JP2995298B1 - Deformation measurement method and grid sheet for deformation measurement - Google Patents

Deformation measurement method and grid sheet for deformation measurement

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JP2995298B1
JP2995298B1 JP10375230A JP37523098A JP2995298B1 JP 2995298 B1 JP2995298 B1 JP 2995298B1 JP 10375230 A JP10375230 A JP 10375230A JP 37523098 A JP37523098 A JP 37523098A JP 2995298 B1 JP2995298 B1 JP 2995298B1
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哲 岸本
恵民 謝
紀雄 新谷
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科学技術庁金属材料技術研究所長
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  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

【要約】 【課題】 微小な介在物周辺や切り欠き部のひずみ集中
と切り欠きの存在が材料全体の変形に及ぼす影響につい
て調査できる変形測定法を提供すること。 【解決手段】 試料上に作製したモデルグリッドに粒子
線を2種類以上の線密度で照射し、2次電子発生量の違
いにより2種類以上のモアレ縞を形成させて試料の変形
量を測定することを特徴とする変形測定法、さらに、モ
デルグリッドをプラスチック、ポリマー、ビニール、ゴ
ムあるいは金属のいずれかの薄膜上に作製し、これを試
料や構造物に貼り付けることを特徴とする変形測定用グ
リッドシートを提供する。
An object of the present invention is to provide a deformation measuring method capable of investigating the influence of the concentration of strain around a minute inclusion or a notch and the presence of the notch on the deformation of the entire material. SOLUTION: A model grid fabricated on a sample is irradiated with particle beams at two or more types of line densities, and two or more types of moire fringes are formed depending on a difference in the amount of secondary electrons generated, and the amount of deformation of the sample is measured. Deformation measurement method characterized by forming a model grid on a thin film of plastic, polymer, vinyl, rubber or metal and attaching it to a sample or structure Provide a grid sheet.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、変形測定
法と変形測定用シートに関するものである。さらに詳し
くは、この出願の発明は、常温ばかりでなく高温におけ
る材料の変形量測定や損傷生成過程の解明、さらには構
造物の信頼性のモニター等に有用な変形測定法とこれに
用いる変形測定用シートに関するものである。
The present invention relates to a deformation measuring method and a deformation measuring sheet. More specifically, the invention of this application relates to a deformation measurement method useful for measuring the deformation amount of a material at a high temperature as well as a normal temperature, elucidating a damage generation process, and further monitoring a reliability of a structure, and a deformation measurement used for the method It relates to a sheet for use.

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】材料の損傷は粒界三重点や介
在物周辺の応力集中部に生じることが多く、これら微小
な部分の変形量を測定することが材料損傷生成過程の解
明にとって重要な課題になっている。一方、従来より、
材料の変形量を測定する手法の一つとしてモアレ法が知
られている。このモアレ法は、試料上に規則的な幾何学
的模様(モデルグリッド)を描き、これに他の規則的な
模様(マスターグリッド)を重ね合わせ、重なり合った
部分と重なり合わない部分とで形成される濃淡の縞(モ
アレ縞)より変形量を求めることを特徴としている。
2. Description of the Related Art Material damage often occurs at a stress concentration part around a grain boundary triple point or an inclusion, and it is important to measure the amount of deformation of these minute parts to elucidate the process of material damage generation. Is an important issue. On the other hand,
The moiré method is known as one of the methods for measuring the amount of deformation of a material. In this moiré method, a regular geometric pattern (model grid) is drawn on a sample, and another regular pattern (master grid) is superimposed on the sample. The moire method is formed by overlapping portions and non-overlapping portions. It is characterized in that the amount of deformation is obtained from the light and shade stripes (moire stripes).

【0003】しかしながら、この従来のモアレ法では、
格子作製技術や2つのグリッドを重ね合わせるモアレ縞
作製技術の点において、材料損傷生成過程の観察や解析
を可能にするような、微小領域での不均一な変形の観察
または計測に適用できるほど大きな線密度を有するモア
レ縞は得られないという問題点があった。そこで、これ
らの問題点を解決するために、回折光の干渉を用いるマ
ルチプリケーション法やレーザー光の干渉を利用した微
細なモアレ縞の得られるレーザーモアレ干渉法が開発さ
れ、またテレビカメラの走査線やCCDカメラのピクセ
ルをマスターグリッドとしてモアレ縞を求める手法、さ
らにはモデルグリッドの明暗をフーリエ変換してモアレ
縞を求める手法が開発されている。だが、これらの方法
の場合には、実際には、試料全面を樹脂で覆うため試料
表面の観察が不可能であり、また試料上でレーザー光を
干渉させる複雑な装置や画像処理装置を必要とし、さら
にこれらのモデルグリッドの間隔を光の波長より小さく
することが困難であるという問題があった。
However, in the conventional moire method,
In terms of grating fabrication technology and moire fringe fabrication technology in which two grids are superimposed, it is large enough to be applied to observation or measurement of non-uniform deformation in a small area, which enables observation and analysis of material damage generation process. There is a problem that moire fringes having a linear density cannot be obtained. In order to solve these problems, a multiplication method using interference of diffracted light and a laser moiré interference method capable of obtaining fine moiré fringes using interference of laser light have been developed. And a method of obtaining moiré fringes using pixels of a CCD camera as a master grid, and a method of obtaining moiré fringes by Fourier transforming the brightness of a model grid. However, in the case of these methods, since the entire surface of the sample is covered with resin, observation of the sample surface is impossible, and complicated devices and image processing devices for interfering laser light on the sample are required. Further, there is a problem that it is difficult to make the distance between these model grids smaller than the wavelength of light.

【0004】モアレ法の問題点を解決するためにさらに
開発されたのが電子線モアレ法(特許第187559
7)である。この電子線モアレ法では、モアレ法のマス
ターグリッドとして平行格子状に走査される粒子線を用
い、モデルグリッドとして試料表面に試料とは二次電子
発生量の異なる物質を蒸着して作製したグリッドを用い
ている。粒子線が試料表面に照射された時に発生する二
次電子量の違いが明暗の差を生じモアレ縞を形成するこ
とになる。この手法においては、微小領域の観察ができ
る走査型電子顕微鏡や集束イオンビーム顕微鏡を用いる
ため、観察領域やマスターグリッドの幅(粒子線走査
幅)を自由にコントロールできる利点を持っていた。
An electron beam moiré method (Japanese Patent No. 187559) has been further developed to solve the problem of the moiré method.
7). In this electron beam moiré method, a particle grid that is scanned in a parallel lattice shape is used as a master grid of the moiré method, and a grid made by evaporating a substance having a different amount of secondary electrons from the sample on the sample surface is used as a model grid. Used. The difference in the amount of secondary electrons generated when the particle beam is irradiated on the sample surface causes a difference in brightness and darkness, thereby forming moire fringes. In this method, since a scanning electron microscope or a focused ion beam microscope capable of observing a minute area is used, there is an advantage that the observation area and the width of the master grid (particle beam scanning width) can be freely controlled.

【0005】しかしながら、このような改良にもかかわ
らず、電子線モアレ法の場合でも、モデルグリッドの間
隔を変えることはできず、さらに測定精度はモデルグリ
ッドの間隔を超えることはできず、さらに測定精度はモ
デルグリッド上いかなる場所においても同じであるとい
う問題点があった。このような問題点を解決するために
は、より微細なモデルグリッドを使用すれば良いと考え
られるが、実際には、微細なグリッドを金属材料の変形
測定に適用するのは困難であった。それというのも、金
属材料が変形する場合、ほとんどの金属材料が多結晶で
あるために結晶粒ごとに変形の方向が異なり、結晶粒界
ですべりが生じたり、結晶粒が回転する等の現象が生
じ、これらの現象によって、微細なモデルグリッドだけ
ではモアレ縞による変形量測定が不可能になる場合が多
くなるからであった。例えば、結晶粒界において1μm
の粒界すべりが生ずる場合、1μm幅で2〜3μm間隔
のモデルグリッドであれば何ら問題はないが、0.5μ
m幅で間隔が1μmのモデルグリッドを用いた場合は、
モデルグリッドの間隔とずれの量が一致してしまい、す
べり量の測定が困難になる。これを避けるためにミクロ
ンサイズの幅の広い、間隔の大きいモデルグリッドを使
用したのでは1μm〜数μm程度の介在物周辺の変形の
様子や粒界三重点近傍の変形の様子を測定することは不
可能であるという問題が生じることになる。
However, in spite of such improvements, even in the case of the electron beam moiré method, the distance between the model grids cannot be changed, and the measurement accuracy cannot exceed the distance between the model grids. There is a problem that the accuracy is the same everywhere on the model grid. In order to solve such a problem, it is considered that a finer model grid should be used. However, in practice, it has been difficult to apply the fine grid to deformation measurement of a metal material. This is because when metal materials are deformed, the direction of deformation differs for each crystal grain because most metal materials are polycrystalline, causing phenomena such as slipping at crystal grain boundaries and rotation of crystal grains. This is because these phenomena often make it impossible to measure the amount of deformation due to moiré fringes using only a fine model grid. For example, 1 μm
When a grain boundary slip occurs, there is no problem with a model grid having a width of 1 μm and an interval of 2 to 3 μm.
When using a model grid with m width and 1 μm spacing,
The gap between the model grids and the amount of displacement match, making it difficult to measure the slip amount. In order to avoid this, if a model grid with a wide width of micron size and a large space is used, it is impossible to measure the state of deformation around inclusions of about 1 μm to several μm and the state of deformation near the grain boundary triple point. The problem of being impossible arises.

【0006】そこで、この出願の発明は、以上のような
従来技術の欠点を解消し、微小な介在物周辺や切り欠き
部のひずみ集中と切り欠きの存在が材料全体の変形に及
ぼす影響について的確に高精度で評価することのでき
る、新しい変形測定のための手段を提供することを課題
としている。
Therefore, the invention of this application solves the above-mentioned drawbacks of the prior art, and accurately examines the influence of the concentration of strain around small inclusions or notches and the presence of notches on the deformation of the entire material. It is an object of the present invention to provide a new means for measuring deformation that can be evaluated with high accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この出願は、上記の課題
を解決するものとして、まず第1には、試料表面に、試
料とは二次電子発生量の異なる物質を2種以上の線密度
で配設したモデルグリッドに、粒子線を2種以上の線密
度で照射し、二次電子発生量の違いによる2種以上のモ
アレ縞を形成させて試料の変形量を測定することを特徴
とする変形測定法を提供する。また、この出願は、第2
には、導電性物質で試料表面を構成し、この導電性物質
表面にモデルグリッドを配設して変形量を測定する変形
測定法を、第3には、薄膜上にモデルグリッドを形成
し、次いでモデルグリッドが形成された薄膜を試料表面
に配置して変形量を測定する変形測定法も提供する。そ
してこの出願は、第4には、第1ないし第3のいずれか
の発明の方法のモデルグリッドであって、気相蒸着と、
電子線、光またはX線のリソグラフィー法もしくはレー
ザー干渉法とにより2種以上の線密度で配設されている
ことを特徴とするモデルグリッドを、第5には、試料表
面に配置される薄膜上にモデルグリッドが形成されたグ
リッドシートであって、薄膜が、樹脂、ゴムまたは金
属、もしくはそれらの複合体として構成されていること
を特徴とするグリッドシートを提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present application firstly proposes, on a sample surface, two or more linear densities of substances different in the amount of secondary electrons generated from the sample. It is characterized by irradiating the model grid arranged in the above with particle beams at two or more types of line densities, forming two or more types of moiré fringes due to the difference in the amount of secondary electrons generated, and measuring the deformation amount of the sample. To provide a deformation measurement method. In addition, this application
A method of measuring the amount of deformation by arranging a model grid on the surface of the conductive material, and arranging a model grid on the surface of the conductive material, and forming a model grid on a thin film, Next, a deformation measurement method for measuring the amount of deformation by disposing the thin film on which the model grid is formed on the sample surface is provided. Fourth, the present application relates to a model grid of the method according to any one of the first to third aspects, wherein
Fifthly, a model grid characterized by being disposed at two or more types of line densities by lithography or laser interferometry of electron beam, light or X-ray, on a thin film disposed on the sample surface, , A grid sheet having a model grid formed thereon, wherein the thin film is formed of resin, rubber, metal, or a composite thereof.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】この出願の発明は以上のとおりの
特徴を有するものであるが、以下にその実施の形態につ
いて説明する。まず、この発明の変形量の測定のための
方法では、次の要件を基本としている。 <I>試料表面に、試料とは二次電子発生量の異なる物
質を2種以上の線密度で配設してモデルグリッドを構成
し、<II>このモデルグリッドに粒子線を2種以上の
線密度で照射し、<III>二次電子発生量の違いによ
る2種以上のモアレ縞を形成させて試料の変形量を測定
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention of this application has the features as described above, and the embodiments will be described below. First, the method for measuring the amount of deformation according to the present invention is based on the following requirements. <I> A substance having a different secondary electron generation amount from the sample is arranged on the surface of the sample at two or more linear densities to form a model grid. <II> Two or more kinds of particle beams are formed on the model grid. Irradiation is performed at a linear density, and <III> two or more types of moire fringes are formed due to the difference in the amount of secondary electrons generated, and the amount of deformation of the sample is measured.

【0009】この要件においては、試料は、金属、合
金、鋼等の金属系物質の各種のものであってよく、さら
には表面に導電性をもたせればプラスチック、セラミッ
クス等の任意のものであってよい。また、モデルグリッ
ドを配設する試料表面としては、試料基体そのものの表
面であってもよいし、この基体に、蒸着等により形成さ
れた物質、たとえば導電性物質の蒸着被膜で構成される
表面であってもよく、さらには、貼着等により配置され
たシート、フィルム、箔等の密着性の薄膜によって構成
される表面であってもよい。後者の薄膜の場合には、当
然にも、薄膜は試料基体の表面形状とその変形をそのま
ま反映しているものである。
[0009] In this requirement, the sample may be various kinds of metal-based substances such as metals, alloys, and steels, and furthermore, any material such as plastics and ceramics as long as the surface has conductivity. May be. The sample surface on which the model grid is disposed may be the surface of the sample substrate itself, or a surface formed of a substance formed by vapor deposition or the like, for example, a vapor-deposited film of a conductive substance. It may be a surface composed of an adhesive thin film such as a sheet, a film, or a foil arranged by sticking or the like. In the case of the latter thin film, the thin film naturally reflects the surface shape of the sample substrate and its deformation.

【0010】このような試料表面、すなわち、前記の被
膜や密着性の薄膜をも含めての試料表面には、前記のと
おりの2種以上の線密度でモデルグリッドが配設される
が、この場合のグリッドを構成する物質は、前記試料表
面とは二次電子発生量が異なる物質である。この場合の
2種以上の線密度のモデルグリッドは、各々、異なる種
類の物質であってもよいし、別種の物質であってもよ
い。
On such a sample surface, that is, the sample surface including the above-mentioned coating film and adhesive thin film, a model grid is provided with two or more kinds of linear densities as described above. The material constituting the grid in this case is a material having a different secondary electron generation amount from the sample surface. In this case, the model grids of two or more types of linear densities may be different types of materials or different types of materials.

【0011】このようなモデルグリッドを構成する物質
は、各種の金属、合金等でよく、たとえば貴金属(P
t、Rh、Pd、Au、Ag、Ir)、クロム(C
r)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、タンタ
ル(Ta)、ニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、コバ
ルト(Co)、銅(Cu)等が例示される。モデルグリ
ッド物質は、より適当には耐熱性の高い(融点の高い)
導電性の物質である。
The material constituting such a model grid may be various metals, alloys and the like.
t, Rh, Pd, Au, Ag, Ir), chromium (C
r), zirconium (Zr), titanium (Ti), tantalum (Ta), niobium (Nb), nickel (Ni), cobalt (Co), copper (Cu) and the like. Model grid materials are more suitably heat resistant (high melting point)
It is a conductive substance.

【0012】このような物質によりモデルグリッドを前
記の薄膜上に形成する場合には、薄膜は、各種の樹脂、
すなわち、プラスチック、ポリマー、ビニール、ゴム等
の各種のもの、あるいは金属等の物質からなるものであ
ってよい。薄膜上にモデルグリッドを形成したものは、
この発明の方法においてグリッドシートとして使用され
ることになる。
When a model grid is formed on such a thin film by using such a material, the thin film may be made of various resins,
That is, it may be made of various materials such as plastic, polymer, vinyl and rubber, or a material such as metal. What formed the model grid on the thin film,
It will be used as a grid sheet in the method of the present invention.

【0013】モデルグリッドの形成については、この発
明においては、前記のとおりの、気相蒸着と、電子線、
光またはX線のリソグラフィー法もしくはレーザー干渉
法とにより2種以上の線密度で配設する方法として実施
される。もちろんこれ以外の方法であってもよい。たと
えば以下にこの発明におけるモデルグリッドの作製プロ
セスを例示することができる。
Regarding the formation of the model grid, in the present invention, as described above, vapor deposition, electron beam,
It is carried out as a method of arranging at two or more kinds of line densities by light or X-ray lithography or laser interference. Of course, other methods may be used. For example, a model grid manufacturing process according to the present invention can be exemplified below.

【0014】1)試料を鏡面状態に研磨する。 2)試料に耐熱性のある物質を蒸着する。ただし、この
プロセスは省略してもよい。 3)試料上に電子線レジスト、あるいはフォトレジスト
あるいは、X線レジストを塗布する。
1) The sample is polished to a mirror surface. 2) A substance having heat resistance is deposited on the sample. However, this process may be omitted. 3) Apply an electron beam resist, a photoresist, or an X-ray resist on the sample.

【0015】4)試料上に電子線あるいは干渉させた2
光束のレーザー光を任意の幾何学的模様状に走査する。
あるいは試料上に任意の幾何学的模様状のマスクを置
き、光あるいはX線を照射する。 5)溶剤にて、電子線レジスト、フォトレジスト、X線
レジストの電子線、レーザー、光あるいはX線の照射さ
れた部分のいずれかを取り除く。あるいは照射された部
分を残す。
4) An electron beam or interference caused on the sample 2
The laser beam of the light beam is scanned in an arbitrary geometric pattern.
Alternatively, a mask having an arbitrary geometric pattern is placed on the sample and irradiated with light or X-rays. 5) Using a solvent, remove any one of the electron beam resist, the photoresist, and the portion of the X-ray resist irradiated with the electron beam, laser, light or X-ray. Alternatively, the irradiated portion is left.

【0016】6)試料物質、もしくは前記2)の蒸着物
質と二次電子発生量が異なる物質を蒸着する。 7)溶剤にて、電子線レジスト、フォトレジストあるい
はX線レジストのいずれかを取り去り、第1のモデルグ
リッドを完成する。 8)さらに微細なモデルグリッドを作製する位置を定
め、3)〜6)のプロセスを繰り返す。
6) A sample material or a material having a different secondary electron generation amount from the vapor deposition material of the above 2) is vapor deposited. 7) Remove any one of the electron beam resist, the photoresist and the X-ray resist with a solvent to complete the first model grid. 8) A position for producing a finer model grid is determined, and the processes of 3) to 6) are repeated.

【0017】9)電子線レジスト、フォトレジストある
いはX線レジストのいずれかを溶剤にて取り除き、複合
モデルグリッドを完成する。一般的には、グリッドの線
密度は、 (A)線間隔が5〜15μm (B)線間隔が0.5〜1.5μm の少くとも2種のものとして構成することが考慮され
る。グリッドの線幅および厚みについても特に限定はな
いが、この発明の変形量の測定の目的対象から考える
と、一般的には、線幅は、0.1〜3μm、厚みは0.
1〜1μmが適当である。
9) Either the electron beam resist, the photoresist or the X-ray resist is removed with a solvent to complete a composite model grid. In general, it is considered that the grid has a line density of (A) a line spacing of 5 to 15 μm and (B) a line spacing of 0.5 to 1.5 μm. The line width and thickness of the grid are not particularly limited. However, considering the object of measurement of the amount of deformation according to the present invention, generally, the line width is 0.1 to 3 μm, and the thickness is 0.1 μm.
1 to 1 μm is appropriate.

【0018】なお、試料表面にあらかじめ蒸着等により
被膜を形成する場合には、その厚みは一般的には0.1
〜1μmが適当であり、また前記グリッドシートとして
薄膜を用いる場合には、この薄膜の厚みは、0.5〜3
μmが適当である。また、蒸着被膜を形成する場合、こ
のものを導電性、そして耐熱性とするのが好ましい理由
は、粒子線照射に伴う帯電と高温使用中の酸化を避ける
ためである。同様にグリッドを構成する物質が耐熱性で
あることが好ましい理由も、高温使用中の酸化や拡散に
よる凝集を避けるためである。
When a film is previously formed on the surface of the sample by vapor deposition or the like, the thickness is generally 0.1%.
To 1 μm, and when a thin film is used as the grid sheet, the thickness of the thin film is 0.5 to 3 μm.
μm is appropriate. Further, in the case of forming a vapor-deposited film, it is preferable to make the film conductive and heat-resistant in order to avoid electrification accompanying particle beam irradiation and oxidation during high-temperature use. Similarly, the reason why the material constituting the grid is preferably heat-resistant is to avoid aggregation due to oxidation and diffusion during use at high temperatures.

【0019】以上のようなモデルグリッド等を利用して
のこの発明の変形測定法においては、モデルグリッドに
粒子線を照射する二次電子発生量の違いにより、それぞ
れの線密度の異なるモアレ縞がコントラストの異なる
(明るさの異なる)モアレ縞として現れる。このモアレ
縞の間隔や角度およびずれを測定することにより変形量
を求めることができる。
In the deformation measuring method of the present invention using the above-described model grid or the like, Moire fringes having different line densities are generated due to the difference in the amount of secondary electrons generated by irradiating the model grid with particle beams. It appears as moire fringes with different contrasts (different brightness). The amount of deformation can be determined by measuring the interval, angle and displacement of the moire fringes.

【0020】粒子線は、電子をはじめ、各種イオンであ
ってよい。この発明は、上記の通りの構成によって、微
小領域での変形量計測が可能な電子線モアレ法をさらに
発展させ、複合モデルグリッドを用いることにより、全
体的な変形量および微細な部分の変形量計測を可能にす
る。例えば、切り欠き部先端部のひずみの集中と切り欠
きの存在が材料全体の変形に及ぼす影響について調査で
きる。また、試料に蒸着する物質によっては(高融点の
物質の場合)高温において拡散や酸化によるモデルグリ
ッドの劣化の少ないモデルグリッドを作製することがで
きる。
The particle beam may be various ions including electrons. The present invention further develops the electron beam moiré method capable of measuring the amount of deformation in a minute area by the above-described configuration, and uses a composite model grid to provide an overall amount of deformation and an amount of deformation of a minute portion. Enable measurement. For example, the influence of the concentration of strain at the notch tip and the presence of the notch on the deformation of the entire material can be investigated. In addition, depending on the substance to be deposited on the sample (in the case of a substance having a high melting point), a model grid in which deterioration of the model grid due to diffusion or oxidation at a high temperature is small can be manufactured.

【0021】この発明により、亀裂先端のひずみの様子
と亀裂生成による構造物全体の影響とを同時に測定する
ことが可能であり、航空機等の安全設計に必要な情報を
得ることができる。そこで、以下の実施例に沿って詳し
く説明する。もちろんこの発明は以下の例によって限定
されるものではない。
According to the present invention, it is possible to simultaneously measure the state of the strain at the crack tip and the effect of the crack generation on the entire structure, and obtain information necessary for safety design of an aircraft or the like. Therefore, a detailed description will be given according to the following embodiments. Of course, the present invention is not limited by the following examples.

【0022】[0022]

【実施例】実施例1 304ステンレス鋼上にZrを蒸着した後、試料上に電
子線レジストを塗布する。試料上に電子線を10μm間
隔で走査し、溶剤にて電子線レジストの照射された部分
を取り除き、Ptを蒸着し、溶剤にて電子線レジスト1
0μm間隔のPtのモデルグリッドが完成する。このモ
デルグリッド上でさらに微細なモデルグリッドを作製す
る位置を定め、試料上に電子線レジストを塗布する。電
子線を1μm間隔で走査し、溶剤にて電子線レジストの
照射された部分を取り除き、Ptを蒸着し、溶剤にて電
子線レジストを取り除くと1μm間隔のPtのモデルグ
リッドが完成する。
EXAMPLE 1 After depositing Zr on 304 stainless steel, an electron beam resist is applied on the sample. The sample was scanned with an electron beam at intervals of 10 μm, the irradiated portion of the electron beam resist was removed with a solvent, Pt was evaporated, and the electron beam resist 1 was evaporated with a solvent.
A model grid of Pt at intervals of 0 μm is completed. A position where a finer model grid is produced is determined on the model grid, and an electron beam resist is applied on the sample. An electron beam is scanned at an interval of 1 μm, the irradiated portion of the electron beam resist is removed with a solvent, Pt is deposited, and the electron beam resist is removed with a solvent, thereby completing a Pt model grid at an interval of 1 μm.

【0023】添付した図面の図1は、304ステンレス
上にZrを蒸着し、Ptを蒸着して作製した間隔10μ
mと1μmの複合モデルグリッドの走査型電子顕微鏡写
真である。次に、図1に示したこの場合モデルグリッド
の広領域に、粗いモデルグリッドに対して電子線を9μ
m間隔で1度傾けて走査した。その結果を図2に示し
た。
FIG. 1 of the accompanying drawings shows that Zr is deposited on 304 stainless steel and Pt is deposited on the stainless steel to form a gap of 10 μm.
3 is a scanning electron micrograph of a composite model grid of m and 1 μm. Next, an electron beam of 9 μm was applied to the coarse model grid in a wide area of the model grid shown in FIG.
Scanning was performed at an interval of m with a tilt of 1 degree. The result is shown in FIG.

【0024】添付した図面の図2は、図1の複合モデル
グリッドの広領域に1度傾けた電子線を9μm間隔で照
射したときに観察された電子線モアレ縞の走査型電子顕
微鏡写真である。さらに、この複合モデルグリッドの中
央部の微細なモデルグリッドのある領域に電子線を0.
9μm間隔で照射した。その結果を図3に示した。
FIG. 2 of the accompanying drawings is a scanning electron micrograph of electron beam moiré fringes observed when a wide area of the composite model grid of FIG. 1 is irradiated with an electron beam inclined at 1 degree at intervals of 9 μm. . Further, an electron beam is applied to an area where a fine model grid is located at the center of the composite model grid.
Irradiation was performed at 9 μm intervals. The result is shown in FIG.

【0025】添付した図面の図3は、この複合モデルグ
リッドの中央部の微細なモデルグリッドのある領域に電
子線を0.9μm間隔で照射したときに観察される電子
線モアレ縞の走査型電子顕微鏡写真である。実施例2 304ステンレス鋼上にCrを蒸着した後、試料上に電
子線レジストを塗布する。試料上に電子線を10μm間
隔で走査し、溶剤にて電子線レジストの照射された部分
を取り除き、Zrを蒸着し、溶剤にて電子線レジストを
取り除くと10μm間隔のZrのモデルグリッドが完成
する。このモデルグリッド上でさらに微細なモデルグリ
ッドを作製する位置を定め、試料上に電子線レジストを
塗布する。電子線を1μm間隔で走査し、溶剤にて電子
線レジストの照射された部分を取り除き、Ptを蒸着
し、溶剤にて電子線レジストを取り除くと1μm間隔の
Ptのモデルグリッドが完成する。
FIG. 3 of the attached drawings shows a scanning type electron beam moire fringe observed when an area of a fine model grid at the center of the composite model grid is irradiated with electron beams at 0.9 μm intervals. It is a microscope picture. Example 2 After depositing Cr on 304 stainless steel, an electron beam resist is applied on the sample. The sample is scanned with an electron beam at intervals of 10 μm, the irradiated portion of the electron beam resist is removed with a solvent, Zr is vapor-deposited, and the electron beam resist is removed with a solvent, thereby completing a Zr model grid at a 10 μm interval. . A position where a finer model grid is produced is determined on the model grid, and an electron beam resist is applied on the sample. An electron beam is scanned at an interval of 1 μm, the irradiated portion of the electron beam resist is removed with a solvent, Pt is deposited, and the electron beam resist is removed with a solvent, thereby completing a Pt model grid at an interval of 1 μm.

【0026】添付した図面の図4は、304ステンレス
上にCrを蒸着し、Zrを蒸着して間隔10μmのモデ
ルグリッドを作製した後、白金を蒸着した1μmのモデ
ルグリッドの複合モデルグリッドの模式図である。図4
に示したモデルグリッド全体に9μm間隔の電子線を走
査すると99μm間隔のやや明るいモアレ縞が観察され
た。さらに、Ptの細かいモデルグリッドのある部分に
電子線を0.9μm間隔で走査すると9.9μm間隔の
最も明るいモアレ縞が観察された。実施例3 304ステンレス鋼上にZrを蒸着した後、試料上に電
子線レジストを塗布する。試料上に電子線を10μm間
隔で走査し、溶剤にて電子線レジストの照射された部分
を取り除き、Crを蒸着し、溶剤にて電子線レジストを
取り除くと10μm間隔のCrのモデルグリッドが完成
する。このモデルグリッド上でさらに微細なモデルグリ
ッドを作製する位置を定め、試料上に電子線レジストを
塗布する。電子線を1μm間隔で走査し、溶剤にて電子
線レジストの照射された部分を取り除き、Ptを蒸着
し、溶剤にて電子線レジストを取り除くと1μm間隔の
Ptのモデルグリッドが完成する。
FIG. 4 of the accompanying drawings is a schematic view of a composite model grid of a 1 μm model grid in which Cr is deposited on 304 stainless steel, Zr is deposited to form a model grid with a spacing of 10 μm, and then platinum is deposited. It is. FIG.
When a 9 μm-spaced electron beam was scanned over the entire model grid shown in FIG. 5, slightly bright moire fringes at a 99 μm-space were observed. Further, when an electron beam was scanned at an interval of 0.9 μm over a certain portion of the model grid with fine Pt, brightest moire fringes at an interval of 9.9 μm were observed. Example 3 After depositing Zr on 304 stainless steel, an electron beam resist is applied on the sample. The sample is scanned with an electron beam at intervals of 10 μm, the irradiated portion of the electron beam resist is removed with a solvent, Cr is deposited, and the electron beam resist is removed with a solvent, and a model grid of Cr at intervals of 10 μm is completed. . A position where a finer model grid is produced is determined on the model grid, and an electron beam resist is applied on the sample. An electron beam is scanned at an interval of 1 μm, the irradiated portion of the electron beam resist is removed with a solvent, Pt is deposited, and the electron beam resist is removed with a solvent, thereby completing a Pt model grid at an interval of 1 μm.

【0027】添付した図面の図5は、304ステンレス
上にZrを蒸着し、Crを蒸着して間隔10μmのモデ
ルグリッドを作製した後、白金を蒸着した1μmのモデ
ルグリッドの複合モデルグリッドの模式図である。図5
に示したモデルグリッド全体に9μm間隔の電子線を走
査すると、99μm間隔の暗いモアレ縞が観察された。
さらに、Ptの細かいモデルグリッドのある部分に電子
線を0.9μm間隔で走査すると9.9μm間隔の明る
いモアレ縞が観察された。
FIG. 5 of the accompanying drawings is a schematic diagram of a composite model grid of a 1 μm model grid in which Zr is deposited on 304 stainless steel, a Cr is deposited to form a model grid with a spacing of 10 μm, and then platinum is deposited. It is. FIG.
When an electron beam at 9 μm intervals was scanned over the entire model grid shown in FIG. 7, dark moire fringes at 99 μm intervals were observed.
Further, when an electron beam was scanned at an interval of 0.9 μm over a portion of the model grid with fine Pt, bright moire fringes at an interval of 9.9 μm were observed.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
よって、微小な介在物周辺や切り欠き部先端部のひずみ
の集中と介在物や切り欠きの存在が材料全体の変形に及
ぼす影響について調査でき、これにより、介在物周辺や
亀裂先端のひずみの様子と亀裂生成による構造物全体の
影響とを同時に測定する方法が提供される。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to investigate the concentration of strain around small inclusions and the tip of a notch, and the effect of inclusions and notches on the deformation of the entire material. This provides a method for simultaneously measuring the state of strain around the inclusion or the tip of the crack and the effect of the crack on the entire structure.

【0029】これにより、車両や航空機等の安全設計に
必要な情報を容易に得ることができるため、高速輸送車
両や航空機の軽量化が促進され、また安全性が向上する
ため、経済的効果は大きいと考えられる。
As a result, it is possible to easily obtain information necessary for the safety design of a vehicle or an aircraft, thereby facilitating the reduction of the weight of a high-speed transportation vehicle or an aircraft, and to improve safety. Considered large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】304ステンレス上にZrを蒸着し、Ptを蒸
着して作製した間隔10μmと1μmの複合モデルグリ
ッドの走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 1 is a scanning electron micrograph of a composite model grid with a spacing of 10 μm and 1 μm produced by depositing Zr on Pt 304 and depositing Pt.

【図2】図1の複合モデルグリッドの広領域に1度傾け
た電子線を9μm間隔で照射したときに観察された電子
線モアレ縞の走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 2 is a scanning electron micrograph of electron beam moiré fringes observed when a large area of the composite model grid of FIG. 1 is irradiated at an interval of 9 μm with an electron beam inclined at one degree.

【図3】この複合モデルグリッドの中央部の微細なモデ
ルグリッドのある領域に電子線を0.9μm間隔で照射
したときに観察される電子線モアレ縞の走査型電子顕微
鏡写真である。
FIG. 3 is a scanning electron micrograph of electron beam moiré fringes observed when an electron beam is irradiated at an interval of 0.9 μm onto a region of a fine model grid at the center of the composite model grid.

【図4】304ステンレス上にCrを蒸着し、Zrを蒸
着して間隔10μmのモデルグリッドを作製した後、白
金を蒸着した1μmのモデルグリッドの複合モデルグリ
ッドの模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a composite model grid of a 1 μm model grid in which Cr is deposited on 304 stainless steel, Zr is deposited to form a model grid with an interval of 10 μm, and then platinum is deposited.

【図5】304ステンレス上にZrを蒸着し、Crを蒸
着して間隔10μmのモデルグリッドを作製した後、白
金を蒸着した1μmのモデルグリッドの複合モデルグリ
ッドの模式図である。
FIG. 5 is a schematic view of a composite model grid of a 1 μm model grid in which Zr is vapor-deposited on 304 stainless steel, a Cr is vapor-deposited to produce a model grid with a spacing of 10 μm, and platinum is vapor-deposited.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 15/00 - 15/08 G01N 23/00 - 23/227 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01B 15/00-15/08 G01N 23/00-23/227

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 試料表面に、試料とは二次電子発生量の
異なる物質を2種以上の線密度で配設したモデルグリッ
ドに、粒子線を2種以上の線密度で照射し、二次電子発
生量の違いによる2種以上のモアレ縞を形成させて試料
の変形量を測定することを特徴とする変形測定法。
1. A method of irradiating a particle grid with two or more linear densities to a model grid in which a substance having a different secondary electron generation amount from a specimen is arranged at two or more linear densities on the surface of the specimen. A deformation measurement method characterized in that two or more types of moire fringes due to differences in the amount of generated electrons are formed and the amount of deformation of the sample is measured.
【請求項2】 導電性物質で試料表面を構成し、この導
電性物質表面にモデルグリッドを配設して変形量を測定
する請求項1の変形測定法。
2. The deformation measuring method according to claim 1, wherein the surface of the sample is formed of a conductive material, and a model grid is disposed on the surface of the conductive material to measure a deformation amount.
【請求項3】 薄膜上にモデルグリッドを形成し、次い
でモデルグリッドが形成された薄膜を試料表面に配置し
て変形量を測定する請求項1の変形測定法。
3. The deformation measuring method according to claim 1, wherein a model grid is formed on the thin film, and then the thin film on which the model grid is formed is arranged on a sample surface to measure a deformation amount.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかの方法のモ
デルグリッドであって、気相蒸着と、電子線、光または
X線のリソグラフィー法もしくはレーザー干渉法とによ
り2種以上の線密度で配設されていることを特徴とする
モデルグリッド。
4. A model grid according to claim 1, wherein the model grid is formed by vapor deposition and lithography or laser interferometry of an electron beam, light or X-ray at two or more types of line densities. A model grid, which is provided.
【請求項5】 試料表面に配置される薄膜上に請求項4
のモデルグリッドが形成されたグリッドシートであっ
て、薄膜が、樹脂、ゴムまたは金属、もしくはそれらの
複合体として構成されていることを特徴とするグリッド
シート。
5. The method according to claim 4, wherein the thin film is disposed on a sample surface.
Wherein the thin film is formed of resin, rubber, metal, or a composite thereof.
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JP4985280B2 (en) * 2007-09-27 2012-07-25 住友電気工業株式会社 Diffraction grating shape evaluation method
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