KR20040056245A - 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도측정용 ｘ선 광학계 - Google Patents

합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도측정용 ｘ선 광학계 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 X선 광학계는, X선을 발생시키는 X선 튜브(1); 합금화 용융 아연 도금 강판(3)의 피막을 구성하는 Fe-Zn 금속간 화합물 중 에타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(15); 제타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(16); 델타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(17); 감마상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(18); 저각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도를 측정하는 검출기(18); 고각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도를 측정하는 검출기(12); 상기 에타, 제타, 델타, 감마상의 검출기들(14, 15, 16, 17)에 의해 얻어진 상기 X선 회절 강도의 값에서 상기 고각 및 저각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도 값을 제외함으로써, 상기 에타, 제타, 델타, 감마상에 대한 순수한 X선 회절 강도 값만을 이용하여 각 상의 합금상 분율 및 합금화도를 계산하는 연산장치(도시되지 않음)를 포함하는 것을 특징으로 하고,
본 발명에 의하면, 정확하고, 순수한 각 상별 X선 회절 강도를 온라인 상에서 얻을 수 있고, X선 회절강도를 이용하여 합금상 분율 및 합금화도, 그리고 합금화 용융 아연 도금 강판의 도금량을 측정할 수 있게 된다.

Description

합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 Ｘ선 광학계{X-ray optics system for measuring phase fraction and alloying degree of galvannealed steels}
본 발명은 X선 회절을 이용하여 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도를 측정하는 X선 광학계에 관한 것으로, 용융 아연 도금후 열처리하여 제조한 합금화 용융 아연 도금 강판에 존재하는 아연-철 합금상들의 각 분률과 합금화도(도금층내의 철함량)를 X선 회절 방법을 이용하여 온라인에서 신속하고 비파괴적으로 측정할 수 있는 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금화도 및 합금상 측정용 X선 광학계에 관한 것이다.
용융 아연 도금 강판을 열처리로에 통과시켜 생산하는 합금화 용융 아연 도금 강판은 도장후 내식성과 용접성 및 도장성이 뛰어나 자동차, 가전 및 기기 등에 광범위하게 사용되고 있다. 합금화 용융 아연 도금 강판의 도금층은 델타(δ), 제타(ζ), 에타(η) 및 감마(Γ) 등 철과 아연의 금속간 화합물로 이루어져 있으며, 이들의 상분률과 합금화도에 따라 가공성이나 밀착성 등의 표면 품질이 영향을 받는다고 알려져 있어서, 고품질의 합금화 용융 아연 도금 강판을 제조하기 위해서는 이들의 상분률과 합금화도(도금층내의 철 함량)를 정확히 측정하고 관리하여야 할 필요성이 있다.
합금화 용융 아연 도금 강판의 도금층 구조를 알아내기 위해서는 도금층의 단면을 절단하여 전자 현미경으로 관측하는 방법, 전기 화학적인 원리를 이용하여 도금층을 전해액 속에서 녹이면서 전압의 변화를 이용하여 도금층의 구조를 알아내는 방법 등 파괴적인 방법과, X선 회절 방법 또는 뫼스바우어 분광법 등의 비파괴적인 방법이 있다. 파괴적인 방법은 시료 준비 시간이 길고, 실험자 또는 측정자에 따른 오차가 발생할 수 있으며, 그 분석 결과를 현장에 적용하는데 있어 신속한 반영이 되지 않는 문제점이 있다. 한편, 뫼스바우어 분광법은 비파괴적인 방법이긴 하나 측정 시간이 오래 걸리고, 분석 시간도 상당히 필요하여 온라인상에서 적용하기는 불가능하다는 단점이 있다.
따라서, 합금화도를 온라인으로 비파괴적이고 연속적으로 측정하기 위하여 X선 회절법이 제안되었다.
예컨대, 대한민국 등록특허공보 제159783호 '합금화 아연도금의 온라인 합금화도 측정 시스템'에서는 X선을 발생하는 X선튜브, 아연-철 금속간 화합물내에 제타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기, 감마상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기 및 백그라운드 강도를 측정하는 검출기를 갖추고, 연산처리장치를 구비하는 합금화 아연도금의 온라인 합금화도 측정시스템이 제시되어 있다. 상기의 장치에서는 제타상과 감마상의 비로 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금화도만을 측정할 수 있다.
그러나, 합금화 용융 아연 도금 강판의 분석에 있어서 합금화도 외에 각 합금상의 상분율을 측정하는 것도 매우 중요하다. 그런데, 상기 제159783호의 '합금화 아연도금의 온라인 합금화도 측정 시스템'에 의하면, 단지 합금화도만을 측정할 수 있을 뿐이어서, 합금화 용융 아연 도금 강판을 구성하는 각 상의 상분율에 대한 정보를 얻을 수 없다는 문제가 있다.
또한, 합금화 용융 아연 도금 강판은 그 열처리 온도에 따라서 상기 제159783호의 "합금화 아연도금의 온라인 합금화도 측정 시스템'의 경우처럼 제타상, 델타상, 감마상만 존재하는 경우도 있지만, 열처리 온도를 낮게하면 상기 여러 상들과 함께 에타상도 존재하게 된다. 따라서, 합금화 용융 아연 도금 강판의 상분율을 측정할 때에는 상기 에타상의 상분율도 함께 측정되어야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 합금화 용융 아연 도금 강판의 상분율 및 합금화도를 별도로 측정할 필요없이, 비파괴적이고, 신속하며, 또한 정확하게 측정할 수 있도록 하는 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분률 및 합금화도 측정용 X선 광학계를 제공하는 것을 본 발명의 기술적과제로 한다.
도 1은 합금화 용융 아연 도금 강판의 도금층 구조를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 X선 광학계의 구성을 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 검출기 각도조절 및 고정장치의 구성을 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명의 실시예를 통해 측정한 합금화 용융 아연 도금 강판(3)의 X선 회절 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1..... X선 튜브 2..... X선 튜브 케이스
3..... 합금화 용융 아연 도금 강판, 4.....캡톤필름
5..... 발산슬릿 6..... 바나듐 필터
7..... 산란슬릿 8..... 검출기 각도조절 및 고정장치
9..... 제1섹터 10.... 제2섹터
11.... 제3섹터 12.... 고각 백그라운드 측정용 검출기,
13.... Fe(211)상 측정용 검출기 14.... 감마상 측정용 검출기
15.... 에타상 측정용 검출기 16.... 제타상 측정용 검출기
17.... 델타상 측정용 검출기 18.... 저각 백그라운드 측정용 검출기
20.... 섹터 구동 가이드 21.... 측정장치용 케이스
22.... 냉각라인 23.... 질소냉각 시스템
24.... 셧터 25.... 나사
26.... 스프링 27.... 넛트
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 X선 광학계는, X선을 발생시키는 X선 튜브;
합금화 용융 아연 도금 강판의 피막을 구성하는 Fe-Zn 금속간 화합물 중 에타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기; 제타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기; 델타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기; 감마상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기; 저각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도를 측정하는 검출기; 고각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도를 측정하는 검출기; 상기 에타, 제타, 델타, 감마상의 검출기들에 의해 얻어진 상기 X선 회절 강도의 값에서 상기 고각 및 저각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도 값을 제외함으로써, 상기 에타, 제타, 델타, 감마상에 대한 순수한 X선 회절 강도 값만을 이용하여 각 상의 합금상 분율 및 합금화도를 계산하는 연산장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 측정용 X선 광학계는, Fe(211)상에 대한 X선 회절 강도를 측정하는 검출기를 더 포함하고; 상기 연산장치는, 상기 Fe(211)상에 대한 X선 회절 강도 값을 각 상의 합금상 분율 및 합금화도 계산과, 합금화 용융 아연 도금 강판의 도금량 측정에 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 측정용 X선 광학계는, 고각 백그라운드의 X선 회절강도를 측정하는 검출기와 Fe(211)상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기를 제1섹터로구성하고; 감마상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기, 에타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기, 제타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기, 델타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기를 제2섹로 구성하며; 저각 백그라운드의 X선 회절강도를 측정하는 검출기를 제3섹터로 구성하며; 상기 각 섹터는, 각 섹터의 각도를 조절하고 고정시키기 위한 검출기 각도조절 및 고정장치와, 각 섹터를 각각 개별적으로 구동시키기 위한 섹터 구동 가이드를 각각 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 X선 광학계의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다.
도 1에는 합금화 용융 아연 도금 강판의 도금층 구조가 도시되어 있다.
Fe 강판 위에 Zn을 놓고 열처리를 하게 되면, Fe 강판 위에는 Fe-Zn 도금층이 형성되어, 전체적으로는 합금화 용융 아연 도금 강판이 된다. 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 합금화 아연 도금 강판의 도금층은 위에서 부터 순차적으로 에타상, 제타상, 델타상, 감마상으로 구성된다. 그러나, 열처리 온도 및 합금상의 성장에 따라서 상기 상들 중 에타상은 소멸될 수 있다. 즉, 열처리 시간이 길어지고 합금화도가 커지면, 에타상은 감소되고, 제타상과 델타상이 증가하다가. 나중에는 감마상이 형성되기 시작한다.
본 발명은 상기와 같은 도금층에 X선을 입사하고, 그 X선 회절 강도를 이용하여 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도를 측정하는 것이다.
도 2에는 본 발명에 따른 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 X선 광학계의 구성을 나타내고 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 측정용 X선 광학계는 측정하고자 하는 합금화 용융 아연 도금 강판(3)과 측정장치용 케이스(21)를 포함한다. 또한, 상기 합금화 용융 아연 도금 강판(3)과 측정장치용 케이스(21) 사이에는 X선이 투과할 수 있는 캡톤필름(4)이 설치된다. 그리고, 상기 측정장치용 케이스(21)에는 X선을 발생시키기 위한 X선 튜브(1)가 설치되어 있고, 상기 X선 튜브(1)는 X선 튜브 케이스(2)에 의해 둘러싸여 보호되며, 또한 상기 X선 튜브(1)의 단부에는 X선 방출의 개폐를 제어하는 셧터(24)가 설치된다.
그리고, X선 튜브(1)에서 방출되는 X선을 차폐하기 위한 상기 측정장치용 케이스(21)는 가벼운 알루미늄으로 제작되는 것이 바람직하고, 상기 측정장치용 케이스(21) 내부는 질소를 인입하여 사용하는 질소냉각 시스템(23)으로 이루어져 있으며, 또한 상기 측정장치용 케이스(21)의 바닥에는 냉각수를 이용하여 합금화 용융 아연 도금 강판(3)으로부터 발생되는 복사열을 방지하기 위하여 냉각라인(22)을 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 X선 튜브(1)와 합금화 용융 아연 도금 강판(3) 사이에는 X선의 발산 각도를 줄여주는 발산 슬릿(5)이 설치된다.
그리고, 본 발명은 합금화 용융 아연 도금 강판(3)으로부터 회절된 X선의 회절 강도를 측정하기 위하여, 감마상에 대한 X선 회절 강도 측정용 검출기(14), 에타상에 대한 X선 회절 강도 측정용 검출기(15), 제타상에 대한 X선 회절 강도 측정용 검출기(16), 델타상에 대한 X선 회절 강도 측정용 검출기(17)를 기본적으로 구비하며, 더욱 바람직하게는 상기 4개의 검출기 외에 고각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도 측정용 검출기(12), Fe(211)상에 대한 X선 회절 강도 측정용 검출기(13), 저각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도 측정용 검출기(18)를 추가로 구비한다.
그리고, 상기의 검출기들은 복수개의 섹터로 나뉘어서 구동되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 3개의 섹터(9, 10, 11)로 나뉘어서 구동될 수 있고, 그 중 제1섹터(9)는 고각 백그라운드 측정용 검출기(12), Fe(211)상 측정용 검출기(13)를 포함하고, 제2섹터(10)는 감마상 측정용 검출기(14), 에타상 측정용 검출기(15), 제타상 측정용 검출기(16), 델타상 측정용 검출기(17)를 포함하며, 제3섹터(11)는 저각 백그라운드 측정용 검출기(18)를 포함하도록 구성할 수 있다.
상기와 같이 다수개의 검출기를 구비한 각 섹터에는 검출기 각도조절 및 고정장치(8)와 섹터 구동 가이드(20)가 각각 구비되어 있다. 따라서, 상기 각 섹터 구동 가이드(20)로 인해 각 섹터(9, 10, 11)는 개별적으로 구동될 수 있고, 또한 상기 검출기 각도조절 및 고정장치(8)를 통해 각도 조절을 함으로써 온라인상에서 발생하는 진동 등을 감안할 수 있게 되어, 각 검출기들(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)의 정확한 각도를 보정할 수 있다. 각 섹터(9, 10, 11)마다 각도 보정을 해주어야 하는데, 섹터별로 검출기 하나를 기준으로 보정을 해주면, 나머지 검출기들은 정해진 각도에 의해 쉽게 보정이 이루어진다.
그리고, 도 3에는 본 발명에 따른 검출기 각도조절 및 고정장치의 상세한 구성이 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바에 따르면, 스패너 등을 이용하여 나사(25)를 돌려서 각 섹터들(9, 10, 11)의 각도를 조절하게 된다. 이때 나사(25)와 검출기 각도조절 및 고정장치(8)사이에는 스프링(26)이 설치되어 있어서 항상 한쪽 방향으로 힘을 받도록 구성되고, 원하는 각도의 조절이 완료되면 반대편의 나사(25)를 돌려서 검출기 각도조절 및 고정장치(8)를 밀도록 한 뒤, 넛트(27)를 잠금으로써 진동에 의한 풀림을 방지하도록 구성된다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 각 검출기(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)와 합금화 용융 아연 도금 강판(3) 사이에는 바나듐 필터(6)를 설치하도록 구성할 수 있고, 상기와 같이 바나듐 필터(6)가 설치되면, Kβ를 Kα의 1/600로 만들수 있게 된다. 또한, 산란 슬릿(7)을 각 검출기들(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) 앞에 설치하여 합금화 용융 아연 도금 강판(3)으로부터 회절된 X선 이외의 노이즈(noise)를 차단하도록 구성하는 것이 바람직하다.
다음에는 본 발명을 구성하는 상기의 각 구성요소들에 대해 실시예를 통해 더욱 상세하게 살펴본다.
X선 발생장치는 X선 튜브(1), 고압 전원, 냉각장치, 제어회로 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, X선 회절용으로는 회전 양극 X선 튜브와 미소초점 X선 튜브 등도 사용되고 있으나, 본 실시예에서는 봉입형 X선 튜브가 사용된다. 봉입형 X선 튜브는 모두 양극 접지형으로 필라멘트에 고압을 인가하여 사용한다. 양극에는 Cu, W, Mo, Co, Fe, Cr, Ag 등이 사용되며, 본 실시예에서는 Cr을 사용한다. 초점의 크기에 따라 normal focus형(초점 크기 : 1.0 X 10 mm2), fine focus형(초점 크기 : 0.4 X 8 mm2), 고출력 fine focus형(초점 크기 : 0.4 X 12 mm2), broad focus형(초점 크기 : 2.0 X 12 mm2)으로 나누어져 있는데, 본 실시예에서는 broad focus 형을 사용한다. X선 회절용으로는 선초점(line focus)이 사용되고, 단결정 X선용으로는 점초점(point focus)이 사용되는데, 본 실시예에서는 선초점을 이용한 X선 발생장치를 사용한다. 전원은 직류 고압전원으로서 봉입형 X선 튜브의 경우에 20~60 kV, 0~60 mA 정도의 전원이 사용되어진다. 그리고, 상용전원을 고압트랜스로 승압해서, 이극정류관이나 실리콘 정류기로 직류를 만들어서, X선 튜브(1)에 걸어준다. 튜브 전류의 제어는 X선 튜브(1)의 필라멘트 전류를 가감함으로써 조절한다. 봉입형 X선 튜브에는, 35℃ 이하의 냉각수를 3.5 l/min 이상의 유속으로 흘리는 것이 바람직하다.
X선 회절계로 CuKα선을 사용하는 경우에 가장 많이 사용되고 있는 검출기는 비례계수관이다. MoKα선 등은 단파장에서 효율이 좋은 신티레이션 계수관(Scintillation counter)을 많이 사용하는데, 본 실시예에서도 CrKα선을 이용하고 신티레이션 계수관(도시되지 않음)을 사용한다. 신티레이션 계수관은 고체의 형광작용을 이용하여, 발광체로서 미량의 탈륨(Tl)으로 활성화한 NaI 단결정을 사용한다. X선이 이 결정에 입사하면 청백색 형광을 발하고, 그때 생기는 광자수는 X선 양자의 에너지에 비례한다. 이 미약한 광을 광전자증폭관(photomultiplier)(도시되지 않음)을 사용해서 증폭한다. 즉, 발광체의 빛이 광전 음극에서 전자로 변환되어, 여러 단계의 2차 전자면에서 기하급수적으로 증가해서 펄스로 출력된다.
X선 발생장치에서 고압전원을 이용하여 X선을 발생시킨다. 이 때 고열이 발생하므로, X선 튜브(1)를 냉각장치를 이용하여 식혀준다. X선을 합금화 용융 아연 도금 강판(3)에 조사하여 X선 회절강도를 각 검출기들(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)을 통하여 측정하는데, 각 검출기들(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)에는 대략 1kV 정도의 직류전압을 인가하고, 각 검출기들(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)에 부착된 애벌증폭기(preamplifier)(도시되지 않음)와 주 증폭기(amplifier)(도시되지 않음)를 거쳐 펄스로 출력되고, 파고분석기(pulse height analyzer)(도시되지 않음)에 의해서 원하는 범위의 에너지를 가지는 펄스만을 출력하게 된다. 최종적으로 계수기(counter)(도시되지 않음)를 통하여 회절 X선에 의한 각 상의 강도가 표시된다. 각 검출기들(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)은 계수기의 값을 통하여 가장 큰 값이 나오는 위치의 각도를 조절하여 고정한다. 합금화 용융 아연 도금 강판(3)의 합금화도와 합금상 분율을 구하기 위해서, 감마상의 X선 회절강도 측정용 검출기(14), 에타상의 X선 회절강도 측정용 검출기(15), 제타상의 X선 회절강도 측정용 검출기(16), 델타상의 X선 회절강도 측정용 검출기(17)에 의해 얻어진 X선 회절강도를 이용하는데, 이때 얻어진 X선 회절강도는 각 합금상들의 순수한 X선 회절강도가 아니므로 백그라운드에 대한 X선 회절강도를 제외한 순수한 각 상의 X선 회절강도를 얻기 위해서, 백그라운드에 대한 X선 회절강도를 측정하는 검출기(12, 18)를 이용하여 얻은 X선 회절강도를 빼어준 나머지 값을 이용하는 것이 바람직하다. 따라서, 정확한 합금화도와 합금상 분율을 구하기 위해서는, 저각 백그라운드에 대한 X선 회절강도를 측정하는 검출기(18)와 고각 백그라운드에 대한 X선 회절강도를 측정하는 검출기(12)를 모두 이용하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 실시예에서 X선의 회절 강도를 측정하기 위한 조건은 다음과 같다.
X선 튜브(1) : Cr(파장=2.2896 Å),
튜브전압 : 30~50 kV,
튜브전류 : 30~50 mA,
슬릿 : X선 source쪽은 발산 슬릿(Molybdenum, 1°)(5), 검출기쪽은 산란 슬릿(Molybdenum, 1°)(7),
필터 : 바나듐(Vanadium)(두께 0.015 mm)(6),
검출기 : 신티레이션 계수관,
X선 입사각 : 60도,
검출기의 주사범위는 다음과 같다.
감마상의 X선 회절강도 측정용 검출기(d=1.22 Å ; 2θ=139.0°)(14),
에타상의 X선 회절강도 측정용 검출기(d=1.237 Å ; 2θ=135.5°)(15),
제타상의 X선 회절강도 측정용 검출기(d=1.26 Å ; 2θ=130.3°)(16),
델타상의 X선 회절강도 측정용 검출기(d=1.2803 Å ; 2θ=126.8°)(17),
Fe(211)상의 X선 회절강도 측정용 검출기(d=1.1702 Å ; 2θ=156.1°)(13),
저각 백그라운드의 X선 회절강도 측정용 검출기(d=1.4062 Å ;2θ=109.0°)(18),
고각 백그라운드의 X선 회절강도 측정용 검출기(d=1.1547 Å ; 2θ=165.0°)(12),
X선 튜브(1)와 합금화 용융 아연 도금 강판(3)사이의 거리 : 380 mm,
각 검출기들(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)과 합금화 용융 아연 도금 강판(3)사이의 거리 : 422 mm.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 X선 광학계에 의하면, X선 튜브(1)에서 나온 X선 중 발산 슬릿(Divergence slit)(5)을 통과한 X선만이 합금화 용융 아연 도금 강판(3)에 입사하고, 상기 합금화 용융 아연 도금 강판(3)으로부터 회절된 X선은 바나듐필터(Vanadium filter)(6)와 산란 슬릿(Scatter slit)(7)을 통과하여 각 검출기들(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)에 도달하게 된다. 그리고, 상기 각 검출기에서 측정된 각 상의 X선 회절 강도 값은 연산장치(도시되지 않음)에 입력되고, 상기 연산장치는 상기 각 상의 X선 회절 강도 값을 이용하여 측정 대상 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도를 계산하게 된다.
합금화 용융 아연 도금 강판의 도금층을 구성하는 각 상의 X선 회절 강도 값을 이용하여 합금화도와 합금상 분율을 구하는 알고리즘에 대해서는 이미 공지의 기술로서 널리 알려져 있고, 또한 계속해서 개발중이므로, 여기서는 그 자세한 알고리즘의 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
도 4는 상기의 실시예를 통해 측정한 합금화 용융 아연 도금 강판(3)의 X선회절 스펙트럼을 나타낸 것으로서, 합금화도가 다른 두 종류의 합금화 용융 아연 도금 강판(3)의 X선 회절 스펙트럼을 나타낸다. 합금화도에 따른 합금상의 X선 회절각의 위치는 각 검출기들(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)의 각도를 결정하게 된다. 그래프의 곡선 A에서는 순수한 감마상만으로 이루어진 합금화 용융 아연 도금 강판(3)의 X선 회절 스펙트럼의 측정 결과를 보여주고, 그래프의 곡선 B에서는 델타상, 제타상과 에타상으로 합금화가 덜 이루어진 합금화 용융 아연 도금 강판(3)의 X선 회절 스펙트럼의 측정 결과를 보여준다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 X선 광학계에 의하면,
각도변화에 따른 각 상별 위치에서의 백그라운드가 서로 다르므로, 2개의 백그라운드 검출기인 저각 백그라운드 검출기와 고각 백그라운드 검출기를 이용하여 정확하고, 순수한 각 상별 X선 회절 강도를 온라인 상에서 얻을 수 있고, X선 회절강도를 이용하여 합금상 분율 및 합금화도를 구할 수 있다.
또한, Fe(211)상 검출기를 이용하여 합금화 용융 아연 도금 강판의 도금량을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 합금화도와 합금상 분율의 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. X선을 발생시키는 X선 튜브(1);
    합금화 용융 아연 도금 강판(3)의 피막을 구성하는 Fe-Zn 금속간 화합물 중 에타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(15);
    제타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(16);
    델타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(17);
    감마상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(18);
    저각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도를 측정하는 검출기(18);
    고각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도를 측정하는 검출기(12);
    상기 에타, 제타, 델타, 감마상의 검출기들(14, 15, 16, 17)에 의해 얻어진 상기 X선 회절 강도의 값에서 상기 고각 및 저각 백그라운드에 대한 X선 회절 강도 값을 제외함으로써, 상기 에타, 제타, 델타, 감마상에 대한 순수한 X선 회절 강도 값만을 이용하여 각 상의 합금상 분율 및 합금화도를 계산하는 연산장치(도시되지 않음)를 포함하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 X선 광학계.
  2. 제 1항에 있어서, Fe(211)상에 대한 X선 회절 강도를 측정하는 검출기(13)를 더 포함하고;
    상기 연산장치는, 상기 Fe(211)상에 대한 X선 회절 강도 값을 각 상의 합금상 분율 및 합금화도 계산과, 합금화 용융 아연 도금 강판의 도금량 측정에 이용하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 X선 광학계.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고각 백그라운드의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(12)와 Fe(211)상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(13)를 제1섹터(9)로 구성하고;
    감마상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(14), 에타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(15), 제타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(16), 델타상의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(17)를 제2섹터(10)로 구성하며;
    저각 백그라운드의 X선 회절강도를 측정하는 검출기(18)를 제3섹터(11)로 구성하며;
    상기 각 섹터(9, 10,11)는, 각 섹터(9, 10, 11)의 각도를 조절하고 고정시키기 위한 검출기 각도조절 및 고정장치(8)와, 각 섹터(9, 10, 11)를 각각 개별적으로 구동시키기 위한 섹터 구동 가이드(20)를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 합금화 용융 아연 도금 강판의 합금상 분율 및 합금화도 측정용 X선 광학계.
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