JPH04318433A - ラジオグラフ応力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線ビームを集中させ
る多結晶材料から成る鏡と、Ｘ線源と、上記の多結晶材
料の試料と、測定器とをすべて焦点円板上に配置して具
え、Ｘ線ビームにより物体の応力を測定するラジオグラ
フ応力測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】固体内の応力によって、その固体の膨張
を生ずる。即ち、結晶質の物質においては、この物質に
作用する力の方向が、それに垂直な方向に変化した時、
原子層間の間隔が変化する。Ｘ線ビームによる応力測定
は、ｎλ＝２ｄｓｉｎθで表されるブラッグ（Ｂｒａｇ
ｇ）の法則に基づいている。ここで、λは使用するＸ線
の波長である（通常、固有の銅線及び鉄線の場合、λの
値はそれぞれ０．１５４ｎｍ及び０．１９４ｎｍである
）。試験する結晶質の物質内の原子層間の間隔をｄで示
し、回折角又は反射角をθで示す。反射の回数１，２，
．．．をｎで示し、１に等しいものと仮定する。この式
は、物質の結晶面におけるＸ線の干渉に基づいている。 原子層とその間隔は、不連続であるから、所定の波長に
ついて予想される回折角θも不連続である。また結晶は
三次元的であるから、予想される回折現象も三次元的で
あり不連続である。

【０００３】反射に関し、２個の極端な場合がある。単
結晶を、単色Ｘ線ビーム内に置いた時、ブラッグの式を
満たす回折角θだけ、単結晶を回転することによって、
第１の反射が起きる。入射Ｘ線ビーム、発生Ｘ線ビーム
の角度φ＝１８０°−２θは、反射原子層に対する接線
により、２等分される。この場合、単結晶の外観は、重
要でない。

【０００４】理想的な多結晶物質は、それぞれの空間の
方向に配列された微結晶が同様に豊富である。従って、
単色Ｘ線ビームでも、回折条件を満たすいくらかの微結
晶に常に遭遇する。反射を起こす結晶層は、入射Ｘ線ビ
ームの周りに回転対称に分布しており、Ｘ線ビームの周
りの円錐に沿って２φの円錐角度で、あらゆる方向に反
射が起きる。この円錐をデバイコーン（Ｄｅｂｙｅ　　
ｃｏｎｅ）と称する。従って、このような物質即ち試料
に対し、いかなる入射角であろうとも、理論的に考えら
れる反射が発生する。いわゆる粉末パターンと称するも
のである。

【０００５】これ等の極端な場合の間に中間的な場合も
あり、試料の表面に対し微結晶の１個又はそれ以上の結
晶学問的方向にビームが発生することが多い。いわゆる
テキスチャーパターンである。これ等のケースには、圧
延又は絞りを行ったシート状金属又は線材、及び応力測
定が絶対に必要な２個の材料グループである蒸着又はス
パッタリングを施した薄い層が含まれる。基材上の熱膨
張係数が異なる薄い層、又は圧延若しくは絞ったシート
材料については、応力が表面に平行に指向し、表面に垂
直な方向に作用する力はないものと仮定する。

【０００６】Ｘ線反射ビームの発生は、一次Ｘ線ビーム
に対する相対的な微結晶の位置に厳密に相関しているか
ら、微結晶の応力は、Ｘ線回折露出によって、層内の微
結晶の位置の関数として決定することができる。この目
的のため、適切なＸ線反射ビームのピーク位置は、試料
の表面に対する一次Ｘ線ビームの異なる入射角について
決定される。弾性的に関する常数が解っていれば、相対
的な原子層の変化の増大と、式△ｄＹ　／ｄ０　＝｛（
１＋ν）／Ｅ｝σｓｉｎ２　Ψによる傾斜角Ψのサイン
の二乗の関数とから応力σを決定することができる。こ
こで、Ψは入射角又は原子層の法線に対し垂直な表面の
傾斜角であり、ｄ０　は応力を受けていない材料の原子
層間の間隔であり、△ｄΨはΨの方向の応力に起因する
ｄの変化である。σは応力であり、Ｅはヤング率即ち弾
性係数であり、νはポアソン比である。△ｄΨ／ｄは式
△ｄΨ／ｄ０　＝−ｃｔｇθ０　△θによる反射角θ０
　のシフト量△θから決定される。

【０００７】通常、例えば「Ｘ線回折法」Ｈ．Ｐ．Ｋｌ
ｕｇ，Ｌ．Ｅ．Ａｌｅｘａｎｄｅｒ，第２版、Ｊｏｈｎ
　　Ｗｉｌｅｙ　　ａｎｄ　　Ｓｏｎｓ，７５５頁等に
記載されているように、従来の回折計によって、△θを
決定する。ここで、中心角の関数として計数器がＸ線の
強さを計数する円周上の測定円の中心に試料を配置する
（Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ法）。このようにして
、Ｘ線を常に計数器の計数盤に垂直に入射させる。しか
し、１個の所定のセッテングのみについて、即ち試料面
に対し一次Ｘ線ビームと回折Ｘ線ビームとが対称である
場合に、最小のバックグラウンドで明確な最大値が得ら
れる焦点条件が満足される。それ以外のすべての場合に
、反射ビームは、デフォーカスされる。即ち、それは非
常に広く、バックグラウンドと非常に区別し難い。この
ようにして、数日に達する長い測定期間が必要になり、
ピーク位置には多くの不明確なものを含むようになる。

【０００８】ＤＥ−ＡＳ１２４５１６４号には、回折ゴ
ニオメータ、特にＸ線ゴニオメータを開示しており、こ
の装置では、補助装置によって、計数器をシフトさせ、
計数スリットを常に焦点円に沿って動かすとともに、計
数器が試料を標的にするようにしている。この先行技術
としての回折ゴニオメータは、照射される表面が、試料
の位置と傾斜角とによって変化し、試験される試料の容
積も変化してしまう欠点がある。２個の材料の間の移行
点の狭い帯域、例えば溶接継手は、この方法では試験す
ることができない。また、応力の測定には、０．０１°
以上の精度が必要である。しかし、この既知の回折ゴニ
オメータは、複雑な機械的構造を有し、高い機械的安定
性を得ることに適しておらず、厳密な精度要求を満たす
のが困難である。

【０００９】Ｗ．Ｗａｌｌａｃｅ　　ａｎｄ　　Ｄ．Ｔ
ｅｒａｄａ著、「冷間圧延α黄銅の表面残留応力のＸ線
測定」Ｖｏｌ．１４，Ｐｌｅｎｕｍ　　Ｐｒｅｓｓ，Ｎ
ｅｗ　　Ｙｏｒｋ，１９７１、３８９頁、特に３９３頁
に記載されているように、変更を加えたブラッグブレン
タノ（Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ）回折計は既知で
あり、この回折計では、試料のそれぞれの傾斜毎に測定
スリットを焦点の位置に動かしている。測定は焦点円に
沿って行われないが、試料の周りの円の扇形に沿って行
われる（Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏの構成に相当す
る）。

【００１０】この既知の装置は、検出部の照射区域も変
化するし、更に角Ψ＝０の場合を除き、測定は焦点円に
沿って行われず、傾斜に応じて多少とも横方向に行われ
る。従って、計数器を正確に調整するためには、真に広
がっていない反射ビームを得るためには、最大値の位置
を予め知る必要がある。更に、特定の設定のための計数
器の調整が複雑であり、従って日常作業には適さない欠
点がある。ピーク値に対する測定精度は、通常のＢｒａ
ｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ回折計の測定精度に相当し、従
って、信頼性ある測定は、その用途が限られる欠点があ
る。特に重要なのは、一次ビームに対し検出部の傾斜が
定まっている場合、計数器を大きく動かさなければなら
ず、そのため計数器の支持体が曲がり、誤差を生ずるこ
とである。

【００１１】ＥＰ−Ｂ１−０１１８９３２号により、若
干の回折法による測定、特に応力の測定を行うことがで
きる分析装置は既知である。この場合、各位置において
同一幅で試料を照射し、計数器を常に焦点円上に位置さ
せている。補助装置により、計数器を、検出部の方向に
配設させる。試料空間が比較的小さいため、この装置は
、大きくて厚い試料には全く適していない。また、この
装置は、Ｘ線モノクロメターと組み合わせて、初めて使
用できるにすぎない。これがため、一方では、ピーク値
対バックグラウンド比が大きくなり、他方ではＸ線の強
さが弱くなり、長い露出時間が必要になる欠点がある。 この装置は研究用には適しているが、日常作業にはあま
り適していない。

【００１２】以上の３個の既知の装置は、計数器を利用
して、測定スリットに沿い、Ｘ線反射ビームの強さを積
算しており、従って微結晶の大きさに関する情報が失わ
れる欠点がある。また、測定中、角度範囲をカバーする
ため計数器を動かすが、試料も回転するため、Ｘ線ビー
ムに対する傾斜角Ψが、悪影響を受けて変化してしまう
。

【００１３】更に、ＤＥ−ＯＳ３８３９９９０Ａ１号に
より、局部的な応力分布を、Ｘ線により映像化し測定す
る装置は既知である。この装置では、比較的大きな加工
片を移動可能な装置に配置し、最終的に一次Ｘ線ビーム
をこの加工片に照射する。試料の照射された区域により
回折された特性Ｘ線から、応力測定に適するＸ線反射ビ
ームを選択し、回転によって、関連する回折方向に、Ｘ
線検出器を調整している。Ｘ線検出器の前に、赤道サブ
ビームのみを透過させるソラーダイアフラム（Ｓｏｌｌ
ｅｒ　　ｄｉａｐｈｒａｇｍ）を配置し、試料区域の実
際に不明確な回折像を、明瞭に簡単化し、従って、次に
計数化した後、結果の評価を行えるようにしている。こ
の装置では、不明確な回折像のため、測定期間が長くな
る欠点がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、日常
的に行われる試験に対しても、簡単で丈夫な構造を有し
、数時間にも達する露出時間でも正確な測定結果を得る
ことができるラジオグラフ応力測定装置を得るにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
、本発明ラジオグラフ応力測定装置は、Ｘ線ビームを集
中させる多結晶材料から成る鏡と、Ｘ線源と、前記材料
の試料と、測定器とをすべて焦点円上に配置して具えた
ラジオグラフ応力測定装置において、平坦な基板と、案
内レールと、この案内レールの一端の第１枢着点の周り
に平面内で回動できる第１レバーと、第２枢着点で前記
第１レバーに均等に枢着した第２レバーと第３レバーと
を具え、前記第２レバーの枢着端でない他端に前記試料
を支持するとともに前記第３レバーの枢着端でない他端
に前記測定器を支持するよう構成し、前記第３レバーを
所定の角度で前記第１レバーに剛固に連結できるよう構
成し、前記案内レールに平行に延在し前記枢着点の上方
に焦点を結ぶＸ線ビームの前記試料への入射角Ψが変化
して前記測定器上の反射ビームの位置が測定結果を示す
ように前記第２レバーを前記案内レールに沿って摺動で
きるよう構成したことを特徴とする。

【００１６】露出時間が短くても、シャープで、高い精
度の測定可能な反射ビームを得なければならないと言う
要求は、Ｘ線回折用の焦点カメラを発達させることとな
った（Ｈ．Ｓｅｅｍａｎｎ，Ａｎｎ．Ｆｙｓｉｋ，５９
，４５５（１９１９）　　ａｎｄ　　Ｈ．Ｂｏｈｌｉｅ
ｎ，Ａｎｎ，Ｆｙｓｉｋ，６１，４２１（１９２０））
。

【００１７】Ｓｅｅｍａｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎカメラの方
法は、一次焦点を通る焦点円の円周に、試料とフィルム
とを配置する。一次焦点のために、焦点円に垂直な、即
ち焦点円の円表面に平行なシャープな線焦点を使用し、
この焦点から扇状のＸ線ビームを試料に向け放射する。 この扇状のＸ線ビームの円錐角は、広がるが、その角度
は、試料の大きさによって決定され、数度である。焦点
円の横方向、即ち焦点円から遠ざかる方向のＸ線の円錐
角を、横発散と称し、いわゆるソラーダイアフラムと称
する平行スリットによって制限する。フィルムの解像度
によって角２φを画成するから、この露出技術は高い解
像度を有する。応力の測定に関しては、このＳｅｅｍａ
ｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎ技術は、高い解像度と、シャープな
反射ビームと、大きな回折角及び強い反射ビームを容易
に得られることだけでなく、焦点円の接線に対し非常に
多くの角度でＸ線ビームを入射させることができるため
興味深い技術である。このようなことは、従来利用され
たことがなかった。

【００１８】焦点円の固定点、即ち一次焦点を適切に理
解するため、映像焦点及び回折角の頂点を、再び考える
。これ等３個の量の内、Ｘ線管内の一次焦点を、通常の
状況での空間内に固定する。このことは、焦点円上の映
像焦点の位置を変えることなく、本発明により、試料と
、映像焦点とともに、全体の焦点円を一次焦点の周りに
回転できることを意味する。しかし、この回転中、焦点
円は、一次ビームを通り、非常に種々の異なる角度で、
このビームに交差する。このようにして、試料への入射
角を、可能な範囲内で変えることができるので、このこ
とは、本発明による決定的なポイントである。

【００１９】既に説明したように、本発明によれば、Ｘ
線源、試料及び測定器を焦点円上に位置させる。この時
、反射ビームの角度解像度は非常に高い。焦点円上での
４度は、回折角即ち反射角θの１度に相当する。応力測
定は、後方散乱のみを利用している。

【００２０】本発明の応力測定装置の場合、完全カメラ
即ち焦点円が必須であるカメラを、第１枢着点の位置に
対応する一次Ｘ線ビームの焦点の周りに不連続に回動さ
せることが必須のことである。また、次に、試料が常に
一次Ｘ線ビーム内に留まり、正確に焦点円上にあるよう
に、試料を移動させる。記録ユニット、例えば測定器上
のフィルムを、剛固に測定装置に連結し、このフィルム
を焦点の周りに回転する。この回転中、試料の表面に入
射するＸ線ビームの入射角Ψを変化させ、試料のグリッ
ド常数ｄを、入射角Ψの関数として決定することができ
る。対称な場合、即ち入射角が射出角に等しい場合には
、このグリッド常数ｄを、試料の表面に垂直に、即ちｄ
０　として決定することができる。関連する回折角θＯ
の反射の位置は、キャリブレーションのために役立ち、
記録ユニット、即ち測定器の基準点として役立つ。

【００２１】本発明の特殊な実施例では、Ｘ線源、即ち
一次Ｘ線ビームの焦点を、ほぼ５〜１５ｍｍの長さを有
する線とすることができる。この焦点は、できるだけシ
ャープである必要があり、即ち線は狭く、好ましくは０
．１ｍｍ以下である必要がある。焦点円即ち基板に垂直
な方向に、Ｘ線ビームの広がりを、好ましくは４度以下
にすべきである。

【００２２】例えば、非ビームＸ線のためのスリットダ
イアフラムを焦点円上に配置することができる。焦点円
内又は外側に、ソラーダイアフラムによって、横発散を
制限することができる。Ｘ線管のために、できるだけ高
い負荷能力がある広い焦点のＸ線管を使用することがで
きる。このような装置は、構成し、調整するのが最も容
易である。

【００２３】本発明の好適な実施例では、Ｘ線管の陽極
上の電子ビーム焦点を、焦点線として使用することがで
きる。ほぼ０．８ｍｍの焦点幅を有する微焦点Ｘ線管は
、この場合に非常に適している。例えば６度以下の観察
角に見込みで減少させることによって必要な焦点のシャ
ープさを達成することができる。横発散を、例えばソラ
ーダイアフラムによって制限する。このように構成する
ことによって、高い強度が得られる。

【００２４】更に、Ｘ線モノクロメータの焦点を、焦点
として使用することができる。微細な一次ビーム焦点と
、高品質の多結晶とにより、適切な横発散を有する必要
な焦点が得られるだけでなく、例えばＫα放射線のα２
成分を消滅させることができる。この構成によって、高
いピーク値対バックグラウンド比を確保することができ
る。

【００２５】試験する試料は、平坦なシート、平坦な固
体ブロックでもよく、平坦な基材上の１個又はそれ以上
の薄い層であってもよい。本発明によれば、分散性をよ
くするため、即ち精度を高くするため、４５°以上の回
折角θを有するシャープな反射ビームを発生させる。回
折角θは、できるだけ９０°に近くすべきである。この
場合の適切なＸ線は市販されている微細構造のＸ線管（
Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，中でもＭｏ）の特性線
である。このように選択すれば、適切な反射ビームを形
成することができる。

【００２６】検出部は通常、焦点円の曲率に従って湾曲
させることはできないから、接線方向に検出部を配置す
るのがよい。０．５°又はそれ以下のようにＸ線ビーム
の広がり角が小さい場合には、焦点円からのずれは非常
に小さいので、このずれによって、反射ビームは僅かに
幅が広くなるだけである。この値が大きくなると、照射
される表面が大きくなり、強さが一層増大する。本発明
によれば、焦点円の半径に相当する第２レバー上に試料
を配置する。即ち、第２枢着点である焦点円の中心の周
りに試料を回転する。従って、本発明によれば、焦点円
に沿う正確な案内を行うことができる。また、本発明に
よれば、移動中、Ｘ線ビーム内の試料の位置決めを、案
内レールによって確実に行うことができる。

【００２７】既に説明したように、試料の表面へのＸ線
ビームの種々の入射角で生じた測定器上の記録は、焦点
円上に発生する必要がある。これは、短い露出時間で、
最大の高いピーク値対バックグラウンド比の非虚偽位置
で、シャープな反射ビームを確保するためである。

【００２８】本発明の最も簡単な好適な実施例では、写
真フィルムを測定器上に配置し、この写真フィルムを焦
点円の曲率に適切に適合させる。焦点円の方向のこのフ
ィルムの長さについては、１〜２度の回折角θに相当す
る値で十分である。フィルムは非常に薄いので、傾斜し
た入射角でも、反射ビームはフィルム上に、シャープな
映像を結ぶ。ローバックグラウンドの場合には、異なる
入射角を有する複数個の映像を、重ねて記録することが
できるので、θｏ　に関する回折角の変化△θを直接決
定することができる。必要な解像度から、焦点円の半径
を計算することができる。０．０２゜の回折角θの精度
で、ピーク値の位置を決定し、測定を０．１ｍｍの精度
で行う時は、焦点円の半径は、例えば７１．６２ｍｍに
しなければならない（フィルム上の１ｍｍは０．２゜の
回折角θに相当する）。

【００２９】ハイバックグラウンドであって、反射ビー
ムの分離が余りにも小さい時は、焦点円、即ち基板に対
し垂直に、露出当たりの反射の高さの約２／３又はそれ
以上、フィルムを動かす。この目的のため、制御装置に
よって自動的に適切に移動できるフィルムホルダを、測
定器に設ける。

【００３０】本発明の一実施例では、Ｘ線カンタムカウ
ンタによって、記録を行うことができる。次に、焦点円
に沿って、計数スリットを案内する。この場合のカウン
タは、焦点円の中心に指向せず、Ｘ線ビームをできるだ
け完全に吸収するため、試料の方向に指向する。本発明
のこのような実施例では、第３レバーの１度の回転は、
回折角θの４度の角度変化に相当することに注意すべき
である。しかし、Ｘ線量の吸収が非常に薄い層で生じな
い限り、位置感知カウンタは適していない。

【００３１】本発明応力測定装置の配置及び調整は次ぎ
のようにして好適に行うことができる。焦点円を、基板
に平行に延在する。調整できる回折角θは、例えば目盛
盤によって基板に示される。調整できる回折角は、一次
焦点、即ち第１枢着点での０゜から始めて、これと直径
的に対向する反対位置での９０゜までである。反射即ち
反転したＸ線ビームは、それ自身、回折角θの２倍の角
度になる。第１レバーと、第３レバーは、第２レバーを
介して基板の平面内で焦点円の中心の周りに回転でき、
第２レバーと第３レバーとを、第１レバーの上に配置す
る。これ等レバーを空気軸受及び付加的支持体によって
異動できるよう支持する。実際の測定中に、この空気軸
受を停止させる。

【００３２】第２レバーの外端に、試料のホルダを設け
、第３レバーの外端に、例えばフィルムとともに測定器
を配置する。全レバーを例えば空気軸受を介して移動で
きるようにして、焦点円上での確実な調整を、迅速に行
えるようにする。第１レバーを一次焦点、即ち第１枢着
点の周りに回転できるようにする。一次ビームに関する
角度は、９０゜−θ＋Ψである。基板上に、第１枢着点
から出発してＸ線ビームに平行に、案内レールを設け、
第２レバー、従って試料をＸ線ビーム内に案内する。こ
のため、第２レバーを、第２枢着点で回転自在に支承す
る。第３レバーによって測定器を支持する。ロック素子
を設け、フィルムその他による記録の場合、２θが必要
な値である位置に、第３レバーを第１レバーにロックす
る。或いは、このロック素子によって、走査計数の場合
に、回折角θが０．０１゜より一層よい精度で、計数器
の出発点を再現性ある方法で調整することができる。こ
れは異なる角度に調整して露出を行うことに匹敵する。

【００３３】Ｘ線ビームに対する調整は、２個の調整操
作によって行うのが好適である。この目的のため、回折
角θが９０゜になるよう、試料とともに第２レバーを調
整し、検出部に蛍光フィルムを設ける。焦点円の中心、
即ち第２枢着点に狭いスリットダイアフラムを設ける。 Ｘ線源の調整ねじを調整することにより、９０゜の回折
角の位置に、シャープな光点が正確に入射するよう、こ
の測定装置を調整する。このようにして、正確な角度位
置が既に画成され、この方向に垂直な方向の調整は、単
に線のシャープさに影響するだけである。この目的のた
め、調整ねじの種々の調整によって、シャープな反射ビ
ームを発生する物質で、映像を作るのが好適であり、そ
して最もシャープな反射ビームを生ずるような調整を選
択する。

【００３４】上記の式の因子、（１＋ν）σ／Ｅを決定
するため、試料を試料ホルダに配置し、回折角θｏ　に
相当する位置に第２レバーを動かす。第３レバーによっ
て、回折角２θｏ　に相当する位置まで、フィルムとと
もに測定器を移動させ、次ぎに、第１レバーに対するこ
の位置にロックする。ここで、第１の露出を行うことが
できる。これにより、次の露出のための基準値が得られ
る。それは、この基準値は、試料の表面に垂直なグリッ
ド距離ｄに相当するからである。次ぎに、回折角の尺度
である目盛盤上で、例えば１０゜だけ試料を回転するこ
とができる。この回転は、各回について、同一大きさの
Ψの値に相当する。次の露出は、既に述べたように行う
ことができる。この露出を、数回、例えば３又は４回繰
り返すことによって、上記の式により△θを△ｄΨ／ｄ
ｏ　に変換し、△ｄΨ／ｄｏ　の曲線の傾斜を、ｓｉｎ
２　θの関数として決定し、評価を行うことができる。 回折角の変化△θは、できるだけ正確に測定しなければ
ならず、回折角θの例えば０．１゜でも、回折角θに関
し、また記録装置のため２θ及び差θ＋（又は−）Ψに
関し、試料を調整する必要がある。単色放射線を使用す
る露出では、一層シャープな反射ビームを生ずるよう、
減色構成を選択しなければならない。

【００３５】本発明の好適な実施例では、応力測定装置
に、試料の加熱装置又は冷却装置を設ける。電流で加熱
されるホルダ支持体によって、加熱を行うことができる
。熱電対によって、温度制御を実施し、また熱電対によ
り、又は光学パイロメータによって測定を行うことがで
きる。

【００３６】適切に変更した試料ホルダを使用すること
によって、例えば、応力を受けていない材料の熱膨張係
数を決定することができる。この目的のため、回折角θ
の試料の位置で、異なる温度で露出を行い、既に説明し
たように、この露出により△ｄ／ｄの値を得て、この値
を△Ｔで割り、熱膨張係数αを得る。ここで、温度差△
Ｔは、Ｔ−Ｔ０である。更に、膨張と応力状態との温度
による変化も、決定することができる。これは、試料を
製造中、高い温度で応力が発生する時、有利である。更
に、弾性に関する種々の常数を、決定することができる
。

【００３７】本発明応力測定装置では、試料の照射され
る表面は、好適なことに一定に維持される。測定は、焦
点円上で行われる。この装置は、機械的に非常に剛固で
あり、移動部分が平滑に移動でき、従って測定値に最高
の信頼性と、正確さとがある。非単色Ｘ線の場合、不確
定さは、ブラッグブレンタノ（Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔ
ａｎｏ）回折計による場合のほぼ４分の１に過ぎない。 測定中、試料を静止させてもよいが、所要により焦点円
に沿って振動させてもよい。この振動させることは、均
一であるが先鋭なデバイ（Ｄｅｂｙｅ）ラインを発生し
ない大きな微結晶の場合に、有利である。計数器の代わ
りに、記録のため、デバイコーン（Ｄｅｂｙｅ　　Ｃｏ
ｎｅ）の全情報を生ずるフィルム条片を使用するのがよ
い。所要に応じ、視差を避けるために、フィルムを、固
体素子位置感知計数器で置き換えてもよい。この計数器
が一次元的である場合には、もちろんフィルムのすべて
の付加情報は失われる。しかし、このような計数器は、
計算機による自動評価をすべて可能にする。

【００３８】試料ホルダは大きな寸法のものでもよく、
他の検出部の方向の組織又は応力を決定するため、試料
の表面に垂直に伸びる軸線の周りに回動できるホルダを
設けてもよい。また、温度の関数として、相の変化、膨
張係数、又は好ましくは応力の変化を決定するため、試
料ホルダに、加熱装置又は冷却装置を設けてもよく、こ
のようにして弾性に関する常数を決定することができる
。また、数キログラムまでの重量と任意の形状とを有す
る試料を試験することができる。次に、本発明の好適な
実施例を説明する。

【００３９】

【実施例】図１の斜視図に示す本発明のラジオグラフ応
力測定装置１０は、本来平坦な基板１１上に構成する。 この基板１１は、磨いた花崗岩の板であり、この基板に
隣接して、Ｘ線源１２を配置する。このＸ線源１２の一
次Ｘ線ビーム１３を、スリットから成るソラーダイアフ
ラム（図示せず）によって形を定め、基板１１の上を案
内して、基板１１に対し垂直であって、焦点円１５内に
ある第１枢着点１４の仮想軸線まで達せしめる。Ｘ線源
１２は、焦点を形成するための陽極１６を具える。Ｘ線
源１２のための調整装置によって、基板１１の平面内に
平行に、さらにこの平面に垂直に、Ｘ線ビーム１３を動
かすことができ、基板１１上に配置した案内レール１７
に、平行にＸ線ビーム１３を延在させる。この案内レー
ル１７の一端は、第１枢着点１４の近くにあり、他端は
基板１１の外端縁にある。

【００４０】第１レバー１８を、第１枢着点１４で基板
１１に枢着し、矢印Ａの方向に回動できるようにする。 即ち、第１レバー１８を、第１枢着点１４の周りに、基
板１１の表面上で回動できるようにする。この目的のた
め、角度符号器２０付きのモータ１９を、基板１１の適
当な凹所内に支承し、制御装置（図示せず）によって制
御する。

【００４１】第１枢着点１４から遠方の、第１レバー１
８の端部に第２枢着点２１を設ける。この第２枢着点２
１も、基板１１に垂直である。２個のレバー２２、２３
を、第２枢着点２１で、第１レバー１８に枢着する。第
２枢着点２１から遠方の、第２レバー２２の端部に、試
料２５のためのホルダ２４を設ける。第２レバー２２の
この端部に、摺動機構２６、例えば軸受を設ける。矢印
Ｂで示すように、この軸受によって、案内レール１７上
を、第１枢着点１４に対し、接近及び離間するよう、第
２レバー２２を移動させることができる。第１枢着点１
４と、第２レバー２２の外端との間の引張装置２７によ
って、この区域、即ち軸受２６を、案内レール１７に向
け側方に押圧する。

【００４２】第３レバー２３の、第２枢着点２１から遠
方の端部に、測定器２８を設ける。この測定器２８は、
例えばフィルム３１のためのホルダ３０を具え、このホ
ルダは、矢印Ｃの方向に回動できる。ロック素子３２を
使用することによって、第１レバー１８に対する所定の
角度位置に、第３レバー２３をロックすることができる
。この角度位置は、目盛盤３３によって、読み取ること
ができる。

【００４３】すべてのレバー１８、２２、２３を、安定
状態で容易に摺動させるため、少なくとも第２枢着点２
１と第２レバー２２との下に、支持体（図示せず）を設
け、更に空気軸受を設け、レバー１８、２２、２３が、
基板１１の表面を横切って、エアクッション上を摺動で
きるようにする。希望する測定位置に達した時、制御装
置によって、空気の供給を停止し、レバー１８、２２、
２３を、最終的に、基板１１上に直接押し付ける。従っ
て、測定中、レバーの適切な安定が得られる。３個のレ
バー１８、２２、２３は、同一の長さを有するから、そ
れぞれの外端、即ち第１枢着点１４、ホルダ２４、測定
器２８は、常に焦点円１５の上にある。Ｘ線ビーム１３
は、試料２５に入射し、それによりＸ線ビームは、回折
し、この回折Ｘ線ビーム３４は、測定器２８のフィルム
３１に入射する。このフィルムも、焦点円上にあり、こ
のフィルムを手動でその結果の評定をすることができ、
又は評定装置（図示せず）によって自動的に評定するこ
とができる。入射Ｘ線ビーム１３と回折Ｘ線ビーム３４
とは角度φを形成するが、応力によって引き起こされる
この角度φの変化△φを測定する。

【００４４】前に述べた式に基づいて、試料２５につい
て、全ての測定を行うことができる。十分な信頼性で、
応力θを決定できるようにするため、傾斜を測定できる
範囲、即ち傾斜角Ψの範囲は、十分に大きくなければな
らず、原子層間隔の相対変化△ｄΨは正確に測定しなけ
ればならない。これは、一次Ｘ線ビーム１３又は反射ビ
ーム即ち回折Ｘ線ビーム３４のいずれかが試料２５の表
面に平行に延在して、放射線が完全に吸収されてしまう
２個の位置によって、試料２５の可能な傾斜が制限を受
けるからである。対称的なケースで、回折角θが大きい
場合には、一次Ｘ線ビーム１３は、試料２５にほぼ垂直
に延在し、傾斜の可能性は最大になる。

【００４５】既に説明したように、露出時間が短くとも
、即ち一次ビームの広がりが比較的大きく、従って試料
２５の露出面が比較的大きくても、高い精度で、測定す
ることができるシャープな反射ビーム即ちシャープな回
折Ｘ線ビーム３４を得る必要があることによって、焦点
合わせによる測定装置が発展するに至った。この方法は
、Ｘ線回折のために使用されているが、応力の測定には
使用されたことがない。円弧２９は、第２レバー２２が
案内レール１７に沿って移動する時の、第１枢着点１４
の周りに移動する第２枢着点２１の通路を示す。

【００４６】この方法を図２に示す。Ｘ線管１２のＸ線
ビーム１３の出発点は、第１枢着点１４の仮想延長軸線
又はこの区域に設けた陽極１６内の一次焦点である。回
折Ｘ線ビーム３４が入射するフイルム３１上の映像点（
映像焦点）に、直線３５（図１参照）によって上記出発
点を結ぶと、直線３５とともに同一角度φを形成するす
べての点に関して、幾何学的位置を決定することができ
る。この角度φは、１８０°−２θで計算することがで
き、この幾何学的位置とは、反射ビームを発生する試料
２５の位置である。この位置が見いだされた時、すべて
の反射ビーム３４は、その原位置に関せず、映像焦点を
通る。従って、理想的な場合には、広がりの程度及び試
料２５の反射面の大きさに関せず、この一次焦点は、映
像焦点内に映像を結ぶ。直線３５が弦であると考えると
、弦は関連する円周上の円周角がすべて等しいから、こ
の問題に対する回答が得られる。

【００４７】この円は、一次焦点、回折角の頂点及び映
像焦点の位置によって与えられる。角度φが同一である
から、この回折角の頂点は、円周上を任意に移動するこ
とができる。しかし、円周上の映像焦点の位置がずれる
と、頂点の角度が変化してしまう。従って、映像点（映
像焦点）における単一の反射ビームの焦点合わせが可能
であるとともに、任意の反射ビームによってそれ自身の
映像焦点を形成することができる。すべての反射ビーム
は、焦点円１５上の一次焦点の映像として、映像を結ぶ
。弦の設定の他に、中心角２φが円周角φの２倍である
ことを考慮すれば、この方法は完全である。このように
して、試料２５とフィルム３１とは、第１枢着点１４の
上方の一次焦点を通る焦点円１５上に位置する。一次焦
点のために、シャープな線焦点を使用するが、この線焦
点は、焦点円１５に垂直に延在し、０．１ｍｍ以下の幅
を有し、扇状のＸ線ビーム１３を試料２５上に放射する
。この扇状のＸ線ビームの頂点の角度は、発散状態であ
り、試料２５の寸法により決定されるが、数度である。 焦点円を横切る方向の扇状のＸ線ビーム１３の頂点の角
度を「横発散角」と称するが、いわゆるソラーダイアフ
ラムと称する平行なスリットによって５°以下に押さえ
られる。

【００４８】フィルム３１を調べることによって、角度
２φが求まる。従って、この方法は、優れた解決策であ
る。しかし、この方法は、優れた解決策であること、反
射ビームがシャープであること、大きな回折角θが容易
に得られること、反射ビーム３４の強度が高いことのみ
で興味深いだけでなく、一次Ｘ線ビーム１３を、円の接
線に対し異なる角度で入射させることができることで優
れている。このことは、従来技術では全く考慮されなか
ったことである。従って、焦点円１５は、一次焦点、映
像焦点及び回折角の頂点によって決定される。これ等の
点のうち、一次焦点のみが、空間内に固定される。即ち
、焦点円１５上の映像焦点３１の位置を変えることなく
、試料２５と、映像焦点３１とともに焦点円１５全体を
一次焦点の周りに、回転することができる。

【００４９】この関係を、図３に明示し、この図面では
、試料２５の５個の異なる位置Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを示
す。図３では、試料２５の右から２番目の位置Ｅは、対
象位置、即ち入射角が射出角に等しい位置に相当する。 即ちΨ＝０、θ＝θｏ　である。その右の位置Ｄは正の
Ψの範囲内にある。その他の位置Ｆ，Ｇ，Ｈは、負のΨ
の範囲内にある。応力がない試料２５については、すべ
ての角度φ、従ってすべての直線３５は同一である。 回転中、焦点円１５は、一次Ｘ線ビームを通過し、異な
る角度で、この一次Ｘ線ビームに交差する。従って、試
料２５上の一次Ｘ線ビーム１３の入射角Ψは、可能な範
囲内で変化する。

【００５０】既に説明したように、フィルム３１を反射
Ｘ線ビーム３４の記録のため使用する。焦点円１５の円
周方向の、フィルム３１の長さは、必要な測定長さより
僅かに長い。試料２５は、焦点円１５に対し接線方向で
ある。試料２５とフイルム３１とをレバー２２、２３上
に配置して、焦点円１５の中心の周りに延在させ、焦点
円１５の円周上に正確に配置される。

【００５１】測定のため、回折角θの値が２倍になるよ
うに、第３レバー２３を調整し、ロック素子３２によっ
て、第３レバー２３を第１レバー１８に取り付ける。試
料２５を支持する第２レバー２２を案内レール１７によ
って案内し、第１枢着点１４の周りの焦点円の回転中、
試料が常にＸ線ビーム１３内にあるようにする。

【００５２】対象のケース、即ち試料の表面に対する入
射角と反射角とが等しいケースを、それぞれの測定のた
めの基準点として採用する。次にｄｎ　に相当する試料
２５の表面に平行な原子層の反射ビーム３４の位置をフ
イルム３１上にマークする。この目的のため、試料２５
を回折角θまで移動させ、最初の露出を行う。次に、焦
点円１５の中心、即ち第２枢着点２１を、傾斜角Ψに等
しい角度だけ、第１枢着点１４の周りに回動させる。次
に、試料２５上のＸ線ビーム１３の入射角を、同一の量
だけ変化させる。一般的に言えば、このような４個の測
定を、評価に対する十分な信頼性を達成して、実施する
ことができる。対象なケースでの反射の位置に対する反
射位置の差は、ミリメータで測定され、幾何学的性質に
基づいて回折角θの差に変換される。更に、対象な配置
に対する相対グリッド変化を、式△ｄ／ｄｏ　＝−ｃｔ
ｇθ△θによって計算する。この式は、Ｂｒａｇｇの関
係式を微分して得られる。

【００５３】一次焦点のため、微焦点Ｘ線管の線焦点を
使用することができ、ソラーダイアフラムによって、横
発散を制限する。一次焦点の場合、焦点円１５の回転の
点を、焦点合わせ単結晶の焦点に位置させることができ
る。また、横発散を、モノクロメターによって自動的に
制限する。

【００５４】最後に、微焦点管の代わりに、広焦点管を
使うことができる。回転の点、即ち焦点円１５の焦点に
、正確に位置している狭いスリットをこの広焦点管によ
って照明する。また、１個又はそれ以上のソラーダイア
フラムによって、横発散を制限する。

【００５５】試料２５の表面の曲率は、通常、焦点円１
５に対応していない。その表面は、一般に平坦な表面で
、焦点円１５に接線方向になるよう配置されている。 試料が円形の時は、焦点円１５からそれることによって
、反射ビームを広げ、最大反射ビーム域をずらしてしま
う。しかし、このずれは、微分法を実施中、消滅する。

【００５６】記録装置又は測定器２８を選択するために
、通常、焦点円１５に対し傾斜するようビーム３４を入
射させることに注意すべきである。記録のため、貫入深
さが浅い固体素子検出器を使用することもできる。その
際、計数スリットを焦点円１５に沿って案内するととも
に、試料２５に対し配列する。これには、複雑な機械的
構造が必要であり、非常に精密な再現性のある調節が必
要である。しかし、他の部片からの散乱輻射線を、適切
にシールドすることができ、測定結果を、次の計算機に
よって評価することができる。焦点円１５の中心の周り
の４度の回転は、θにおける１°に相当する。固体素子
感知検出器（ＰＳＤ）も適している。

【００５７】しかし、最も簡単で、最も安価な解決策は
、フィルム３１に記録することである。通常の微粒子の
フィルムを使用することができる。極端に傾斜した入射
の場合には、エマルジョン層を使用することができる。 測定中、種々のΨの位置のすべての記録を、フィルム上
に行うことができる。反射ビーム３４が重複するのを防
止するとともに、これ等反射ビームを区別して維持する
ため、露出の間に、焦点円１５に垂直に、例えば反射ビ
ーム長の３／４に等しい量だけフィルムをずらすことが
できる。例えば１０ｍｍの高さを有するスリット状ダイ
アフラムを通じて、デバイコーン（Ｄｅｂｙｅ　　ｃｏ
ｎｅ）の一部をフィルム３１上に入射させることができ
る。対称な調整の位置を、反射線として、２度即ち、図
１のフィルム３１の上端と、下端縁とに記録する。他の
反射ビームは、この２個の位置の間に位置する。次に原
則として、回折線の間の差を、測定顕微鏡のもとで、例
えば０．０５ｍｍの精度で、決定することができる。 フィルムを使用する方法は、写真処理及び測定が必要で
ある。この測定は、ミクロデンシトメータによって密度
を記録することに置き換えることができ、例えばその次
ぎの計算機によって、評価の判定を行うことができる。 フィルムを使用する方法の利点は、測定がデバイコーン
を横切るようにして累積するように行われることと、そ
の構造が確認されることである。このことは、材料が粗
い粒子である時、非常に重要である。それは、反射ビー
ムの位置が、個々の大きな粒子によって決定されてしま
い、Ψの調整に平均して対応することは稀であり、その
ため得られた値が不正確になるからである。

【００５８】モータ１９の角度符号器２０によって、第
１レバー１８を回転する。この回転中、所定の角度に近
づいた時、制御装置（図示せず）によって、回転速度を
落とす。所定の角度に達した時、空気軸受への空気の供
給を停止する。基板１１に設けた目盛盤３３によって、
回折角θの値が２倍になるよう、第３レバー２３を手動
で調整し、その後、ロック素子３２によって、この第３
レバー２３をロックする。第２レバー２２と第３レバー
２３とを互いに相対的に適切に配置し、フィルム３１が
、Ｘ線源１２の向こうに、回動できるようにする。この
ことは、露出のため、「負の」Ψ範囲を使用できること
を意味する。所定の測定のための角度調整のため、傾斜
角Ψを回折角θから減算する。この範囲は、反射ビーム
３４の入射がフィルム３１に対して傾いておらず一層大
きな範囲である「正の」範囲からそれている。

【００５９】第２レバー２２は、小さな回折角θから始
めて、９０°の回折角に相当する所まで移動することが
できる。この区域に、止め（図示せず）を設け、Ｘ線ビ
ーム１３に関してこの測定装置を調整するとともに、角
度符号器２０を調整するのに役立つようにする。特に意
図した訳ではないが、正の傾斜角Ψを、この限定された
範囲内で、大きな回折角に達せしめることができる。

【００６０】この応力測定装置の調整のため、９０°の
回折角θを調整し、Ｘ線源１２のＸ線焦点を、焦点円１
５の回転中心、即ち第１枢着点１４に関してできるだけ
正確に調整する。焦点円１５の中心、即ち第２枢着点２
１上に、微細ダイアフラム（図示せず）を配置し、試料
２５のためのホルダ２４に、蛍光膜を配置し、試料２５
の中心を正確にマークできるようにする。すでに述べた
ように、Ｘ線源１２は調整ねじ（図示せず）を有し、こ
の調整ねじによって、ダイアフラムの映像を、試料２５
の中心に、正確に調整することができる。このようにし
て、一次焦点と、焦点円１５の回転中心とを、Ｘ線ビー
ム１３に平行に調整する。この調整は、角度測定につい
て重要である。Ｘ線ビーム１３に垂直な方向の調整は、
単に反射ビーム３４のシャープさ、即ち反射ビーム３４
が焦点円１５上に実際に位置している程度を決定するに
すぎない。この方向の調整に関しては、調整ねじ（図示
せず）の異なる調整により、試料２５の露出を、シャー
プな反射ビームによって行うようにすることができる。 種々の調整を、再現性ある方法で行うことができ、最も
シャープな反射ビーム３４による露出は、正しい調整の
結果である。

【００６１】実際の測定のため、試料２５をホルダ２４
上に取り付ける。フィルム３１を、気密な封袋に挿入し
、ホルダ３０に取り付け、焦点円１５の円弧に合致して
湾曲しているホルダ３０の表面に、フィルム３１を確実
に接触させる。次に、第３レバー２３を釈放し、回折角
θが２倍になる位置まで、この第３レバーを手動で動か
し、この位置に第１レバー１８に対しロックする。電子
制御装置によって、第２レバー２２を回折角θに相当す
る位置に動かす。最初の露出を行う前に、図１のホルダ
３０の上端の矢印Ｃの方向に、この制御装置によってフ
ィルムを自動的に移動させる。次に、第２の露出のため
、この制御装置によって、フィルム３１を他端まで動か
す。このようにして、基準線がマークされる。

【００６２】試料２５の傾斜面を露出する場合には、焦
点円１５を小さな角度だけ、ずらす必要がある。そのず
らす極限は、第２レバー２２と、一次Ｘ線ビーム１３の
ためのソラーダイアフラムのホルダ（図示せず）とが接
触することによって与えられる。この極限は、ほぼθ＝
１７°の位置にある。通常、回折角θ＞６０°に対して
、２０°までの最も小さい極限角度で操作が行われる。 この極限値に対して、リミット接点を設けてもよい。回
折角θと極限角度との差は、Ψｍａｘを有する実現でき
るΨの範囲であり、このΨの範囲は、ｓｉｎ２　Ψによ
り等分することにより４個の部分Ψ１　〜Ψ４　に分割
することができ、このΨ４　はΨｍａｘ　に等しい。次
に、θ−Ψ１　の値をこの制御装置に導入し、相当する
角度位置に達した時、Ψ１　についての露出を行うこと
ができる。他の位置についての操作は同様に行うことが
できる。フィルムの現像、定着、乾燥後、顕微鏡によっ
てそれの結果を評価する。

【００６３】この応力測定装置は、その他の測定を行う
にも適している。例えば、測定すべき試料にほぼ類似し
た反射ビームを有する基準試料を入手できる時は、正確
なグリッド常数を決定することができる。試料２５が信
頼性があり、試料２５のためのホルダー２４の基準面に
再現性あるように試料２５を配置することができる時、
このことは常に可能である。△ｄ／ｄに達しない割合は
、１５〜９０ｐｐｍである。これ等の値は、余り重要で
なく、温度の変動に起因するラインの広がりを防止する
ため、露出中、確実に温度を一定にするのが有効である
と思われる。

【００６４】この応力測定装置１０の可能な他の用途は
、組織の試験である。一方、デバイコーンによって現さ
れるような組織は、散乱放射線ダイアフラムを除去する
時、決定することができる（通常の後方散乱法であるが
、可変のΨ値の可能性がある）。その他の考えられるこ
とは、応力測定中に、試料２５を異なるΨの角度まで動
かし、所定の反射ビーム３４の強さを傾斜角Ψの種々の
角度と比較することである。この種の通常の方法に比較
し、試験中、一定に留まる試験すべき表面のマグニチュ
ードを僅かに変化させることができ、有利である。

【００６５】シーマンボーリン（Ｓｅｅｍａｎｎ−Ｂｏ
ｈｌｉｎ）ダイアグラムの記録のため、フィルム３１の
ホルダ３０を設けることができ、可能性がある傾斜角Ψ
の種々の調整に、このホルダ３０を適合させる。回折角
θの測定できる最小角度はほぼ１０゜である。試料２５
に対しＸ線ビーム１３の入射角が最も傾斜している時の
調整の場合でも、θ＝７５゜までの角度範囲をカバーす
ることができる。刻み目を設けるような既知の方法で、
フィルム３１のキャリブレーションを行うことができる
。

【００６６】更に、試料２５のホルダ２４に、加熱装置
を設けることができる。クランプしていない試料２５の
熱膨張を、曾ては全く実現できなかった高い精度で決定
することができる。試料２５の温度の関数として、応力
を決定することができる。更にこのことに基づいて、試
料の性質のその他のパラメータを試験することができ、
応力の原因に関するすべての情報を提供することができ
る。更に、このような測定により、ヤング率を決定する
ことができる。

【００６７】一次焦点１４と試料２５との間の距離が大
きい場合には、非常にシャープな反射ビーム３４を有す
る試料２５でも、フィルム３１上に、焦点が放射分散し
た映像を結ぶ。また、一次焦点１４と試料２５との間の
距離が小さい場合には、フィルム３１上にソラーダイア
フラム（図示せず）の影の映像を結ぶ。これは、露出中
、測定器２８の制御装置によってフィルム３１を前後に
僅かに動かすことによってぼかすことができ、従って滑
らかで容易に測定できるラインを形成することができる
。

【００６８】大きな微結晶から成る試料２５は、均一な
反射ビーム３４を生じない。これは、微結晶の反射ビー
ム３４は個々に観測されるからである。このような試料
は、すべての微結晶の平均の反射位置を持つことは稀で
あり、反射ラインは点状になるだけでなく、湾曲してし
まう。これは、露出中、ホルダ上で試料を数度、揺動さ
せると、改善でき、防止することさえできる。このよう
にすれば、入射角は、シャープさが少なくなるが、この
シャープさが少なくなることは、反射ラインが点状にな
ったり、湾曲してしまうよりはよいことである。露出中
の試料を揺動させるための回動は、既に設けてあるモー
タ１９の適切な制御によって行うことができる。

【００６９】図１、図２及び図３に示した実施例は、本
発明の一例を示すに過ぎず、本発明は特許請求の範囲に
記載した本発明の範囲内において種々の変更を加え得る
ことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラジオグラフ応力測定装置の斜視図で
ある。

【図２】図１の装置の構造を説明するためのＸ線ビーム
の種々の角度関係を示す線図である。

【図３】図１の装置の種々の露出のため移動させた焦点
円を示す線図である。

【符号の説明】

１０　　ラジオグラフ応力測定装置 １１　　基板 １２　　Ｘ線源又はＸ線管 １３　　一次Ｘ線ビーム １４　　第１枢着点 １５　　焦点円 １６　　陽極 １７　　案内レール １８　　第１レバー １９　　モータ ２０　　角度符号器 ２１　　第２枢着点 ２２　　第２レバー ２３　　第３レバー ２４　　ホルダ ２５　　試料 ２６　　摺動機構 ２７　　引張装置 ２８　　測定器 ２９　　円弧 ３０　　ホルダ ３１　　フィルム ３２　　ロック素子 ３３　　目盛盤

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｘ線ビームを集中させる多結晶材料か
   ら成る鏡と、Ｘ線源と、前記材料の試料と、測定器とを
   すべて焦点円上に配置して具えたラジオグラフ応力測定
   装置において、平坦な基板（１１）と、案内レール（１
   ７）と、この案内レールの一端の第１枢着点（１４）の
   周りに平面内で回動できる第１レバー（１８）と、第２
   枢着点（２１）で前記第１レバーに均等に枢着した第２
   レバー（２２）と第３レバー（２３）とを具え、前記第
   ２レバー（２２）の枢着端でない他端に前記試料（２５
   ）を支持するとともに前記第３レバー（２３）の枢着端
   でない他端に前記測定器（２８）を支持するよう構成し
   、前記第３レバー（２３）を所定の角度で前記第１レバ
   ー（１８）に剛固に連結できるよう構成し、前記案内レ
   ール（１７）に平行に延在し前記枢着点（１４）の上方
   に焦点を結ぶＸ線ビーム（１３）の前記試料（２５）へ
   の入射角（Ψ）が変化して前記測定器（２８）上の反射
   ビーム（３４）の位置が測定結果を示すように前記第２
   レバー（２２）を前記案内レール（１７）に沿って摺動
   できるよう構成したことを特徴とするラジオグラフ応力
   測定装置。
2. 【請求項２】　　前記基板（１１）を磨いた花崗岩の板
   で構成し、基板上の支持体と空気軸受とを介して前記第
   ２枢着点（２１）、前記第２レバー（２２）及び前記第
   ３レバー（２３）を摺動させるため回転するモータであ
   って角度符号器（２０）を有するモータ（１９）と、こ
   のモータを制御する制御装置とを設け、前記第２レバー
   （２２）及び前記第３レバー（２３）が所定の位置に達
   した時、前記制御装置によって空気の供給を停止し前記
   レバー（１８、２２、２３）を直接前記基板（１）に圧
   着するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の
   ラジオグラフ応力測定装置。
3. 【請求項３】　　前記第１枢着点（１４）の回転中心に
   対し微細に調整できるよう前記Ｘ線源（１２）を配置し
   、前記第１枢着点（１４）の上方の前記Ｘ線源（１２）
   の一次焦点は数ミリメータの幅を有するシャープな線で
   あり、前記Ｘ線ビーム（１３）は前記基板（１１）に直
   角な横発散と、数度を越えない発散状態にあり、前記第
   ２レバー（２２）の方向に指向するようこの第２レバー
   （２２）の前記他端上のホルダ（２４）に取り付けた前
   記試料（２５）に前記Ｘ線ビーム（１３）を指向させ、
   前記第２レバー（２２）の長さを前記焦点円（１５）の
   半径に相当する長さにすとともに、この第２レバー（２
   ２）を前記案内レール（１７）に向け回動させるばね（
   ２７）を設けたことを特徴とする請求項２に記載のラジ
   オグラフ応力測定装置。
4. 【請求項４】　　大きな負荷能力を有する広焦点Ｘ線管
   からのＸ線束になっていないＸ線（１３）のための焦点
   スリットとして前記一次焦点を形成し、横拡散を制限す
   るためのソラースリットを前記一次焦点に設けたことを
   特徴とする請求項３に記載のラジオグラフ応力測定装置
   。
5. 【請求項５】　　ほぼ０．８ｍｍの焦点幅を有する微細
   焦点Ｘ線管の陽極上の電子ビーム焦点の一次焦点の焦点
   線を使用するとともに、同時に６°以下の観察角度に見
   込みにより減少させソラーダイアフラムによって前記発
   散を制限することを特徴とする請求項３に記載のラジオ
   グラフ応力測定装置。
6. 【請求項６】　　前記一次焦点をＸ線モノクロメータの
   焦点にしたことを特徴とする請求項３に記載のラジオグ
   ラフ応力測定装置。
7. 【請求項７】　　平坦なシート、平坦な固体ブロック又
   は基材上の薄い層である前記試料（２５）を焦点円（１
   ５）に対し接線方向にし、できるだけ９０°に近い４５
   °以上の回折角θで反射する適切なＸ線ビーム（Ｃｕ，
   Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｍｏ）（１３）を前記試料（
   ２５）に照射することを特徴とする請求項３に記載のラ
   ジオグラフ応力測定装置。
8. 【請求項８】　　前記制御装置によって前記基板（１１
   ）に対し垂直に摺動できるホルダ（３０）を前記測定器
   （２８）に設け、回折角θが１〜２°の長さを有し前記
   焦点円（１５）の曲率に適合でき露出毎に前記基板（１
   １）に対し適切に移動できる薄い写真フィルム（３１）
   のためのホルダに前記ホルダ（３０）がなるようにした
   ことを特徴とする請求項７に記載のラジオグラフ応力測
   定装置。
9. 【請求項９】　　焦点円（１５）上の４°が回折角θの
   １°に相当することを考慮して、試料（２５）の方向に
   計数スリットが指向するＸ線カンタムカウンターを前記
   測定器（２８）に設けたことを特徴とする請求項７に記
   載のラジオグラフ応力測定装置。
10. 【請求項１０】　　前記基板（１１）上に目盛盤（３３
    ）を設け、前記第（２レーバが摺動すれば少なくとも１
    ７°の回折角θを生じ、反対方向に摺動すれば９０°に
    達する最大回折角θを生ずるよう前記第１枢着点（１４
    ）上に前記第２レバー（２２）を摺動可能にし、前記回
    折角θの値が２倍になる位置でロック素子（３２）によ
    って前記第３レバー（２３）を前記第１レバー（１８）
    に対しロック可能にしたことを特徴とする請求項８又は
    ９に記載のラジオグラフ応力測定装置。
11. 【請求項１１】　　前記第２レバー（２２）を９０°の
    回折角δになるまで移動させることによってＸ線ビーム
    （１３）に対し縦方向に前記ラジオグラフ応力測定装置
    （１０）を調整し、同時に前記第２枢着点（２１）にス
    リットダイアフラムを設け、前記Ｘ線源（１２）上の調
    整ねじを使用することによってシャープな光点を、９０
    °の位置にある試料（２５）の中心に生ぜしめることを
    特徴とする請求項１０に記載のラジオグラフ応力測定装
    置。
12. 【請求項１２】　　回折角θに相当する位置まで回転に
    より前記第２レバー（２２）を摺動させ、次に回折角θ
    が２倍になる位置に前記第３レバー（２３）をロックす
    ることによって検出部、即ち試料（２５）の表面に垂直
    なグリッド距離ｄのための基準値を得るとともに、前記
    測定器（２８）の前記フィルム（３１）を露出すること
    によって、露出毎に例えば１０°の回折角θだけ前記第
    ２レバー（２２）を摺動させた時、多数の露出によって
    測定器（２８）上に評価できる結果を得ることを特徴と
    する請求項１１に記載のラジオグラフ応力測定装置。
13. 【請求項１３】　　△ｄΨ／ｄ０　＝−ｃｔｇθｏ　△
    θ，この曲線のｓｉｎ２　θに対する傾斜、入射角Ψに
    対応する回折角θ、及び式Ｅ△ｄΨ／ｄｏ　（１＋ν）
    ｓｉｎ２　Ψ＝σによって与えられる応力σの決定によ
    り、露出されたフィルム（３１）の評価を自動的に得る
    ことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のラ
    ジオグラフ応力測定装置。
14. 【請求項１４】　　同一基準角θにおける露出と、前記
    ホルダ（２４）内の加熱装置により実現できる前記試料
    （２５）の異なる温度とによって、材料の熱膨張係数と
    応力状態の変化とを決定できることを特徴とする前記請
    求項のいずれか１項に記載のラジオグラフ応力測定装置
    。
15. 【請求項１５】　　露出中、前記基板（１１）の表面に
    直角に延びる前記試料の縦軸線に沿って、前記制御装置
    及びホルダ（２４）によって、前記試料を、数度の角度
    にわたり振動させることを特徴とする前記請求項のいず
    れか１項に記載のラジオグラフ応力測定装置。
16. 【請求項１６】　　前記試料（２５）の表面に垂直に延
    びる軸線の周りに、前記制御装置と前記ホルダ（２４）
    とによって、前記試料（２５）を回動させ得るよう構成
    したことを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載
    のラジオグラフ応力測定装置。