Способ определения радиуса кривизны кристаллов

(088, 8) ЕДЕЛЕНИЯ РАДИУСА К В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 218795 РР7772974/2416. 05. 83ИРС 01 И/08. 07. 8200.23.02.87.фЕБ Карл-ЦДресслер Лд (вв)548.734.5СПОСОБ ОПРКРИСТАЛЛО(57) Изобретение предназначено дляизмерения радиуса кривизны в цилирически изогнутых кристаллах и мо,ичности плоских кристаллов. Целью изобретения является упрощение и повышение экспрессности способа измерения. Измерения кривых качания осуществляются на двухкристальном спектрометре, содержащем изогнутые эталонный и исследуемый кристаллы в положении и -и. Кристаллы расположены близко друг к другу, расстояние а между ними, много меньше радиуса кривизны эталонного кристалла К. Оба кристалла настраивают в положение резко асимметричной Брэгг-дифракции так, что ход лучей между кристаллами почти перпендикулярен к их поверхности. Если радиус кривизны исследуемого кристалла К,. отличается от эталонного, то с появляется дополнительное уширение кривой качания, 2 ил.Изобретение относится к способам определения радиусов кривизны кристаллов на двухкристальном спектрометре и позволяет измерять степень мозаичности плоских кристаллов и оп ределять как среднее значение радиуса кривизны, так и локальные его отклонения от среднего значения для изогнутых кристаллов.Известен способ определения радиуса изгиба отражающих плоскостей кристалла на двухкристальном спектрометре, в котором первый кристалл является плоским монохроматором, а второй - исследуемым. Исследуемый15 кристалл облучают узким параллельным пучком монохроматического рентгеновского излучения, дифрагированного на кристалле-монохроматоре. После каждого смещения исследуемого монокристалла вдоль пучка, измеряют кривую качания. Находят положение, соответствующее максимальной области дифракционного отражения, по которому определяют радиус изгиба (авторское свидетельство СССР В 1057823, кл. Ь 01 И 23/20, 1981).Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ 30 определения радиуса кривизны кристалла, заключающийся в облучении эталонного кристалла и регистрации кривой качания при повороте исследуемого кристаллавокруг оси, перпендикулярной плоскости дифракции. Определение радиуса кривизны осуществляется на двухкристальном спектрометре, содержащем эталонный и исследуемый кристалл в положении п-п (ХзсЬесЬ Е е 40 а 1. А ядшр 1 е шегЬой Йог Йегегш 1 пхщ гЬе гайваз: оЕ сигчагцге оЕ Ьепг вресггошегег сгузга 1 з "Кг 1 зг, спи ТесЬп", 1980, 15, Ф 3, с. 25-27).Недостатком известных способов являются сложность аппаратуры и большие затраты времени, поэтому они не пригодны, в частности, для промышленного применения,.Цель изобретения - упрощение и повышение экспрессности способа.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения радиуса кривизны кристаллов, заключающемуся в облучении эталонного кристалла и регистрации кривой качания при повороте исследуемого кристалла вокруг оси, перпендикулярной плоскости дифракции, на двухкристальном рентгеновском спектрометре, содержащем исследуемый и эталонный кристаллы в положении п -и, и определении параметров кривой качания, по которой судят о радиусе кривизны, облучают пучком, расходящимся в вертикальной плоскости, эталонный кристалл с радиусом кривизны К = К + а, где К - предполагаемый радиус изгиОба исследуемого кристалла, а - расстояние между кристаллами, эталонный кристалл располагают так, что его выпуклая поверхность находится напротив вогнутой поверхности исследуемого кристалла, причем оба кристалла располагают в пучке падающего на них излучения в положении асимметричного отражения так, что ход лучей между кристаллами близок к перпендикулярному и об определяемой величине судят по уширению кривой качания,На фиг.1 показано устройство дляиспытания цилиндрически изогнутыхкристаллов; на фиг.2 - ход лучей между кристаллами для / /О. Максимальное расстояние между источникомизлучения, крисТаллами и счетчиком500 мм, что позволяет использоватьдля двухкристальных измерений, например, для испытания Ь 1 Г и длинноволновое рентгеновское излучение,преимущественно излучение хрома,причем использование интенсивногоасимметричного рефлекса СгК (220)обеспечивает исследование большой поверхности кристалла. Преимуществом предлагаемого изобретения является использование для исследования несложного устройства, предъявляющего незначительные требования к юстировке, а также простота измерений, оценки результатов, Так как для испытания всего кристалла достаточно построение одной кривой качания, скорость измерения высока, При подборе подходящих эталонных кристаллов возможно высокопроизводительное серийное испытание. Аппаратурные требования по Сравнению с известными двухкристальными дифракционными устройствами незначительны, так как испытание осуществляется только с .точностью до угловых минут (а не угловых секунд). Кривая качания неизогнутого и немозаичного (идеального кристалла) имеет ширину10,1-0,5 . Это осуществляется за счет1291856 применения пучка, расходящегося ввертикальной плоскости, что обеспечивает увеличение размера измеряемойповерхности кристалла, Расходящийсяпучок регистрируется счетчиком 5(ф (20 мм) при незначительной конструктивной длине устройства, что даетпреимущество простой защиты от излучения. Испытание плоских или изогнутых поверхностей осуществляется оди Оиаковым устройством, Устройство дляиспытания цилиндрически изогнутых и плоских кристаллов состоит из первоговыпукло изогнутого эталонного кристалла 1 с известным радиусом кривизны Кэ и второго изогнутого исследуемого кристалла 2, который после юстировки для построения кривой качанияповорачивается вокруг оси 3, перпендикулярной плоскости изображения, 20Рентгеновское излучение от штрихфокуса 4 рентгеновской трубки черездиафрагму 5 поступает на кристалл 1, - отражается им, а также кристаллом 2и регистрируется счетчиком 6. Криваяинтенсивности, зарегистрированнаясчетчиком при повороте вокруг оси 3(построенная в зависимости от углаповорота), называется кривой качанияКривая качания узка, если эталонный радиус кривизны Кэ совпадаетс радиусом кривизны Кь исследуемогокристалла. При крутом ходе рентгеновского луча между обоими кристаллами и = 0), где (и - угол между нормалью к поверхности и дифра,гированным на эталонном кристалле пучком, Кэ = Ко - а, где а соответствует пути луча между кристаллами. Если радиус кривизны испы туемого образца кристалла отличается от эталонного радиуса кривизны, кривая качания уширяется, Расширение кривой качания составляет в угловоймере а здп г = - .- зхп; о гг и45 Способ определения радиуса кривизны кристаллов, заключающийся в облучении эталонного кристалла и регистрации кривой качания при повороте исследуемого кристалла вокруг оси, 5 О перпендикулярной плоскости дифракции,на двухкристальном рентгеновском спектрометре, содержащем исследуемый и эталонный кристаллы в положении п-п, и определении параметров кривой качания, по которым судят о радиусе кривизны, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что облучают пучком, расходящимся в вертикальной плоскости, эталонный кристалл с радиусом криЪ Ъ К +а К э где Ъ - ширина пучка лучей.Предлагаемый способ .(фиг.1) осуществляют следующим образом. В качестве исследуемого кристалла выбирают кристалл ь 1 Р с заданным радиусом кривизны К = 342 мм; Расстояние между кристаллами а = 70 мм. Используют асимметричное отражение СгК, (220) со значенйем Ч = 1,4 Угол Брэгга равен 53,7 , Общий путь лучей500 мм. Скорость измерения 7,5 /минЧисло импульсов в секунду 10- -10 , Общее время измерения кривой качания, включая пробное пдстроение и юстировку, около 15 мин. На фиг.2 показано применение способа на других срезах кристалла и рентгеновских рефлексах, когда условие )и 0 из-за дискретности длин волн (линий рентгеновского спектра) не может быть реализовано. Для малых апертурныхауглов с К = К - в в в , Для большихсояизначений (р и К радиус кривизны зависит от угловой координаты в апертурной области, однако для практических случаев это не имеет значения. Радиус такой эталонной кривизны, зависимый от 0, равен 1-со а-з 1 пЮг а М К =К -а/(сози +зь.пи --- И ) Э О т "и г 8Для больших значений К ии постоянном радиусе г условию настройкисоответствуют следующие соотношения где у, - угол среза эталонного кристалла до изгиба./тем условием, что центры кривизны обоих кристаллов совпадают (т.е, поверхности обоих кристаллов расположены на концентрических окружностях 7. Формула изобретения129где К - предпоК =К +Оф об исследуемогоа с изги алагаемыи радиуежду крисла а - расстояние междкристалла, а -алл распои эталонный кристаталлами, этуклая поверхчто его выпуклагают так,вогнутойо ится напротив воность находого кристалла,поверхнности исследуемого ка асполагают вем оба кристалла расппричемго на них излучения впучке падающего на них 61856т ажениямметричного трположении асимкристалламиход лучей между кристак, чтои об оппендикулярномублизок к перп . дреределяеммой величине удс ят по уши 5 нию крривой качания. етением по резульПризнано изо рвеиэы осуществленной татам экспертизы, отв ГДР,изобретательству домством по и1291856 СоставительТехред Л.Олейник Корректор ербак ей Редакт аказ 22 Производственно-п афическ ул. Проектная,едприятие, г.ужг 2 Тираж 777 ПодписиВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и.открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5