematically.

Das Verfahren dient zur zerstörungsfreien Charakterisierung der Güte von massiven Kristallkörpern 5, 51, 52, die Metallen, Halbleitern, intermetallischen Verbindungen, organischen Kristallen und Ionenkristallen zugeordnet sind.The method is used for nondestructive characterization of the quality of massive crystal bodies 5 . 51 . 52 , which are associated with metals, semiconductors, intermetallic compounds, organic crystals and ionic crystals.

Das Verfahren basiert auf der Verwendung harter Röntgenbremsstrahlung knapp über der Wellenlänge λmin, etwa im Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3λmin, und benutzt nicht die langwelligere charakteristische Strahlung einer Röntgenröhre. Der massive Kristallkörper 5, 51, 52 „filtert" und monochromatisiert gewissermaßen selbst die zur Beugung an ihren Netzebenen benötigte Wellenlänge λ aus dem kontinuierlichen Bremsspektrum Δλ.The method is based on the use of hard X-ray braking radiation just above the wavelength λ min , for example in the wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , and does not use the longer wavelength characteristic radiation of an X-ray tube. The massive crystal body 5 . 51 . 52 "Filters" and monochromatizes to a certain extent even the wavelength λ required for diffraction at its network planes from the continuous brake spectrum Δλ.

Insbesondere von massiven Silizium-Einkristallblöcken (engl. ingots) als Ausgangsmaterial für Wafer der Mikroelektronik und der Solartechnik, Piezokristallen, Einkristall-Turbinenschaufeln und Legierungskristallkörpern können die Realstruktur-Informationen mittels der Registrierung der gleichzeitigen Abbildungs-Akkumulation ermittelt und sofort entweder visuell oder durch eine hochauflösende Abtastung ausgewertet werden. Aber nicht nur auf Defektstrukturen bezogen, sondern auch in Erweiterung auf eine beabsichtigte innere Ausbildung der Kristallkörper können in den massiven Kristallkörpern gezielt dimensionierte und aus der Schmelze gezogene Hohlräume und/oder während der Schmelze vorgegeben eingebrachte Körper auf ihre Ausbildung, ihre Lage sowie ihre Defekte innerhalb der Kristallkörper überprüft werden.Especially of massive silicon ingot as starting material for wafers microelectronics and solar technology, piezocrystals, single crystal turbine blades and alloy crystal bodies can the real structure information is determined by registering the simultaneous map accumulation and immediately either visually or through a high-resolution scan be evaluated. But not only related to defect structures, but also in extension to an intended internal education the crystal body can in the massive crystal bodies specifically dimensioned and drawn from the melt cavities and / or while the melt predisposed body on their training, their Location as well as their defects are checked within the crystal body.

Claims (19)

Verfahren zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels Röntgenstrahlung (31), wobei die Kristallkörper (5, 51, 52) eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke (D) aufweisen, mit einer zumindest aus einer Mikrofokus-Röntgenröhre (2), einer Kristallkörper-Halterung (9) und einem Detektor (7) mit einer Detektoraufnahmefläche (71) bestehenden Vorrichtung (1) in einer natürlichen Atmosphäre, wobei eine Durchstrahlung des in der Kristallkörper-Halterung (9) befindlichen Kristallkörpers (5, 51, 52) zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor (7, 71) zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur (13, 13') des Kristallkörpers (5) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Detektoraufnahmefläche (71) registrierfähige linienförmige Bremsstrahlinterferenzen (14, 15, 14',15', 14'', 15'') zur Darstellung einer kristallographischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers (5, 51, 52) durch einen Primärstrahl (31) mit harter Röntgenbremsstrahlung (20) in einem Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3λmin, aus dem der massive Kristallkörper (5, 51, 52) die exakt zur Beugung an seinen Netzebenen benötigte Wellenlänge (λ) herausfiltert, erzeugt werden, wobei die linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen (14, 15, 14', 15', 14'', 15'') die durch eine verbleibende Reststrahlintensität (3) erzeugte radiographische Schattenabbildung gleichzeitig überlagern, wobei eine Registrierung der linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen (14, 15, 14', 15', 14'', 15'') mittels folgender Schritte herbeigeführt wird: – Einsetzen einer unmittelbar hinter dem Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre(2) angeordneten Blende (4), deren Blendenloch (12) einen zur Einstellung einer Strahldivergenz (6) ausgebildeten Durchmesser hat, – Einstellung eines Abstandes (R2) zwischen dem Kristallkörper (5, 51, 52) und der Detektoraufnahmefläche (71), wobei der Abstand (R2) mindestens das Zwanzigfache der Entfernung (R1–R2) des Kristallkörpers (5, 51, 52) vom Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) beträgt, – Einstellung einer Belichtungszeit (t) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2), wobei die eingestellte Belichtungszeit (t) von der Ordnungszahl des Materials des Kristallkörpers (5, 51, 52), von der Dicke (D) des Kristallkörpers (5, 51, 52) und von der Empfindlichkeit des Detektors (7, 71) abhängt, und – Einstellung der Beschleunigungsspannung (U) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2), die eine Intensität des Primärröntgenstrahls (31) erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls (31) durch die Absorption des Kristallkörpers (5, 51, 52) um mindestens 25% verringert ist, wobei ein gewünschtes Verhältnis zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität (3) und der Interferenzstrahlintensität erreicht und somit ein registrierfähiges Kontrastbild (30) zeitgleich zwischen den Interferenzlinien und der radiographischen Schattenabbildung herbeigeführt wird.Method for registering real-structure information in massive crystal bodies by means of X-radiation ( 31 ), whereby the crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) have a minimum thickness (D) dependent on the atomic number, with at least one microfocus X-ray tube ( 2 ), a crystal body holder ( 9 ) and a detector ( 7 ) with a detector receiving surface ( 71 ) existing device ( 1 ) in a natural atmosphere, wherein a radiation of the in the crystal body holder ( 9 ) located crystal body ( 5 . 51 . 52 ) for generating a radiographic shadow image on the detector ( 7 . 71 ) for the registration of the macroscopic real structure ( 13 . 13 ' ) of the crystal body ( 5 ), characterized in that on the detector receiving surface ( 71 ) registrable line-shaped brake beam interference ( 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' ) to illustrate a crystallographic real structure of the massive crystal body ( 5 . 51 . 52 ) by a primary jet ( 31 ) with hard X-ray braking radiation ( 20 ) in a wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , from which the massive crystal body ( 5 . 51 . 52 ) which filters out exactly the wavelength (λ) required for the diffraction at its network planes, whereby the line-shaped brake beam interferences ( 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' ) by a remaining residual beam intensity ( 3 ) superimposed radiographic shadow image simultaneously, wherein a registration of the line-shaped Bremsstrahlinterferenzen ( 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' ) is brought about by means of the following steps: - inserting one immediately behind the jet outlet ( 21 ) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) arranged aperture ( 4 ), whose aperture hole ( 12 ) one for setting a beam divergence ( 6 ) has a diameter formed, - setting a distance (R 2 ) between the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) and the detector receiving surface ( 71 ), wherein the distance (R 2 ) at least twenty times the distance (R 1 -R 2 ) of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) from the jet outlet ( 21 ) of the microfocus X-ray tube ( 2 ), - adjustment of an exposure time (t) of the microfocus X-ray tube ( 2 ), wherein the set exposure time (t) of the ordinal number of the material of Crystal body ( 5 . 51 . 52 ), of the thickness (D) of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) and the sensitivity of the detector ( 7 . 71 ), and - adjustment of the acceleration voltage (U) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) containing an intensity of the primary x-ray beam ( 31 ), at which the intensity of the maximum of the primary x-ray beam ( 31 ) by the absorption of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) is reduced by at least 25%, wherein a desired ratio between the residual beam intensity generating the radiographic shadow image ( 3 ) and the interference beam intensity and thus a registerable contrast image ( 30 ) is caused at the same time between the interference lines and the radiographic shadow image. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung der Kristallkörper (5, 51, 52) mit harter Röntgenbremsstrahlung (20) in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that the irradiation of the crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) with hard X-ray braking radiation ( 20 ) is performed in an energy range of 50 keV to 450 keV. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung der Schattenabbildung und der Bremsstrahlinterferenzlinien zum registrierfähigen Kontaktbild (30) für eine Mikrofokus-Röntgenröhre (2) eine Belichtungszeit (t) im Minutenbereich eingestellt wird.A method according to claim 1, characterized in that for the simultaneous image superposition of the shadow image and the Bremsstrahlinterferenzlinien to registerable contact image ( 30 ) for a microfocus X-ray tube ( 2 ) an exposure time (t) in the minute range is set. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise vorgegebene Kristallgebiete des Kristallkörpers (5, 51, 52) mittels einer xy-Manipulatoreinheit (11) an der den Kristallkörper (5, 51, 52) halternden Kristallkörper-Halterung (9) abgerastert werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that optionally predetermined crystal regions of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) by means of an xy manipulator unit ( 11 ) at the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) holding crystal body holder ( 9 ) are scanned. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vergrößerung der Abbildungs-Überlagerung auf der Fläche (71) des Detektors (7) durch eine Abstands-Verstelleinrichtung eine Einstellung des Abstandes (R1) des Detektors (7, 71) relativ zur Mikrofokus-Röntgenröhre (2) durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that to increase the image overlay on the surface ( 71 ) of the detector ( 7 ) by means of a distance adjusting device, an adjustment of the distance (R 1 ) of the detector ( 7 . 71 ) relative to the microfocus X-ray tube ( 2 ) is carried out. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als massive Kristallkörper (5, 51, 52) monokristalline oder grobkristalline Kristallkörper eingesetzt werden.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that as massive crystal body ( 5 . 51 . 52 ) monocrystalline or coarsely crystalline crystal bodies are used. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallkörper (5, 51, 52) eine Mindestdicke (D) im Bereich von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern aufweisen.Process according to claim 6, characterized in that the crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) have a minimum thickness (D) in the range of a few millimeters to a few centimeters. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Durchstrahlung von grobkristallinen, aus Einzelkristallen bestehenden Kristallkörpern (5, 51, 52) die Blende (4) in Kombination mit einer Kristallkörperbewegung mittels der xy-Manipulatoreinheit (11) der Sondierung und Abbildung von Einzelkristallen dient.A method according to claim 6 or 7, characterized in that when irradiated by coarsely crystalline, consisting of single crystals crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) the aperture ( 4 ) in combination with a crystal body movement by means of the xy manipulator unit ( 11 ) of probing and imaging of single crystals. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Beugungskegel (6'') für linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen (32) außerhalb des Kontrastbildes (30) im Randbereich (23) der Aufnahme existieren, wobei die Beugungskegel (6'') ausschließlich die Information der kristallographischen Realstruktur enthalten, im Gegensatz zu den Beugungskegeln (6') im Kontrastbild (30), die die radiographische Schattenabbildung und die kristallographische Realstruktur im registrierfähigen Kontrastbild (30) enthalten, wobei beide Beugungskegelarten (6', 6'') gleichzeitig auf der Detektoraufnahmefläche (71) registriert werden.A method according to claim 1, characterized in that parts of the diffraction cone ( 6 '' ) for linear brake jet interference ( 32 ) outside the contrast image ( 30 ) at the edge ( 23 ) of the recording, the diffraction cones ( 6 '' ) contain exclusively the information of the crystallographic real structure, in contrast to the diffraction cones ( 6 ' ) in the contrast image ( 30 ), the radiographic shadow image and the crystallographic real structure in the registerable contrast image ( 30 ), both diffraction cone types ( 6 ' . 6 '' ) simultaneously on the detector receiving surface ( 71 ). Vorrichtung (1) zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels Röntgenstrahlung (31), wobei die Kristallkörper (5, 51, 52) eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke (D) aufweisen, in einer natürlichen Atmosphäre, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend – eine Mikrofokus-Röntgenröhre (2), die einen direkten Primärröntgenstrahl (31) mit harter Röntgenbremsstrahlung (20) in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV liefert, – eine Kristallkörper-Halterung (9) zur Halterung des zu untersuchenden Kristallkörpers (5, 51, 52), – einen Detektor (7) mit einer Detektoraufnahmefläche (71), die in einem Abstand (R1) vom Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) aus entfernt angeordnet ist, wobei der Kristallkörper (5, 51, 52) zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor (7) zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur (13, 13') des Kristallkörpers (5) durchstrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von registrierfähigen linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen (14, 15, 14', 15', 14'', 15'') auf der Detektoraufnahmefläche (71) unmittelbar hinter dem Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) und dem gehalterten Kristallkörper (5, 51, 52) eine Blende (4) zur Reduktion seitlicher Streustrahlung sowie zur Einstellung einer Strahldivergenz (6) angeordnet ist, wobei die Blende (4) mit einem Lochdurchmesser im Millimeterbereich versehen ist, dass ein Abstand (R2) zwischen dem Kristallkörper (5, 51, 52) und der Detektoraufnahmefläche (71) eingestellt ist, der zumindest das Zwanzigfache der Entfernung (R1–R2) des Kristallkörpers (5, 51, 52) vom Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) beträgt, und dass eine Beschleunigungsspannung (U) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) eingestellt ist, die eine Strahlintensität nach dem Kristallkörper (5, 51, 52) erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls (31) durch die Absorption des Kristallkörpers (5, 51, 52) um mindestens 25% be züglich des zugehörigen Intensitätsmaximums verringert ist, wodurch ein Verhältnis zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität (3) und der Interferenzstrahlintensität eingestellt ist, mit dem ein auf der Detektoraufnahmefläche (71) registrierfähiges Kontrastbild (30) zwischen Interferenzlinien (14, 15, 14, 15', 14'', 15'') und radiographischer Schattenabbildung (13, 13') anzeigbar ist.Contraption ( 1 ) for registration of real structure information in massive crystal bodies by means of X-radiation ( 31 ), whereby the crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) have a minimum thickness (D) dependent on atomic number, in a natural atmosphere, for carrying out a method according to one of claims 1 to 9, comprising - a microfocus X-ray tube ( 2 ) providing a direct primary x-ray ( 31 ) with hard X-ray braking radiation ( 20 ) in an energy range from 50 keV to 450 keV, - a crystal body holder ( 9 ) for holding the crystal body to be examined ( 5 . 51 . 52 ), - a detector ( 7 ) with a detector receiving surface ( 71 ), which at a distance (R 1 ) from the beam exit ( 21 ) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) is removed from, wherein the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) for generating a radiographic shadow image on the detector ( 7 ) for the registration of the macroscopic real structure ( 13 . 13 ' ) of the crystal body ( 5 ) is irradiated, characterized in that for the generation of registerable line-shaped Bremsstrahlinterferenzen ( 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' ) on the detector receiving surface ( 71 ) immediately behind the jet exit ( 21 ) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) and the salient crystal body ( 5 . 51 . 52 ) an aperture ( 4 ) for the reduction of lateral scattered radiation and for setting a beam divergence ( 6 ), wherein the diaphragm ( 4 ) is provided with a hole diameter in the millimeter range, that a distance (R 2 ) between the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) and the detector receiving surface ( 71 ), which is at least twenty times the distance (R 1 -R 2 ) of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) from the jet outlet ( 21 ) of the microfocus X-ray tube ( 2 ), and that an acceleration voltage (U) of the microfocus X-ray tube ( 2 ), which has a beam intensity after the crystal body ( 5 . 51 . 52 ), at which the intensity of the maximum of the primary x-ray beam ( 31 ) by the absorption of the Kristallkör pers ( 5 . 51 . 52 ) is reduced by at least 25% with respect to the associated intensity maximum, whereby a ratio between the residual beam intensity generating the radiographic shadow image ( 3 ) and the interference beam intensity is adjusted, with the one on the detector receiving surface ( 71 ) recordable contrast image ( 30 ) between interference lines ( 14 . 15 . 14 . 15 ' . 14 '' . 15 '' ) and radiographic shadow image ( 13 . 13 ' ) can be displayed. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) aus einem hochabsorbierenden Material besteht.Device according to claim 10, characterized in that the diaphragm ( 4 ) consists of a highly absorbent material. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) eine Bleilochblende ist.Device according to claim 11, characterized in that the diaphragm ( 4 ) is a lead aperture. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bleiblech (8) auf der Rückseite (10) des Detektors (7) zur Abschirmung angeordnet ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that a lead sheet ( 8th ) on the back side ( 10 ) of the detector ( 7 ) is arranged for shielding. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine an die Mikrofokus-Röntgenröhre (2) angeschlossene Steuereinrichtung (17) vorhanden ist, die zur Einstellung der Belichtungszeit (t) zur Durchführung der gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung zu dem registrierfähigen Kontrastbild (30) und zur Einstellung der Beschleunigungsspannung (U) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) dient.Apparatus according to claim 10, characterized in that a to the microfocus X-ray tube ( 2 ) connected control device ( 17 ) for adjusting the exposure time (t) for performing the simultaneous image overlay to the registerable contrast image (16). 30 ) and for adjusting the acceleration voltage (U) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) serves. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallkörper-Halterung (9) für den Kristallkörper (5, 51, 52) wahlweise mit einer xy-Manipulatoreinheit (11) ausgestattet ist, um sämtliche vorgegebene Gebiete des Kristallkörpers (5, 51, 52) in die Registrierung einzube ziehen und/oder Einzelkristallite bei der Untersuchung von grobkristallinen Kristallkörpern zu sondieren.Apparatus according to claim 10, characterized in that the crystal body holder ( 9 ) for the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) optionally with an xy manipulator unit ( 11 ) to all predetermined areas of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) and / or to probe single crystallites in the investigation of coarsely crystalline crystal bodies. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (7, 71) ein Röntgenfilm, ein Festkörperdetektor, eine Bildplatte oder eine Leuchtschirm/CCD-Kameraeinheit ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the detector ( 7 . 71 ) is an X-ray film, a solid-state detector, an optical disk, or a screen / CCD camera unit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung einer Überstrahlung der Bildmitten im kürzesten Abstand (R1) zur Mikrofokus-Röntgenröhre (2) und zugleich im Auftreffpunkt der Primärröntgenstrahl-Restintensität (3) ein Absorptionsfilter in den Strahlengang des Primärröntgenstrahles (31) zwischen der Kristallkörper-Halterung (9) und dem Detektor (7, 71) eingebracht ist.Device according to one of claims 10 to 16, characterized in that to avoid an over-radiation of the image centers at the shortest distance (R 1 ) to the microfocus X-ray tube ( 2 ) and at the same time at the point of impact of the primary X-ray residual intensity ( 3 ) an absorption filter in the beam path of the primary x-ray beam ( 31 ) between the crystal body holder ( 9 ) and the detector ( 7 . 71 ) is introduced. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsfilter ein geometrisch ausgebildeter Körper, vorzugsweise eine Halbkugel oder ein Kugelsegment ist.Device according to claim 17, characterized in that the absorption filter is a geometrically formed body, preferably a hemisphere or a sphere segment. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Absorptionsfilter zugeordnete Filter-Halterungseinrichtung aus einem die genutzte Röntgenstrahlung nur gering absorbierenden Werkstoff, vorzugsweise kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, besteht, so dass die Abbildungs-Überlagerung bei der Aufnahme des registrierfähigen Kontrastbildes (30) nicht gestört wird.Device according to claim 17 or 18, characterized in that a filter holder device associated with the absorption filter consists of a material which only slightly absorbs the used X-ray radiation, preferably carbon fiber-reinforced plastic, so that the image superposition during the recording of the registerable contrast image ( 30 ) is not disturbed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011003408A1 (en) 2009-07-09 2011-01-13 Technische Universität Dresden Method and device for the three-dimensionally spatially resolved, pictorial representation of complete defect information in solid crystal bodies by means of hard x-ray radiation
CN102650700A (en) * 2011-02-28 2012-08-29 核工业西南物理研究院 Real-time optical measuring device of high-temperature plasma effective charge number

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109387531B (en) * 2018-10-31 2022-11-15 宁波英飞迈材料科技有限公司 Diffraction extinction swing curve imaging measurement device and method
US12025553B2 (en) 2019-06-14 2024-07-02 Sms Group Gmbh Device and method for the contactless determination of at least one property of a metal product
CN113702405A (en) * 2021-08-25 2021-11-26 西安奕斯伟材料科技有限公司 Method for detecting defects of silicon wafer

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3439471A1 (en) * 1984-10-27 1986-04-30 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München METHOD AND DEVICE FOR TESTING SINGLE-CRYSTAL OBJECTS
DD242688A1 (en) * 1985-11-12 1987-02-04 Univ Dresden Tech DEVICE FOR PREPARING WIDE-ANGLE REVERSING IES
DE69003270T2 (en) * 1989-02-24 1994-01-13 Turbomeca Bordes Method and device for checking the crystallographic quality of objects with a crystal structure by excitation of Kikuchi pseudo lines in an ambient atmosphere.
WO1998016817A1 (en) * 1996-10-16 1998-04-23 Illinois Institute Of Technology Method for detecting an image of an object
DE69228285T2 (en) * 1991-05-14 1999-09-09 V-Ray Imaging Corp. METHOD TO RECEIVE THE INNER STRUCTURE OF AN OBJECT
US6295335B1 (en) * 1998-12-17 2001-09-25 Societe Nationale d'Etude et de Construction de Moteurs d'Aviation “SNECMA” Radiographic control of an object having a crystal lattice
DE10118573C1 (en) * 2001-04-05 2002-11-21 Univ Dresden Tech Device for fabricating X-ray reflecting images used for investigating single crystals comprises an anode made from a material emitting a characteristic X-ray beam
US20030108152A1 (en) * 2001-12-07 2003-06-12 Bowen David Keith X-ray topographic system
US20040196957A1 (en) * 2001-07-11 2004-10-07 Masami Ando Nondestructive analysis method and nondestructive analysis device and specific object by the method/device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3439471A1 (en) * 1984-10-27 1986-04-30 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München METHOD AND DEVICE FOR TESTING SINGLE-CRYSTAL OBJECTS
DD242688A1 (en) * 1985-11-12 1987-02-04 Univ Dresden Tech DEVICE FOR PREPARING WIDE-ANGLE REVERSING IES
DE69003270T2 (en) * 1989-02-24 1994-01-13 Turbomeca Bordes Method and device for checking the crystallographic quality of objects with a crystal structure by excitation of Kikuchi pseudo lines in an ambient atmosphere.
DE69228285T2 (en) * 1991-05-14 1999-09-09 V-Ray Imaging Corp. METHOD TO RECEIVE THE INNER STRUCTURE OF AN OBJECT
WO1998016817A1 (en) * 1996-10-16 1998-04-23 Illinois Institute Of Technology Method for detecting an image of an object
US6295335B1 (en) * 1998-12-17 2001-09-25 Societe Nationale d'Etude et de Construction de Moteurs d'Aviation “SNECMA” Radiographic control of an object having a crystal lattice
DE10118573C1 (en) * 2001-04-05 2002-11-21 Univ Dresden Tech Device for fabricating X-ray reflecting images used for investigating single crystals comprises an anode made from a material emitting a characteristic X-ray beam
US20040196957A1 (en) * 2001-07-11 2004-10-07 Masami Ando Nondestructive analysis method and nondestructive analysis device and specific object by the method/device
US20030108152A1 (en) * 2001-12-07 2003-06-12 Bowen David Keith X-ray topographic system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011003408A1 (en) 2009-07-09 2011-01-13 Technische Universität Dresden Method and device for the three-dimensionally spatially resolved, pictorial representation of complete defect information in solid crystal bodies by means of hard x-ray radiation
CN102650700A (en) * 2011-02-28 2012-08-29 核工业西南物理研究院 Real-time optical measuring device of high-temperature plasma effective charge number
CN102650700B (en) * 2011-02-28 2014-06-18 核工业西南物理研究院 Real-time optical measuring device of high-temperature plasma effective charge number

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