JPS61100643A - 合金メツキ被膜のx線分析方法 - Google Patents

合金メツキ被膜のx線分析方法

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Publication number
JPS61100643A
JPS61100643A JP59223497A JP22349784A JPS61100643A JP S61100643 A JPS61100643 A JP S61100643A JP 59223497 A JP59223497 A JP 59223497A JP 22349784 A JP22349784 A JP 22349784A JP S61100643 A JPS61100643 A JP S61100643A
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JP
Japan
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plating film
rays
ray
equation
diffraction
Prior art date
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Pending
Application number
JP59223497A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiro Matsumoto
松本 義朗
Masakatsu Fujino
藤野 允克
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP59223497A priority Critical patent/JPS61100643A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/207Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はメッキ被膜の成分中に下地金属成分が含まれる
メッキ金属材、例えばFe−Zn合金メッキ鋼板におけ
るメッキ被膜の厚さく目付量)及び/又は組織をX線回
折により定量分析する方法に関する。
〔従来技術〕
合金メッキ材、例えばFe−Zn合金メッキ鋼板は、Z
nメッキ鋼板に比べ、とくに塗装後耐食性にすぐれる特
徴があり、近時、自動車車体、その他の耐腐食用途への
適用が進められている。
Fe−Zn合金メッキ鋼板に躍らず一般にメッキ鋼板の
場合、耐食性、その他諸性質はメッキ付着量及び組織(
合金メッキ等の場合)に依存するため、その製造に当り
これらメッキ付着量2組織を管理することは是非共必要
である。
その管理方法には、化学分析法、螢光X線分析法、X線
回折法等があり、そのうちのX線回折法には1波長のX
線によるメッキ被膜の合金相回折せき度と鋼板からの回
折強度との連立方程式の解を求めて分析する方法(特開
昭58−167017号)が提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、この方法はメッキ被膜の合金相、即ちζ
相、δ相、r相等の回折X線の強度を用いるため、測定
範囲が合金相の生じる約10〜30%のFed度の範囲
が限定され、又メソ半時には非平衡状態(それ以降の温
度変化により相変態が変わり得る状態)となっており、
測定位置によっては厚み方向の合金相の比率が異なって
測定値にバラツキが生じ、測定精度が劣っていた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、波長
の異なるX線を合金メン半金属材へ照射して下地金属か
らの各回折X線強度を測定し、測定値夫々に基づいて付
着量と組成とを未知数とする各方程式をたて、その連立
方程式を解くことにより付着量と組成との定量が可能な
合金メッキ被膜のX線分析方法を提供することを目的と
する。
本発明に係る合金メッキ被膜のX線分析方法は、メッキ
被膜の成分中に下地金属成分が含まれる合金メッキ金属
材のメッキ被膜の付着量と組成とをX線回折法にて定量
する方法において、波長の異なる2つのX線夫々を前記
メッキ金属材にn回異なるブラッグ角(θ)にて照射し
、2波長のX線夫々の各ブラッグ角での回折X線強度(
I)を測定し、この測定値と予め前記各波長に基づいて
定めた定数a、b、cを含む下式 %式%) R:X線回折位置での金属特性及び温度等に基づき定ま
る値(集合組織を持 たない場合のランダム強度) X:メッキ被膜の付着量 WMe:メッキ被膜中の下地金属と同じ成分の重量濃度 とにより得られる2元連立方程式の2つの未知数である
x、WMeを算出することを特徴とする。
〔本発明の分析原理〕
以下に本発明の分析原理につき説明する。第1図は本発
明方法の分析原理説明図であって、下地金属となるFe
の上にFe−Znがメ□ンキされているFe−Zn合金
メッキ鋼板に入射角θ (ブラッグ角)にて強度1oの
X線を照射し、取出し角θにて回折(反射)したX線の
強度■を測定する。
照射されたX線は、Fe−Zn合金メッキ層の表面A 
−Fe−Zn界面3間で吸収され、B点でのその強度I
′は、 但し、μに一為:入射X線λのFe−Zn合金メッキ層
による質量吸収係数 ρ:メッキ被膜の密度 d:メッキ被膜の厚さくρ・d: 付着量) として表わされ、B点にて回折されたX線の強度■”は
、 但し、 e:電子の電荷 m:電子の質量 C:光速 A:入射ビームの断面積 r:ディフラクトメータ円の半径 μ:照射部の平均線吸収係数 V二単位格子の体積 F:゛構造因子 p:多重度因子 L−p:ローレンツ・偏光因子 e −2M  :温度因子 にて示される。
回折されたX線はB−表面C間で吸収され、測定される
回折X線の強度■は、 ここで、Co、 Cu等の各元素に固有の波長のX線、
即ち特性X線回折の場合、上記(4)式の右辺第3゜4
.5項は、 であり、これをkとし、また結晶方向がランダムな状態
における回折強度たる第6項の変数〔(1/v2)・I
F12 ・p・ (L−P)・e−2″I〕(X線回折
位置での金属特性及び温度等に基づき定まる値)をRと
すると、上記(4)式は、・・・(5) となる。
回折はブラッグの式:2d−sinθ=n・λ (nは
回折の次数であり正の整数)の満足する条(牛で生じ、
回折の生じるミラー指数を(hMりj、j=1.・・・
、nとすると、各j値のときに上記(6)式が成立する
。また(6)式はその自然対数をとって変形した下記(
7)式にて表わされる。
=−2・μ起−一・ρ・d    ・・・(7)さて、
μへm−は、 μ−−為=μミ・W1+μ狐・Wシ ーμ〜・W〜+(1−W、、)  ・μL−μ、+(μ
に一μ鳳)・WIl、  ・・・(8)但し、μ−二人
射X線λのFeによる質量吸収係数 μ払:入射X線λのZnによる質量吸収係数 W、、:メソキ被梗中のFe重量濃度 Wコニメッキ被膜中のZn重91度 として表わされるので上記(7)式は、Rk・I。
−−2(μし+(μだ一μ′−)・W、)  ・ρ・d
・・・(9) となる。
この(9)式が下地金属Feに集合組織がある場合に各
格子面からの回折線強度が影響を受けて異なるため、そ
の補正は上記回折線強度での(9)式の平均化を行う。
その平均化は下記001式にてなされる。
(以 下 余 白) 上記001式は下記(11)式に示すように整理できる
■ Σ(nn□・ sinθ)。
−2(μ〜−μ転)・Wl・ρ・d ・・・(11)こ
の(11)式において回折X線の種類(数)が一定であ
る場合には、右辺1個の−Σ(k’ ・ sinθ)。
Znは一定であり、これをaとし、また2項、3項の定
数−2μ私、−2(μに一μ思)を夫々b。
C1付着量p−dをX、左辺Σ(gn−・stnθ)。
Znをyとすると上記(11)式は、 y=a +bx十c−Ws、  ・x       ・
= (12>にて表わされ得る。
従って回折X線強度Tが測定されてy値が定まると未知
数WFe、  xが2つとなり、波長の異なる2つのX
線による上記(12)式の連立方程式の解を求めること
によりWFe、  xが算出される。なお定数a、b、
cは回帰分析により求まる値である。
〔実施例〕
次に本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
第2図は本発明の実施状態を示す模式図であり、図中1
はFeの下地金属1aの上にFe−Zn (以下メッキ
被膜という)lbがメッキされているFe−Zn合金メ
ツ半#r4板である。
該Fe−Zn合金メッキ鋼板(以下単にメッキ鋼板とい
う)1の上方適宜位置にはX線源2が配設されており、
これから入射角θを種々変えてX線を照射させ、Fe−
Zn界面で回折したX線を捉えるように取出し角θに向
けられた検出器3が首振り、水平移動可能に配設されて
いる。
X線源2のターゲット、例えばCo、とフィラメント間
を所定の電流、電圧で励起してCoKαを発生させ、前
記ブラッグの式を満足するように入射角θを複数、例え
ば5回変更してX線をメッキ鋼板lへ照射し、それらの
入射角θと等しい取出し角θにて回折X線の強度■を検
出する。
検出器3にて検出された回折X線はここで電気信号に変
換される。検出器3の出力電気信号は増幅器4へ送られ
て増幅された後に、波高分析器5及び計数器6によって
回折X線強度に変換される。
計数器6の回折X線強度に対応する出力は計算機7に導
かれる。この計算機7には励起X線の種類、波長に基づ
き前記(12)式の定数a、  b、  cが定まった
関数が設定されており、計算機7は人力される5つの回
折X線強度に基づいて築合組織による影響が除かれたy
値を定め、2つの未知数WFe、  xの第1の方程式
を得る。
次いでX線源2のターゲットを例えばCuに変えて、C
uとフィラメント間に前記と異なる所定の電流、電圧で
励起してCuKαを発生させ、ブラッグの式を満足する
ように入射角θを複数、例えば6回変更して前同様に行
った。計算機7は入力された6つの回折X線強度に基づ
いて2つの未知数W F e 。
Xの第2の方程式を得、前記第1の方程式との連立方程
式を解いてWFe、  xを算出する。従って算出値W
Feに基づきメッキ被膜の組成が、またXによりメッキ
被膜の付着量が末々定量される。
なお上記実施例では下地金属をFeとしメッキ被膜組成
をFe−−Znとしたが、本発明はこれに限らず下地金
属をFe以外の金属とし、メッキ被膜組成をFe以外の
金属−Zn以外の金属としても、例えば下地金属をCu
としメッキ被膜をCuを含む組成の場合にあっても実施
できる。
また、上記実施例ではX線源のターゲットを替えて各別
に特性X線を発生させているが、本発明は複数のターゲ
ットを内臓するX線源より同時に複数のX線゛を発生さ
せ、それらをブラッグの式を満足するように合金メッキ
鋼板等に照射させて分析してもよい。
〔効果〕
次に本発明方法と従来より行われている化学分析方法と
による測定結果を比較して本発明方法の効果を明らかに
する。本発明によりFe−Zn合金メッキ鋼板へCoK
ce(波長: 1.78529 人)とCuKtx(波
長: 1.54178人)の2つのX線を夫々照射し、
第1表に示す回折角2θ、ミラー指数(h、kJ)の格
子面での回折X線強度を求め、 計算機に予め励起X線に基づき定数a、  b、  (
の定まったCoKαに関する下記(13)式、CuKα
に関する下記(14)式の各y値を求め、3’ =4.
44 +0.00763 x −0,000282WF
e−x  −(13))’ =2.67−0.0134
x −0,000495WFe−x   −(14)(
13)、  (14)式の連立°方程式を解いて付着量
メッキ被膜中のFeのM量洟度を翼出した。
第3図は紺軸に本発明方法のX線分析法にょる付着量(
g/m2)を、また横軸に従来の化学分析法で得られた
付着量(g/m2)を示している。
第4図は縦軸に本発明方法のX線分析法によるメッキ被
膜中のFeの重量濃度(%)を、また横軸に従来の化学
分析法で1写られたメッキ被膜中のFaの重量濃度(%
)を示している。
第3.4図より理解される如く、いずれも本発明方法に
て得られるX線分析値は化学分析値と一致し、本発明を
実施することによりメ・ンキ被膜のFe又はZnの重量
濃度、つまり組成及び付着量を定量することができる。
なお上記説明では下地金属材が集合組織であっても正確
に分析できるようにしているが、集合組織でない場合は
前記(11)式中のj、nを夫々1として、即ち各波長
で1回回折X線強度を測定して連立方程式の解を求めれ
ばよい。
このように本発明方法による場合は、2種類のX線を用
いてその連立方程式を解いて付着量2組成を求めるので
高精度の分析ができ、また合金メッキ金属材のメッキ被
膜の厚さ又は組成を自動的且つ正確に定量することが可
能となるので、この測定結果を用いてのメッキ被膜の厚
さ制御あるいはメッキ浴の組成制御をオンライン化して
実施することが可能となり、本発明は合金メッキ金属材
の品質向上に寄与する処は多大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明図、第2図は本発明の実施
状態を示す模式図、第3図、第4図は本発明方法と化学
分析法とで得られた付着量及びメッキ被膜中のFeの重
量濃度との関係を夫々示すグラフである。 1・・・Fe−Zn合金メッキ鋼板 2・・・X線源 
3・・・検出器 7・・・計算器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、メッキ被膜の成分中に下地金属成分が含まれる合金
    メッキ金属材のメッキ被膜の付着量と組成とをX線回折
    法にて定量する方法において、波長の異なる2つのX線
    夫々を前記メッキ金属材にn回、異なるブラッグ角(θ
    )にて照射し、2波長のX線夫々の各ブラッグ角での回
    折X線強度(I)を測定し、この測定値と予め前記各波
    長に基づいて定めた定数a、b、cを含む下式 Σ{(lnI/R)・sinθ}_j/n =a+b・x+c・WMe・x 但し、j=1、・・・、n R:X線回折位置での金属特性及び 温度等に基づき定まる値(集合 組織を持たない場合のランダム 強度) x:メッキ被膜の付着量 WMe:メッキ被膜中の下地金属と同じ 成分の重量濃度 とにより得られる2元連立方程式の2つの未知数である
    x、WMeを算出することを特徴とする合金メッキ被膜
    のX線分析方法。
JP59223497A 1984-10-23 1984-10-23 合金メツキ被膜のx線分析方法 Pending JPS61100643A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63134942A (ja) * 1986-11-27 1988-06-07 Nkk Corp メツキ鋼板の表層皮膜の機器分析法
JP2014235815A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 住友電気工業株式会社 アルミニウム成形体の製造方法、アルミニウムの分析方法及びアルミニウムめっきシステム

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