TW202400999A - 評價方法、評價裝置及程式 - Google Patents

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Abstract

[課題] 提供一種方法，於透射率高且具有缺陷部的脆性材料，定量地評價該缺陷部整體。 [解決手段] 評價方法，為使用了塔爾博特攝影裝置(放射線攝影裝置(100))的評價方法，於評價，評價對象物(H)為包括光的電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料，對評價對象物(H)進行攝影而取得小角散射影像，從小角散射影像取得缺陷部的散射訊號強度，從散射訊號強度算出缺陷部的深度方向的資訊。

Description

評價方法、評價裝置及程式
本發明，有關評價方法、評價裝置及程式。
為代表性的脆性材料之玻璃，在透明性、耐化性及耐熱性方面優異。因此，玻璃，為在所定的化學特性及物理特性為重要的用途方面合適的材料。如此的用途方面，舉例顯示器、各種感測器、太陽能電池、微細機械零件等。 當前，產生對於玻璃之進一步的品質提升的要求，需要一種玻璃基板，具有高的強度與柔軟性，同時更薄且輕。
超薄玻璃(UTG)，因其柔軟性，例如一直以來被開發作為智慧型手機、平板、時鐘及其他穿戴式裝置等裝置的蓋玻璃及顯示器。UTG，亦可被使用為指紋感測器模組的蓋玻璃及相機的透鏡蓋。
然而，如UTG的厚度不足0.5mm的玻璃片方面，例如變得容易產生裂痕及在玻璃端部的破裂等主要造成損壞的缺陷，處置飛躍地變困難。此外，玻璃片變薄時，整體的機械強度，亦即彎曲或衝撃強度，顯著降低。 為此，針對薄的玻璃，預測玻璃的強度及該玻璃物品是否可使用於特別的用途，為非常重要。於是，正在開發供於評價超薄玻璃的機械特性用的多數的試驗。具體而言，例如為3點彎曲(3BP)試驗、筆落下試驗、抗刮性試驗等。
歷來，例如，在筆落下試驗，針對落下的筆與玻璃發生了衝撞時的是否破裂的評價，雖一直以來以利用了目視之定性評價進行判斷，惟以目視評價，即使可確認玻璃已破裂，仍無法判斷在厚度方向上破裂何種程度。亦即，為作為保護蓋的用途時，無法判斷破損是否及於作為保護對象的製品。 此外，即使使用白色干涉儀、雷射顯微鏡等的光學系統，例如，如圖9b般，隨高倍率觀察，視野變窄，故目視以外不存在針對裂痕整體而包羅且定量地進行評價的方法。
於是，作為如此的裂痕的包羅性的評價方法，在專利文獻1，已揭露一種方法，利用透過X射線塔爾博特(Talbot)攝影而生成的小角散射影像、微分相位影像，將在針對由樹脂及碳纖維強化聚合物(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)所成的試片進行了拉伸試驗之際在試片的內部產生的裂痕、空隙的2維的大小及分布進行可視化。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2020-187088號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，在專利文獻1的方法，雖可明確化裂痕、空隙的2維的大小、面內分布，惟該等全限定於2維的資訊。亦即，僅生成專利文獻1的小角散射影像及微分相位影像，將產生於樣品的裂痕整體進行可視化，結果而言不可能定量地知悉裂痕的深度方向的資訊(樣品在厚度方向破裂何種程度)。
更具體而言，於專利文獻1的發明，如CFRP的纖維配向樹脂的情況下，不僅所產生的裂痕位置，於如圖10的作為評價對象物H的纖維部分h，X射線亦會發生散射。因此，在塔爾博特攝影，由於將X射線放射軸方向的散射訊號強度進行積分而作成小角散射影像，故無法僅抽出裂痕部的散射訊號，無法基於小角散射影像的訊號強度而算出裂痕的深度。 此外，於微分相位影像亦為相同，在微分相位影像，依X射線的折射，訊號強度發生變化。如CFRP的纖維配向樹脂的情況下，不僅所產生的裂痕位置，於如圖10的作為評價對象物H的纖維部分h，X射線亦會折射。因此，無法僅抽出裂痕部的訊號，無法基於微分相位影像的訊號強度而算出裂痕的深度。
因此，本發明的課題，在於提供一種評價方法、評價裝置及程式，在透射率高且具有缺陷部的脆性材料，可定量地評價該缺陷部整體。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述課題，本發明的評價方法，為使用了塔爾博特攝影裝置的評價方法， 於前述評價，評價對象物為包括光的電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料， 對前述評價對象物進行攝影而取得小角散射影像， 從前述小角散射影像取得前述缺陷部的散射訊號強度， 從前述散射訊號強度算出前述缺陷部的深度方向的資訊， 評價方法。
此外，本發明的評價方法，為使用了塔爾博特攝影裝置的評價方法， 於前述評價，評價對象物為包括光的電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料， 對前述評價對象物進行攝影而取得微分相位影像， 從前述微分相位影像取得前述缺陷部的訊號強度， 從前述訊號強度算出前述缺陷部的深度方向的資訊。
此外，本發明的評價裝置，具備： 生成手段，其為照射包括光的電磁波的照射裝置、複數個柵、檢測器被排列於照射軸方向而設者，基於一摩爾紋影像而生成小角散射影像，該摩爾紋影像，為對配置於和前述照射軸方向重疊的位置的為前述電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料的評價對象物，透過前述照射裝置照射放射線而進行攝影從而獲得者；以及 算出手段，其從前述小角散射影像取得前述缺陷部的散射訊號強度，從前述散射訊號強度算出前述缺陷部的深度方向的資訊。
此外，本發明的程式，使一評價裝置的電腦作用為生成手段與算出手段， 前述評價裝置，為照射包括光的電磁波的照射裝置、複數個柵、檢測器被排列於照射軸方向而設者，基於對配置於和前述照射軸方向重疊的位置的為前述電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料的評價對象物透過前述照射裝置照射放射線而進行攝影從而獲得的摩爾紋影像而進行前述評價對象物的評價， 前述生成手段，基於前述摩爾紋影像而生成小角散射影像， 前述算出手段，從前述小角散射影像取得前述缺陷部的散射訊號強度，從前述散射訊號強度算出前述缺陷部的深度方向的資訊。 [對照先前技術之功效]
依本發明時，於透射率高且具有缺陷部的脆性材料，可定量地評價該缺陷部整體。
以下，參照圖式針對本發明的實施方式進行說明。
[第1實施方式] (放射線攝影系統的構成) 圖1，為示意地針對本發明的第1實施方式之放射線攝影裝置100進行了繪示的圖。 放射線攝影裝置100，為針對進行筆落下試驗後的試片等評價對象物H進行攝影的裝置。該放射線攝影裝置100，作用為塔爾博特攝影裝置及評價裝置。
如示於圖1，放射線攝影裝置100，具備主體部1與控制器5。 主體部1，如示於圖1，具備塔爾博特-勞厄(Talbot Lau)干涉儀，該干涉儀，具備放射線源11，具備包含多狹縫12及附加濾波器準直儀112的第1蓋單元120，具備包含支撐台13、第1柵14、第2柵15及放射線檢測器16的第2蓋單元130，以及具備支柱17與基台部19。主體部1的塔爾博特-勞厄干涉儀為縱型，放射線源11、多狹縫12、支撐台13、第1柵14、第2柵15、放射線檢測器16，被依此順序配置於為重力方向的z方向。
多狹縫12、支撐台13、第1柵14、第2柵15、放射線檢測器16，被保持於相同的基台部19而安裝於支柱17。基台部19，亦可被構成為，可相對於支柱17移動於z方向。 此外，於支柱17，除基台部19外，安裝有放射線源11。放射線源11，被經由緩衝構件17a而保持於支柱17。緩衝構件17a，只要為可吸收衝撃、振動的材料則可使用任一種材料，惟舉例如彈性體等。放射線源11因放射線的照射而發熱，故放射線源11側的緩衝構件17a另外優選為隔熱素材。
放射線源11，具備X射線管，透過該X射線管予以產生X射線而照射X射線於z方向(重力方向)。X射線管方面，例如可使用庫立茲(Coolidge)X射線管、旋轉陽極X射線管。陽極方面，可使用鎢、鉬。 放射線源11的焦點徑，優選為0.03～3(mm)，更優選為0.1～1(mm)。 另外，在本實施方式，雖舉使用X射線而進行攝影之情況為例進行說明，惟亦可使用其他放射線，例如中子束、包括γ射線、光的電磁波等。亦即，在本實施方式，放射線，表示廣義的放射線，指所有的電磁波、粒子束。 此外，該放射線源11，作用為照射裝置。
第1蓋單元120，為設於放射線源11的正下方的單元。第1蓋單元120，如示於圖1，被具備多狹縫12、安裝用臂12b、附加濾波器準直儀112等而構成。第1蓋單元120的各構成要素，被蓋構件覆蓋而保護。
多狹縫12(G0柵)為繞射柵，如示於圖2，在和放射線照射軸方向(此處為z方向)正交的x方向上，被以既定間隔排列複數個狹縫而設。多狹縫12，為在矽、玻璃如此的放射線的吸收率低的材質的基板上，由鎢、鉛、金如此的放射線的遮蔽力大，亦即由放射線的吸收率高的材質而形成。例如，透過微影使抗蝕層被狹縫狀地進行遮罩，被照射UV而使狹縫的圖案被轉印於抗蝕層。透過曝光而獲得和該圖案相同的形狀的狹縫構造，透過電鑄法使得金屬被埋入於狹縫構造間，而形成多狹縫12。
多狹縫12的狹縫週期(柵週期)為1～60(μm)。狹縫週期，如示於圖2般以鄰接的狹縫間的距離為1週期。狹縫的寬(各狹縫的狹縫週期方向(x方向)上的長度)，為狹縫週期的1～60(%)的長度，更優選為10～40(%)。狹縫的高度(z方向的高度)，為1～1500(μm)，優選為30～1000(μm)。多狹縫12，被安裝用臂12b支撐而安裝於基台部19。
附加濾波器準直儀112，為將從放射線源11照射的X射線的照射區域進行限制，同時將從放射線源11照射的X射線之中無助於攝影的低能成分進行除去者。
第2蓋單元130，如示於圖1，被具備支撐台13、第1柵14及第2柵15、移動機構15a、放射線檢測器16等而構成。第2蓋單元130，上表面為支撐台13，將支撐台13的周圍以蓋構件進行覆蓋，從而保護內部的構成要素受到評價對象物H、技師的接觸導致的損傷、塵埃的侵入的影響。此外，單元內的溫度變得不易受到外界空氣的影響，故可減低第1柵14及第2柵15的熱脹等導致的柵位置的變動。
支撐台13，為供於對評價對象物H進行支撐用的台。
第1柵14(G1柵)，和多狹縫12同樣地，為在和為放射線照射軸方向的z方向正交的x方向上排列複數個狹縫而設的繞射柵。第1柵14，可和多狹縫12同樣地透過使用了UV的微影而形成，亦可作成為，透過所謂的ICP法對矽基板以微細細線進行深掘加工，僅以矽形成柵構造。第1柵14的狹縫週期為1～20(μm)。狹縫的寬為狹縫週期的20～70(%)，優選為35～60(%)。狹縫的高度為1～100 (μm)。
第2柵15(G2柵)，和多狹縫12同樣地，為在和為放射線照射軸方向的z方向正交的x方向上排列複數個狹縫而設的繞射柵。第2柵15亦可透過微影而形成。第2柵15的狹縫週期為1～20(μm)。狹縫的寬為狹縫週期的30～70(%)，優選為35～60(%)。狹縫的高度為1～100(μm)。鄰接於第2柵15而設有使第2柵15移動於x方向的移動機構15a。移動機構15a，只要可透過馬達等的驅動使第2柵15直線進給於x方向，則可採用任何構成者。
放射線檢測器16，被2維狀地配置有依所照射的放射線而生成電訊號的轉換元件，將透過該轉換元件而生成的電訊號作為影像訊號而讀取。放射線檢測器16的像素尺寸為10～300(μm)，更優選為50～200(μm)。放射線檢測器16，以抵接於第2柵15的方式使位置固定於基台部19為優選。原因在於，第2柵15與放射線檢測器16間的距離越大，則透過放射線檢測器16而獲得的摩爾紋影像越模糊。
放射線檢測器16方面，可採用平板探測器(FPD：Flat Panel Detector)。FPD方面，包含將放射線經由閃爍器透過光電轉換元件轉換為電訊號的間接轉換型、將放射線直接轉換為電訊號的直接轉換型，惟可使用任一種。 此外，放射線檢測器16方面，亦可使用提供了第2柵15的強度調變效應之放射線檢測器。例如，為了對閃爍器以和第2柵15的狹縫同等的週期及寬提供感應死區，於閃爍器掘溝，將作成為柵狀的閃爍器的狹縫閃爍器檢測器用作為放射線檢測器16亦可(參考文獻1：Simon Rutishauser et al.,「Structured scintillator for hard x-ray grating interferometry」, APPLIED PHYSICS LETTERS 98, 171107 (2011))。此構成的放射線檢測器16，為兼具第2柵15與放射線檢測器16者，故不需要分開設置第2柵15。亦即，具備狹縫閃爍器檢測器，等同具備第2柵15與放射線檢測器16。
另外，主體部1的塔爾博特-勞厄干涉儀，雖說明為被構成為從設於上側的放射線源11朝下方的評價對象物H照射X射線的情況(所謂的縱型的情況)，惟不限於此，亦可構成為從設於下側的放射線源11朝上方的評價對象物H照射X射線。此外，亦可將X射線照射於水平方向(所謂的橫型的情況)等構成為照射於任意的方向。
控制器5，如示於圖3，被具備控制部51、操作部52、顯示部53、通訊部54、記憶部55而構成。 控制部51，由中央處理器(CPU：Central Processing Unit)、隨機存取記憶體(RAM：Random Access Memory)等構成。控制部51，連接於主體部1的各部分(例如，放射線源11、放射線檢測器16、移動機構15a等)，控制各部分的動作。此外，控制部51，透過和記憶於記憶部55的程式的協作，從而執行以後述的裂痕深度算出處理A為代表的各種處理。 亦即，控制部51，作用為一生成手段，該生成手段，基於後述的摩爾紋影像，生成小角散射影像。此外，控制部51，作用為一算出手段，該算出手段，從小角散射影像取得缺陷部的散射訊號強度，從散射訊號強度算出缺陷部的後述的深度方向的資訊。 此處，缺陷部，指在對評價對象物H從外部施加了能量之際產生於評價對象物H的缺陷(裂紋、裂痕等)。來自外部的能量，包含有意地施加者或無意地施加者雙方。前者，主要以評價試驗為目的，後者，主要以製品試驗為目的。
操作部52，除用於曝射開關、攝影條件等的輸入操作的鍵組外，具備被和顯示部53的顯示器一體地構成的觸控面板，生成因應於此等操作的操作訊號而輸出至控制部51。 顯示部53依控制部51的顯示控制，於顯示器顯示操作畫面、主體部1的動作狀況等。
通訊部54，具備通訊介面，和網路上的外部機器進行通訊。 記憶部55，由非揮發性的半導體記憶體、硬碟等構成，記憶著由控制部51執行的程式、程式的執行所需的資料。
(利用了塔爾博特干涉儀、塔爾博特-勞厄干涉儀之攝影) 此處，說明利用了塔爾博特干涉儀、塔爾博特-勞厄干涉儀的攝影方法。 如示於圖4，從放射線源11照射的X射線穿過第1柵14時，所穿過的X射線在z方向上以一定之間隔而成像。將此像稱為自身影像，將形成自身影像的現象稱為塔爾博特效應。在形成自身影像的位置，和自身影像大致上平行地配置第2柵15，透過穿過了第2柵15的X射線而獲得摩爾紋影像(圖4中以Mo表示)。亦即，第1柵14形成週期圖案，第2柵15將週期圖案轉換為摩爾紋。在放射線源11與第1柵14間存在評價對象物H時，因評價對象物H使得X射線的相位發生偏移，故如示於圖4，摩爾紋影像上的摩爾紋，以評價對象物H的邊緣為邊界而擾亂。將此摩爾紋的擾亂，透過處理摩爾紋影像從而進行檢測，可將評價對象物H像進行影像化。此為塔爾博特干涉儀的原理。
在主體部1，在放射線源11與第1柵14之間的接近放射線源11的位置，配置多狹縫12，進行利用了塔爾博特-勞厄干涉儀之X射線攝影。塔爾博特干涉儀雖以放射線源11為理想的點光源作為前提，惟實際的攝影中一定程度使用焦點徑大的焦點，故因多狹縫12使得獲得猶如點光源複數相連而被照射X射線的效果。此為利用了塔爾博特-勞厄干涉儀的X射線攝影法，即使在焦點徑一定程度大的情況下，仍可獲得和塔爾博特干涉儀同樣的塔爾博特效應。
於本實施方式的主體部1，對為了生成評價對象物H的再構成影像所需的摩爾紋影像透過條紋掃描法進行攝影。條紋掃描(fringe Scan)，一般而言，指使柵(多狹縫12、第1柵14、第2柵15)之中的任一枚(在本實施方式，假設為第2柵15)或2枚相對於狹縫週期方向(x方向)進行移動而進行M次(M為正的整數，吸收影像為M＞2，微分相位影像與小角散射影像為M＞3)的攝影(M步驟的攝影)，取得為了生成再構成影像所需的M枚的摩爾紋影像。具體而言，使予以移動的柵的狹縫週期為d(μm)時，將按d/M(μm)使柵移動於狹縫週期方向而進行攝影重複進行，取得M枚的摩爾紋影像。
基於摩爾紋影像而生成的再構成影像方面，包括小角散射影像、微分相位影像、吸收影像。 小角散射影像，為將在微小構造的X射線的散射進行了影像化者，X射線的散射越大，訊號強度越大。在小角散射影像，可捕捉比像素尺寸小的數um～數十um的微小構造集合體。 微分相位影像，為將由於評價對象物H之X射線的折射進行了影像化者，X射線的折射越大，訊號強度越大。在吸收影像，越輕元素則感度越低，惟在微分相位影像，即使為輕元素仍可保有高的感度，故亦可捕捉在吸收影像難捕捉的物質的變化。 吸收影像，為將由於評價對象物H之X射線的吸收進行了影像化者，為和從歷來的單純X射線像同等的影像。
再構成影像的生成，例如，首先對評價對象物H的摩爾紋影像(含評價對象物H的摩爾紋影像)，實施偏移校正處理、增益校正處理、缺陷像素校正處理、X射線強度變動校正等。接著，基於校正後的評價對象物H的摩爾紋影像及構成影像生成用的背景(BG：Back Ground)摩爾紋影像，生成再構成影像。BG摩爾紋影像，為在將評價對象物H從支撐台13移除的狀態下，以和評價對象物H的摩爾紋影像相同的X射線照射條件(管電壓、mAs值、濾波器)使第2柵15移動而取得的摩爾紋影像。 吸收影像，被對將M枚的評價對象物H的摩爾紋影像的加算影像除以M枚的BG摩爾紋影像的加算影像從而生成的透射率影像，進行對數轉換從而生成。 微分相位影像，被透過以下方式而生成：針對評價對象物H的摩爾紋影像與BG摩爾紋影像的各者，使用條紋掃描法的原理而計算摩爾紋的相位，從而分別生成含評價對象物H的微分相位影像與無評價對象物H的微分相位影像，從所生成的含評價對象物H的微分相位影像減去無評價對象物H的微分相位影像。 小角散射影像，被透過以下方式而生成：針對評價對象物H的摩爾紋影像與BG摩爾紋影像的各者，使用條紋掃描法的原理而計算摩爾紋的可視性(Visibility)(Visibility=振幅÷平均值)，從而分別生成含評價對象物H的小角散射影像與無評價對象物H的小角散射影像，將所生成的含評價對象物H的小角散射影像除以無評價對象物H的小角散射影像。
(關於評價對象物H) 評價對象物H，為包括光的電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料。 透射率(I/Io)，在包括光等的電磁波，以下述的式(1)定義，以入射之際的照射能量Io與通過了物質之際的照射能量I的比I/Io而界定。 [數式1] μ：線衰減係數 ρ：照射X射線的物質的密度 x：照射X射線的物質的質量厚度 脆性材料，指存在因各種衝撃試驗而發生破裂、缺損、變形的可能性的脆性材料。具體而言，舉氧化鋁、氧化鋯、氮化鋁、莫來石、堇青石、氧化鋁/硼矽玻璃、堇青石/硼矽玻璃、氧化鎳/氧化鋯、氧化鈦、由在此等陶瓷材料添加了鹼土類元素、稀土元素等的氧化物者等所成的陶瓷、碳化鉭(TAC：tantalum carbide)、環烯烴聚合物(COP：Cyclo-olefin Polymer)、丙烯酸、聚碳酸酯、聚醯亞胺等的高分子材料，此外舉硬塗層材等。 透射率高，由於透射率低時除缺陷部以外X射線的散射亦變大而無法獲得缺陷部的深度方向的資訊，故表示可獲得缺陷部的深度方向的資訊的程度的透射率。 具體而言，例如，在管電壓50kV、射線量800mAs的條件下進行了攝影的情況下，評價對象物H的X射線透射率(I/Io)，優選為0.900～0.999的範圍，惟未必限於此範圍。 實際上攝影之際的試料形態方面，可為脆性材料單體(玻璃板、介電陶瓷的生胚(green sheet))，此外亦可為併入於裝置的狀態(將脆性材料作為保護構件而併入的電子裝置、積層陶瓷電容)。具體而言，舉UTG(超薄玻璃)單體、於UTG黏貼了保護膜的保護構件、搭載了UTG作為保護構件的電子裝置(智慧型手機、平板等)、介電陶瓷(氧化鈦、鈦酸鋇、鈦酸鍶等)的生胚、及搭載了該等材料作為介電體層的積層陶瓷電容。
(關於放射線攝影裝置100的動作　評價方法) 接著，針對放射線攝影裝置100的動作進行說明。 圖5，為針對透過放射線攝影裝置100的控制部51與記憶於記憶部55的程式的協作從而執行的裂痕深度算出處理A進行繪示的流程圖。裂痕深度算出處理A，為算出評價對象物H的缺陷部(裂痕)的深度方向的資訊的處理。 另外，假設，對評價對象物H，已進行筆落下試驗(例如，揭露於特表2020-537185)，因筆落下而已生成缺陷部(裂痕)。此外，假設，後述的校準曲線(calibration curve)，已記憶於記憶部55。 在本實施方式，假設，在裂痕深度算出處理A的開始前，未將評價對象物H設置於支撐台13的狀態，或將評價對象物H連同支撐台13移除了的狀態下，使第2柵15移動而取得M枚(例如，4枚)無評價對象物H的摩爾紋影像(稱為BG(Back Ground)摩爾紋影像)而記憶於記憶部55。 裂痕深度算出處理A，被依透過操作部52進行執行指示而執行。另外，評價對象物H，假設在步驟S2以前，評價對象物H被設置於支撐台13。
首先，控制部51，經由操作部52，取得試驗條件(步驟S1)。例如，控制部51，取得筆落下試驗中的筆的落下高度。
接著，控制部51，控制放射線源11、移動機構15a、放射線檢測器16等，進行利用上述的塔爾博特效應而取得摩爾紋影像的攝影(稱為塔爾博特攝影)。於本實施方式，透過條紋掃描法，一面使柵(本實施方式中為第2柵15)移動於狹縫週期方向一面取得M枚的含評價對象物H的摩爾紋影像(稱為評價對象物H摩爾紋影像)。並且，控制部51，基於預先取得的BG摩爾紋影像與評價對象物H摩爾紋影像，作為再構成影像而生成小角散射影像(步驟S2)。 另外，具體而言，生成示於圖9a的小角散射影像。
接著，控制部51，抽出缺陷部的小角散射影像的散射訊號強度(步驟S3)。另外，缺陷部，由於為在筆落下試驗中使筆落下之處、其周邊，故為已知。 此外，亦可使散射訊號強度為閾值以上之處為缺陷部。亦即，使散射訊號強度為閾值以上之處為缺陷部，從而可檢測出產生於評價對象物H的缺陷部。
接著，控制部51，基於事前作成於記憶部55的校準曲線，算出缺陷部的裂痕深度(步驟S4)。
此處，針對校準曲線及使用了校準曲線之裂痕深度的算出方法進行說明。校準曲線，指表示深度方向的裂痕深度與散射訊號強度的關係之圖形的線。亦即，只要可獲得散射訊號強度，即可獲得對應於散射訊號強度的值之裂痕深度。 校準曲線，可透過以下方式而作成：針對在將進行了已知的溝的深度不同的加工的玻璃板或將脆性材料以側面對齊的方式進行了排列之際產生的接合部的散射訊號強度，使用複數個厚度的脆性材料而進行塔爾博特攝影，取得和溝的深度對應的散射訊號強度。 另外，作為前提，評價對象物H為包括光的電磁波的透射率(I/Io)高的脆性材料，故如示於圖6，於散射訊號強度，僅包含裂痕的資訊，故可作成校準曲線。另一方面，例如，如圖10的CFRP的情況下，於散射訊號強度，不僅裂痕的資訊，亦包含纖維、空隙的資訊，故無法作成校準曲線。 此外，上述接合部，不僅將玻璃板或脆性材料以側面對齊的方式排列而進行了黏合的情況，亦包含將玻璃板或脆性材料以側面對齊的方式排列而予以接觸了的情況等。
接著，控制部51，使顯示部53，顯示筆落下試驗中的筆的落下高度及缺陷部的裂痕深度(步驟S5)，結束裂痕深度算出處理A。
(關於試驗結果) 圖7，為將在3種類的筆落下高度下進行筆落下試驗並將圖5的裂痕深度算出處理A進行3次而獲得的裂痕深度與落下高度繪示為圖形者。此外，實線，為基於所繪示的點而將關係性進行了近似的直線。例如，舉透過最小平方法而進行了近似的直線等。 此處，虛線，為指示評價對象物H的厚度之線。因此，將在實線與虛線的交點之落下高度，作為和評價對象物H的耐衝擊性有關的指標，從而可定量地評價耐衝擊性能。 另外，圖11，為歷來的試驗結果，準備複數個改變了評價對象物H的厚度的樣品，改變筆的落下高度，每次以目視等確認破裂或未破裂，從而確認評價對象物H的耐衝擊性能。因此，使用本評價方法，使得能以較少的試驗次數而評價耐衝擊性能。
另外，在上述，雖使在實線與虛線的交點之落下高度為和評價對象物H的耐衝擊性有關的指標，惟指標不限於此。 例如，評價對象物H為複數且以同樣的條件進行筆落下試驗的情況下，使按評價對象物H而獲得的裂痕深度為指標，從而可相對地評價每個評價對象物H的強度。再者，亦可透過基於作為指標的裂痕深度而進行強度的等級的區分等，而使得可按強度的等級將評價對象物H進行分類。 此外，亦可使在筆落下試驗中在筆衝撞於評價對象物H之際施加於評價對象物H的衝撃壓力作為和耐衝擊性有關的指標。衝撃壓力，例如舉針對在平台之上將基底層、感壓紙、評價對象物H依此順序進行設置，並在此狀態下實施了筆落下試驗之際的筆落下部的感壓紙的變色，使用壓力影像解析系統而進行測定。基底層，例如舉聚醯亞胺、丙烯酸、電木等的樹脂材料。此外，亦可使用作為基底層使用評價對象物H作為蓋件之實際的電子裝置模組。
(其他實施方式) 其他實施方式方面，關於從放射線源11照射的放射線，亦可利用複數個波長。據此，可使裂痕深度算出的精度提升。
此外，亦可將在使評價對象物H傾斜而進行了攝影之際所取得的散射訊號強度單獨或組合而進行使用而算出裂痕深度。
此外，第1實施方式，雖舉筆落下試驗為例，惟亦可為彎曲試驗(例如，揭露於特開2018-92770)、拉伸試驗(例如，揭露於特開2020-187088)等。彎曲試驗的情況下，折彎次數指示評價對象物H的耐衝擊性能；拉伸試驗的情況下，負載指示評價對象物H的耐衝擊性能。
此外，在第1實施方式，雖基於小角散射影像的散射訊號強度而算出裂痕深度，惟亦可基於微分相位影像的訊號強度而算出。 具體說明時，微分相位影像的訊號強度，如上述，為表示在評價對象物H之X射線的折射者，X射線的折射的程度依裂痕深度而變化，故能以和段落[0047]同樣的方法作成微分相位影像的訊號強度與裂痕深度的校準曲線。亦即，只要可獲得微分相位影像的訊號強度，即可獲得和微分相位影像的訊號強度對應的裂痕深度。
此外，在第1實施方式，雖舉使用了X射線的塔爾博特攝影為例，惟亦可透過不使用X射線的光學塔爾博特裝置從而取得評價對象物H的小角散射影像及微分相位影像。例如，在示於圖8的光學塔爾博特裝置200，由雷射21、雙凹透鏡22、反射鏡23、平凸透鏡24、第1柵14(G1柵)、第2柵15(G2柵)、螢幕25及感光耦合元件(CCD：Charge-Coupled Device)相機26構成。 將雷射光以雙凹透鏡22、反射鏡23、平凸透鏡24進行放大，在平凸透鏡24與塔爾博特干涉儀(第1柵14、第2柵15、螢幕25及CCD相機26)之間配置評價對象物H，從而在螢幕25上形成包含摩爾紋的擾亂的摩爾紋影像，對摩爾紋影像進行影像處理，從而取得評價對象物H的小角散射影像及微分相位影像。
(效果等) 如以上說明，脆性材料的評價方法，為使用了塔爾博特攝影裝置(放射線攝影裝置100)的評價方法，為一種方法，於評價，評價對象物H為包括光的電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料，對評價對象物H進行攝影而取得小角散射影像，從小角散射影像取得缺陷部的散射訊號強度，從散射訊號強度算出缺陷部的深度方向的資訊的方法，故於透射率高且具有缺陷部的脆性材料，可定量地評價該缺陷部整體。
此外，評價方法，為基於散射訊號強度與評價對象物H的缺陷部深度資訊的校準曲線而算出深度方向的資訊的方法，故於透射率高且具有缺陷部的脆性材料，可定量且快速地評價該缺陷部整體。另外，在歷來的試驗，如示於圖11的歷來的試驗結果，需要進行多數的次數。
此外，評價方法，為基於深度方向的資訊而定量地算出和評價對象物H的耐衝擊性有關的指標的方法，故於透射率高且具有缺陷部的脆性材料，可定量地評價該缺陷部整體。
此外，評價對象物H，為因筆落下試驗而具有缺陷部者。據此，對於以歷來的試驗方法進行了試驗的評價對象物H，可定量地評價該缺陷部整體。
此外，評價對象物H，為因彎曲試驗而具有缺陷部者。據此，對於以歷來的試驗方法進行了試驗的評價對象物H，可定量地評價該缺陷部整體。
此外，對評價對象物H在管電壓50kV、射線量800mAs的條件下進行了攝影的情況下，評價對象物H的X射線透射率(I/Io)，優選為0.900～0.999的範圍。為如此的評價對象物H時，可合適地評價該缺陷部整體。
此外，評價方法，為使用了塔爾博特攝影裝置(放射線攝影裝置100)的評價方法，於評價，評價對象物H為包括光的電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料，對評價對象物H進行攝影而取得微分相位影像，從微分相位影像取得缺陷部的訊號強度，為從訊號強度算出缺陷部的深度方向的資訊的方法，故於透射率高且具有缺陷部的脆性材料，可定量地評價該缺陷部整體。
此外，評價裝置(放射線攝影裝置100)，具備：生成手段(控制部51)，其為照射包括光的電磁波的照射裝置(放射線源11)、複數個柵(多狹縫12、第1柵14、第2柵15)、檢測器(放射線檢測器16)被排列於照射軸方向而設者，基於一摩爾紋影像而生成小角散射影像，該摩爾紋影像，為對配置於和照射軸方向重疊的位置的為電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料的評價對象物H，透過照射裝置照射放射線而進行攝影從而獲得者；以及算出手段(控制部51)，其從小角散射影像取得缺陷部的散射訊號強度，從散射訊號強度算出缺陷部的深度方向的資訊；因此，於透射率高且具有缺陷部的脆性材料，可定量地評價該缺陷部整體。
此外，算出手段(控制部51)，基於散射訊號強度與評價對象物H的缺陷部深度資訊的校準曲線而算出深度方向的資訊，故於透射率高且具有缺陷部的脆性材料，可定量且快速地評價該缺陷部整體。
此外，算出手段(控制部51)，為基於深度方向的資訊而定量地算出和評價對象物H的耐衝擊性有關的指標，故於透射率高且具有缺陷部的脆性材料，可定量地評價該缺陷部整體。
此外，一種程式，使一評價裝置的電腦作用為生成手段與算出手段，該評價裝置，為照射包括光的電磁波的照射裝置(放射線源11)、複數個柵(多狹縫12、第1柵14、第2柵15)、檢測器(放射線檢測器16)被排列於照射軸方向而設者，基於對配置於和照射軸方向重疊的位置的為電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料的評價對象物H透過照射裝置照射放射線而進行攝影從而獲得的摩爾紋影像，而進行評價對象物H的評價，該生成手段(控制部51)，基於摩爾紋影像而生成小角散射影像，該算出手段(控制部51)，從小角散射影像取得缺陷部的散射訊號強度，從散射訊號強度算出缺陷部的深度方向的資訊；因此，於透射率高且具有缺陷部的脆性材料，可定量地評價該缺陷部整體。
以上，針對本發明的第1實施方式及該變形例進行了說明，惟上述的本實施方式中的記述，為本發明之適合的一例，不限定於此。
例如，透過將和本發明的第1實施方式同樣的試驗從微分相位影像取得缺陷部的訊號強度而算出缺陷部的深度方向的資訊，仍可定量地評價缺陷部整體。
此外，在上述實施方式，雖舉採用了在利用了條紋掃描法之攝影時使第2柵15相對於多狹縫12及第1柵14進行移動的方式的塔爾博特-勞厄干涉儀的評價裝置為例進行了說明，惟本發明，亦可適用於採用了在利用了條紋掃描法的攝影時使多狹縫12或第1柵14或第2柵15 中的任一者或其中兩者的柵進行移動的方式的塔爾博特-勞厄干涉儀的評價裝置。此外，本發明，亦可適用於採用了使第1柵14或第2柵15中的任一者相對於其他柵進行移動的方式的塔爾博特干涉儀的評價裝置。此外，本發明，亦可適用於採用了使多狹縫12或第1柵14中的任一者相對於其他柵進行移動的方式的勞厄干涉儀的評價裝置。此外，本發明，亦可適用於不需要條紋掃描的使用了傳立葉變換法的塔爾博特-勞厄干涉儀、塔爾博特干涉儀、勞厄干涉儀。
此外，在上述實施方式，雖舉基於透過塔爾博特攝影獲得的摩爾紋影像而生成小角散射影像、微分相位影像的情況為例進行了說明，惟只要為生成小角散射影像及/或微分相位影像者，即可實現本發明。
此外，例如，在上述的說明，雖揭露了使用了硬碟、半導體的非揮發性記憶體等作為本發明之程式的電腦可讀取媒體之例，惟不限定於此例。其他的電腦可讀取媒體方面，可應用CD-ROM等的便攜式記錄媒體。此外，將本發明之程式的資料經由通訊線路而提供的媒體方面，亦可應用載波(carrier wave)。
此外，關於構成評價裝置的各裝置的細部構成及細部動作，亦可在不會脫離發明的趣旨的範圍內酌情變更。 [產業利用性]
本揭示，可利用作為評價方法、評價裝置及程式。
100:放射線攝影裝置(塔爾博特攝影裝置、評價裝置) 1:主體部 11:放射線源 12:多狹縫 13:支撐台 14:第1柵 15:第2柵 15a:移動機構 16:放射線檢測器 17:支柱 17a:緩衝構件 111:焦點 112:附加濾波器準直儀 120:第1蓋單元 130:第2蓋單元 19:基台部 200:光學塔爾博特裝置 21:雷射 22:雙凹透鏡 23:反射鏡 24:平凸透鏡 25:螢幕 26:CCD相機 5:控制器 51:控制部(生成手段、算出手段) 52:操作部 53:顯示部 54:通訊部 55:記憶部
[圖1]為針對放射線攝影裝置的構成例進行繪示的圖。 [圖2]為多狹縫的俯視圖。 [圖3]為針對控制器的功能構成進行繪示的方塊圖。 [圖4]為說明塔爾博特干涉儀的原理的圖。 [圖5]為針對裂痕深度算出處理進行繪示的流程圖。 [圖6]為橫向觀看評價對象物與放射線攝影裝置時的示意圖。 [圖7]為針對耐衝擊性能的試驗結果進行繪示的圖。 [圖8]為針對放射線攝影裝置的構成例進行繪示的圖。 [圖9]為針對筆落下試驗後的UTG進行繪示的圖。 [圖10]為橫向觀看歷來的評價對象物與放射線攝影裝置時的示意圖。 [圖11]為針對歷來的筆落下試驗的試驗結果進行繪示的圖。
1:主體部
5:控制器
11:放射線源
12:多狹縫
12b:安裝用臂
13:支撐台
14:第1柵
15:第2柵
15a:移動機構
16:放射線檢測器
17:支柱
17a:緩衝構件
19:基台部
100:放射線攝影裝置(塔爾博特攝影裝置、評價裝置)
111:焦點
112:附加濾波器準直儀
120:第1蓋單元
130:第2蓋單元
H:對象物

Claims (11)

  1. 一種評價方法，使用了塔爾博特攝影裝置， 於前述評價，評價對象物為包括光的電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料， 對前述評價對象物進行攝影而取得小角散射影像， 從前述小角散射影像取得前述缺陷部的散射訊號強度， 從前述散射訊號強度算出前述缺陷部的深度方向的資訊。
  2. 如請求項1的評價方法，其中，基於前述散射訊號強度與前述評價對象物的缺陷部深度資訊的校準曲線而算出前述深度方向的資訊。
  3. 如請求項1的評價方法，其中，基於前述深度方向的資訊而算出和前述評價對象物的耐衝擊性有關的指標。
  4. 如請求項1的評價方法，其中，前述評價對象物為因筆落下試驗而具有前述缺陷部者。
  5. 如請求項1的評價方法，其中，前述評價對象物為因彎曲試驗而具有前述缺陷部者。
  6. 如請求項1～5中任一項的評價方法，其中，對前述評價對象物在管電壓50kV、射線量800mAs的條件下進行了攝影的情況下，前述評價對象物的X射線透射率(I/Io)為0.900～0.999的範圍。
  7. 一種評價方法，使用了塔爾博特攝影裝置， 於前述評價，評價對象物為包括光的電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料， 對前述評價對象物進行攝影而取得微分相位影像， 從前述微分相位影像取得前述缺陷部的訊號強度， 從前述訊號強度算出前述缺陷部的深度方向的資訊。
  8. 一種評價裝置，具備： 生成手段，其為照射包括光的電磁波的照射裝置、複數個柵、檢測器被排列於照射軸方向而設者，基於一摩爾紋影像而生成小角散射影像，該摩爾紋影像，為對配置於和前述照射軸方向重疊的位置的為前述電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料的評價對象物，透過前述照射裝置照射放射線而進行攝影從而獲得者；以及 算出手段，其從前述小角散射影像取得前述缺陷部的散射訊號強度，從前述散射訊號強度算出前述缺陷部的深度方向的資訊。
  9. 如請求項8的評價裝置，其中，前述算出手段，基於前述散射訊號強度與前述評價對象物的缺陷部深度資訊的校準曲線而算出前述深度方向的資訊。
  10. 如請求項8的評價裝置，其中，前述算出手段，基於前述深度方向的資訊而算出和前述評價對象物的耐衝擊性有關的指標。
  11. 一種程式，使一評價裝置的電腦作用為生成手段與算出手段， 前述評價裝置，為照射包括光的電磁波的照射裝置、複數個柵、檢測器被排列於照射軸方向而設者，基於對配置於和前述照射軸方向重疊的位置的為前述電磁波的透射率(I/Io)高且具有缺陷部的脆性材料的評價對象物透過前述照射裝置照射放射線而進行攝影從而獲得的摩爾紋影像，而進行前述評價對象物的評價， 前述生成手段，基於前述摩爾紋影像而生成小角散射影像， 前述算出手段，從前述小角散射影像取得前述缺陷部的散射訊號強度，從前述散射訊號強度算出前述缺陷部的深度方向的資訊。
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