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DE102008008829A1 - Method for registration of real structure-information in solid crystal bodies by X-ray radiation, involves representing crystallographic real structure of solid crystal body by hard X-ray braking radiation on detector holding surface - Google Patents

Method for registration of real structure-information in solid crystal bodies by X-ray radiation, involves representing crystallographic real structure of solid crystal body by hard X-ray braking radiation on detector holding surface Download PDF

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DE102008008829A1
DE102008008829A1 DE102008008829A DE102008008829A DE102008008829A1 DE 102008008829 A1 DE102008008829 A1 DE 102008008829A1 DE 102008008829 A DE102008008829 A DE 102008008829A DE 102008008829 A DE102008008829 A DE 102008008829A DE 102008008829 A1 DE102008008829 A1 DE 102008008829A1
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Jürgen Bauch
Marian Böhling
Doru C. Lupascu
Hans-Jürgen Ullrich
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Technische Universitaet Dresden
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Technische Universitaet Dresden
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    • 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
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Abstract

The method involves representing a crystallographic real structure of a solid crystal bodies (5, 51, 52) by a hard X-ray braking radiation on a detector holding surface (71). The crystal bodies have minimum thickness (D) depending on an atomic number and has a device (1), which has a micro-focus X-ray tube (2), crystal body holder (9) and a detector (7) with the detector holding surface . Independent claims are also included for the following: (1) a device for registration of real structure-information in solid crystal bodies by a X-ray radiation (2) an application of hard X-ray braking radiation in the energy area of 50 to 450 kilo-electron volts for simultaneous image superposition of information of solid crystal bodies.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels Röntgenstrahlung, wobei die Kristallkörper eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke aufweisen, wobei die Vorrichtung zumindest aus einer Mikrofokus-Röntgenröhre, einer Kristallkörper-Halterung und einem Detektor mit einer Detektoraufnahmefläche in einer natürlichen Atmosphäre besteht, wobei eine Durchstrahlung des in der Kristallkörper-Halterung befindlichen Kristallkörpers zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur des Kristallkörpers durchgeführt wird.The The invention relates to a method and a device for registration of real structure information in massive crystal bodies by means of X-radiation, wherein the crystal bodies have a dependent of the atomic number minimum thickness, wherein the device at least from a microfocus X-ray tube, a crystal body holder and a detector with a Detector receiving surface in a natural atmosphere exists, with a radiation of the in the crystal body holder located crystal body to produce a radiographic Shadow image on the detector for registration of macroscopic Real structure of the crystal body performed becomes.

In der Industrie wird daran gearbeitet, die makroskopische und/oder kristallographische Defektstruktur von massiven Kristallkörpern, die als Einkristalle oder als grobkristalline, aus wenigen Kristalliten bestehende Körper, insbesondere auch in Form von Bauteilen ausgebildet sind, mit möglichst wenig Aufwand zu analysieren, um eine Qualitätssicherung der hergestellten Körper herbeizuführen.In The industry is working on the macroscopic and / or crystallographic defect structure of massive crystal bodies, as single crystals or as coarsely crystalline, out of a few crystallites existing body, especially in the form of components are trained to analyze with as little effort as possible, to ensure the quality of manufactured bodies bring about.

Unter der makroskopischen Defektstruktur werden dabei im Allgemeinen Lunker und Risse, aber auch beabsichtigt eingebrachte Hohlräume oder Zusatzkörper verstanden, während die kristallographische Defektstruktur eine Aussage über Abweichungen der Realstruktur von der Idealstruktur eines Kristallkörpers ermöglicht.Under The macroscopic defect structure generally becomes voids and cracks, but also intentionally introduced cavities or additional body understood while the crystallographic Defect structure a statement about deviations of the real structure from the ideal structure of a crystal body.

Im ersten Fall werden klassische, bildgebende Röntgen-Durchstrahlungsverfahren in Form einer Röntgeninspektion mit Film, Bildplatte (engl. image plate) oder Festkörperdetektor bzw. Computertomographie eingesetzt. Für die kristallographische Analyse der Kristallkörper kommen z. B. die Einkristall-Diffraktometrie, das Laue-Verfahren, das Weissenberg-Verfahren, das Drehkristall-Verfahren sowie weitere Verfahren zur Anwendung. In der Halbleiterindustrie kommt gegebenenfalls noch die Lang-Topographie hinzu.in the The first case will be classical X-ray radiographic imaging in the form of an X-ray inspection with film, image plate (engl. image plate) or solid-state detector or computed tomography used. For the crystallographic analysis of the crystal bodies come z. As the single-crystal diffractometry, the Laue method, the Weissenberg process, the rotary crystal process and others Method of use. In the semiconductor industry comes if necessary even the long topography added.

Das herkömmliche Laue-Verfahren ist ein Röntgenbeugungsverfahren, welches polychromatische Röntgenstrahlung in Form von Bremsstrahlung verwendet. Bei der Beugung am Einkristallkörper werden punktförmige Reflexe, die so genannten Laue-Spots erhalten. Lage und Form der Spots sind hier Indikatoren für die kristallographische Realstrukturbewertung.The conventional Laue method is an X-ray diffraction method which uses polychromatic X-radiation in the form of Bremsstrahlung. In the diffraction on the single crystal body become point-like Reflexes that receive so-called Laue spots. Location and shape of the Spots are here indicators of the crystallographic Real Structure Review.

Die Probleme des Laue-Verfahrens lassen sich am besten am Beispiel der Prüfung von einkristallinen Turbinenschaufeln aufzeigen. Gleiches gilt für die Untersuchung der Güte von ähnlichen Bauteilen oder gezüchteten Kristallkörpern.The Problems of the Laue method can be best described using the example of Show examination of single-crystal turbine blades. The same applies to the investigation of the quality of similar ones Components or grown crystal bodies.

Die Untersuchungen an Bauteilen, wie z. B. Turbinenschaufeln, werden in aufwändiger Art und Weise derart durchgeführt, dass beispielsweise mittels Röntgenstrahlung in Rückstrahlrichtung und mit einem Flächendetektor das Bauteil zur Registrierung der Laue-Interferenzen zuerst auf der Vorderseite und dann auf der Rückseite bzw. gleichzeitig „abgefahren" wird. Lage- und Geometrieveränderungen der Laue-Punkte müssen dabei ständig ausgewertet werden.The Investigations of components such. B. turbine blades are carried out in such a complex manner, that for example by means of X-radiation in the direction of return and with a surface detector, the component for registering the Laue interference first on the front and then on the back or at the same time "worn down." Positional and geometric changes of the Laue points must be constantly evaluated.

Die Realstruktur-Informationsaussage ist nicht überzeugend, da die Lagen der Defekte nicht den entsprechenden Orten in den Körpern zugeordnet werden können und wegen der geringen Informationstiefe der Laue-Interferenzen nicht das gesamte Kristallvolumen erfasst werden kann. Durch die beidseitigen Aufnahmen ist ein hoher Material- und Zeitaufwand erforderlich.The Real structure information statement is not convincing because the layers of the defects are not the corresponding places in the bodies can be assigned and because of the low information depth the Laue interference does not capture the entire crystal volume can be. Due to the two-sided images, a high material and time required.

Die Synchrotronbeugungsverfahren mit hoher Energie sowie die Neutronenbeugungsverfahren sind ebenfalls sehr aufwändig.The High energy synchrotron diffraction methods and neutron diffraction techniques also very expensive.

Wie ein hochenergetischer feinfokussierter Elektronenstrahl auf eine Kupfer-Einkristallkugel im Hochvakuum geschossen und in Durchstrahlung die Intensität der Röntgenstrahlung auf einem Film detektiert wird, ist bereits in der Druckschrift Determann, H.: Über die Richtungsverteilung der Röntgenbremsstrahlung einer massiven Antikatode, Ann. der Physik 30, 1937, S. 481 beschrieben. Es zeigen sich Linien und Bänder, die mit den Kikuchi-Aufnahmen der Elektronenstrahlinterferenzen vergleichbar sind, wie sie auch in der Druckschrift Determann, H.: Kikuchi-Bänder mit Röntgenstrahlen, Schriften der Naturforsch. Gesellschaft, Danzig, 1938 , beschrieben sind.Like a high-energy fine-focused electron beam is shot on a copper-monocrystal sphere in a high vacuum and the intensity of the X-radiation is detected on a film in radiation, is already in the document Determann, H .: About the directional distribution of the X-ray braking radiation of a massive anticode, Ann. Physics 30, 1937, p. 481 described. It shows lines and bands that are comparable to the Kikuchi images of the electron beam interferences, as they are also in the document Determann, H .: Kikuchi ribbons with X-rays, writings of the natural science. Company, Danzig, 1938 , are described.

In ähnliche Richtung zielen die Ergebnisse, die in der Druckschrift Wolf, H.-Ch.: Gitterquell-Interferenzen harter Röntgen-Bremsstrahlung, Ann. der Physik 6. Folge, Band 13, 1953, S. 381–403 , beschrieben sind, wobei darin mit einer Abbildungsvorrichtung Gitterquellen-Interferenzen mit harter Röntgenbremsstrahlung erreicht werden und hierzu ebenfalls einen Elektronenstrahl im Hochvakuum benutzt wird.In a similar direction, the results, which in the document Wolf, H.-Ch .: Hard X-ray Braking Radiation Source Interference, Ann. the Physics 6th Series, Volume 13, 1953, pp. 381-403 in which it is achieved with an imaging device grid source interference with hard X-ray braking radiation and this also an electron beam is used in a high vacuum.

Die Probleme beider Lösungen bestehen darin, dass durch die Nutzung von Elektronenstrahlen im Hochvakuum mit den beschriebenen Vorrichtungen keine massiven Kristallkörper an Luft geprüft werden können.The Problems of both solutions are that through the Use of electron beams in high vacuum with the described Devices no massive crystal bodies are tested in air can.

Eine Anfertigung von Interferenz-Diagrammen mit Bremsstrahlung im Bereich niedriger Energien zwischen 50 eV bis 8 keV ist in der Druckschrift Brummer, O.: Die Erzeugung von „Kikuchi-Linien und -Bändern" mit relativ weichen Röntgen-Strahlen und der Einfluß von Kristallstörungen auf diese Röntgen- Interferenzen, Z. Naturforschg. 13a, 1958, S. 571–572 , beschrieben. Darin wird eine röntgenschattenmikroskopische Abbildung nicht erwähnt und ist auf zugehörigen Abbildungen auch nicht sichtbar.A preparation of interference diagrams with Bremsstrahlung in the range of low energies between 50 eV to 8 keV is in the document Brummer, O .: The production of "Kikuchi lines and bands" with relatively soft X-rays and the influence of crystal disturbances on these X-ray interferences, Z. Naturforschg. 13a, 1958, pp. 571-572 , described. It does not mention an X-ray micrograph and is not visible on the corresponding images.

Eine Kombination der Erzeugung von Weitwinkelinterferenzen mit einer radiographischen Abbildung ist in der Druckschrift Brummer, O.: Über die gleichzeitige Erzeugung der Röntgen-Interferenzen und des Röntgen-Schattenbildes von Kristallen, Z. Naturforschung. 15a, 1960, S. 875–879 , beschrieben. Als Voraussetzungen für die Erzeugung der Röntgen-Interferenz-Schattenbild(RIS)-Diagramme werden folgende Faktoren genannt:

  • a) Es ist eine Strahlungsquelle mit genügend kleinem Brennfleck vorgesehen.
  • b) Es ist ausdrücklich eine charakteristische Röntgenstrahlung bei einer Energie von 5 keV bis 20 keV für die gleichzeitige Belichtung der Weitwinkelinterferenzen einzusetzen.
  • c) Die Dicke D der Kristalle muss der zur Anwendung kommenden charakteristischen Röntgenstrahlung so angepasst sein, dass sich Interferenzen genügend stark vom Untergrund abheben.
  • d) Die Öffnung des Röntgenstrahlenkegels ist groß genug auszubilden, damit auch die Weitwinkelinterferenzen auftreten und registriert werden können.
A combination of the generation of wide-angle interference with a radiographic image is in the document Brummer, O .: On the simultaneous generation of X-ray interference and the X-ray shadow image of crystals, Z. Naturforschung. 15a, 1960, pp. 875-879 , described. The prerequisites for generating the X-ray interference shadow (RIS) diagrams are the following factors:
  • a) It is provided a radiation source with a sufficiently small focal spot.
  • b) It is expressly a characteristic X-ray radiation at an energy of 5 keV to 20 keV for the simultaneous exposure of the wide-angle interference use.
  • c) The thickness D of the crystals must be adapted to the characteristic X-ray radiation used in such a way that interferences stand out sufficiently strongly from the ground.
  • d) The opening of the X-ray cone is large enough to form, so that the wide-angle interference occur and can be registered.

Darin wird zur gleichzeitigen Erzeugung der Röntgeninterferenzen und des Röntgenschattenbildes von Kristallen ausdrücklich nur mit charakteristischer Strahlung gearbeitet, wodurch sich Probleme ergeben, die darin bestehen, dass die Probendicke D infolge der Absorption möglichst dünn (D ≤ 50 μm bis 300 μm) gewählt werden muss, damit die Interferenzen sich noch gegenüber dem Untergrund abheben und registriert werden können. Außerdem ist es erforderlich, das Anodenmaterial entsprechend zu wählen.In this is used to generate X-ray interference at the same time and the X-ray silhouette of crystals explicitly working only with characteristic radiation, which causes problems which consist in that the sample thickness D due to the absorption as thin as possible (D ≤ 50 μm to 300 μm) must be chosen so that the interference is still take off against the ground and be registered can. It is also necessary to use the anode material to choose accordingly.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass dickere Bauteile und insbesondere massive Körper demzufolge abgedünnt werden müssen, wodurch das Verfahren nicht mehr zerstörungsfrei durchgeführt werden kann.One Another problem is that thicker components and in particular massive bodies must therefore be thinned whereby the process is no longer carried out nondestructive can be.

Aufgrund der in den Fachartikeln angegebenen Sachlage ist die gleichzeitige Abbildungs-Akkumulation für dicke und massive Kristallkörper in der Folgezeit von der Fachwelt nicht weiter verfolgt worden.by virtue of the fact stated in the technical articles is simultaneous Image accumulation for thick and massive crystal bodies in the subsequent period has not been followed by the professional world.

Eine Vorrichtung zur Anfertigung von Weitwinkel-Rückstrahlaufnahmen mit charakteristischer Röntgenstrahlung ist in der Druckschrift DD 242 688 A1 beschrieben, wobei die Vorrichtung zur Untersuchung kleiner Kristallkörperbereiche zur Charakterisierung von Kristalliten hinsichtlich der Orientierung, der Gitterkonstanten, der Realstruktur und anisotroper Spannungen dient. Dabei ist im Strahlengang eines Elektronenstrahls ein zur Elektronenstrahlquelle hin offener und zum Kristallkörper mit einer Metallfolie verschlossener Becher angeordnet.A device for the production of wide-angle Rückstrahlaufnahmen with characteristic X-ray radiation is in the document DD 242 688 A1 The apparatus for investigating small crystal body regions serves to characterize crystallites in terms of orientation, lattice constants, real structure and anisotropic stresses. In this case, in the beam path of an electron beam, a cup which is open toward the electron beam source and is closed with respect to the crystal body with a metal foil is arranged.

Eine ähnliche Vorrichtung zur Anfertigung von Weitwinkel-Röntgen-Rückstrahlaufnahmen ist in der Druckschrift DE 101 18 573 C1 beschrieben.A similar device for making wide-angle X-ray reflections is in the document DE 101 18 573 C1 described.

Im Falle von Synchrotronstrahlbeugungsverfahren ist es zweckmäßig, den Kristallkörper zeitaufwändig schichtweise abzurastern, was vergleichbar mit einer Tomographie ist. Eine Anwendung von Mehrstrahlinterferenzen scheidet ebenfalls aus, da es sich um die Untersuchung von teilweise stark gestörten Realkristallen handelt.in the In the case of synchrotron beam diffraction methods it is expedient the crystal body time consuming layer by layer scan, which is similar to a tomography. An application of multi-beam interference is also eliminated because it is the investigation of partially strongly disturbed real crystals is.

Neutroneninterferenzaufnahmen in Durchstrahlung haben das Problem, dass sie nicht so hoch ortsaufgelöst sind, um eine Realstrukturaussage in gestaffelter Form über die gesamte Dicke des Kristalls zu treffen.Neutron interference shots In radiation have the problem that they are not so highly spatially resolved are about to make a real structure statement in staggered form to hit the entire thickness of the crystal.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der kristallographischen Qualität von Objekten mit einer Kristallstruktur durch Erregung von Kikuchi-Pseudolinien in der Umgebungssphäre sind in der Druckschrift DE 690 03 270 T2 beschrieben. Das Verfahren betrifft die Herstellung eines Bildes von Kikuchi-Pseudolinien einer monokristallinen Struktur mit einem Photonenstrahl. Die Vorrichtung weist einen Röntgengenerator mit einem Mikrofokus von maximal 0,1 mm sowie eine Baueinheit, die hintereinander einen Leuchtkraftverstärker, ein Videoaufnahmegerät oder einen Bildempfänger und eine bewegbare Auflage für die zu prüfenden Objekte aufweist, wobei die Auflage zwischen dem Mikrofokus und dem Leuchtkraftverstärker angeordnet ist.A method and apparatus for examining the crystallographic quality of objects having a crystal structure by excitation of Kikuchi pseudo-lines in the surrounding sphere are disclosed in the document DE 690 03 270 T2 described. The method relates to the production of an image of Kikuchi pseudo-lines of a monocrystalline structure with a photon beam. The device has an X-ray generator with a maximum of 0.1 mm microfocus and a structural unit which has in succession a luminous force amplifier, a video recorder or an image receiver and a movable support for the objects to be tested, wherein the support is arranged between the microfocus and the luminous intensity amplifier ,

Ein Problem besteht darin, dass eine Abbildung von Kikuchi-Pseudolinien aus gebeugten Elektronen entsteht, unabhängig von der anregenden Photonenart. Es wird eine Röntgenröhre zur Erzeugung von Röntgen-Photoelektronen in dem Objekt benutzt, die interferieren und die Kikuchi-Pseudolinien erzeugen. Der zu prüfende Kristallkörper muss offenbar mehrfach in andere Winkellagen gedreht werden, um ein „neues Bild" zu erhalten. Eine Durchführung des Verfahrens – Erzeugung von Elektronen in dem Objekt – ist in Durchstrahlrichtung nur an sehr dünnen Objekten bzw. ausschließlich an Oberflächen möglich.One Problem is that an image of Kikuchi pseudo lines from diffracted electrons, regardless of the exciting type of photon. There will be an X-ray tube for generating X-ray photoelectrons used in the object that interfere and the Kikuchi pseudo lines produce. The crystal body to be tested must apparently be rotated several times in other angular positions to a "new Image "A Performance of the Process - Generation of electrons in the object - is in the direction of radiation only on very thin objects or exclusively on surfaces possible.

Es ist ein Verfahren zur radiographischen Überprüfung eines Objektes mit einem Kristallgitter in der Druckschrift US 6 295 335 B1 beschrieben. Es weist Schritte zur Beugung des Objektes mit elektromagnetischer Strahlung, um ein radiographisches Bild des Objektes auf einem Anzeigegerät zu erhalten, auf. Das Anzeigegerät enthält entsprechend einer Belichtung das radiographische Bild, das ein zusammengesetztes Bild ist. Dieses Bild resultiert aus einer relativen Verschiebung des Objektes. Die Verschiebung macht es möglich, das Objekt bei einer bedeutenden Schwächung der parasitären Elemente, die durch Beugung der elektromagnetischen Strahlung am Kristallgitter des Objektes entstehen, zu reproduzieren. Es werden ein intensitätsverstärkender Kollimator sowie ein Nachfilterungselement eingesetzt.It is a method for radiographic inspection of an object with a crystal lattice in the document US Pat. No. 6,295,335 B1 described. It includes steps for diffracting the object with electromagnetic radiation to obtain a radiographic image of the object on a display device up. The display device contains, according to an exposure, the radiographic image that is a composite image. This image results from a relative displacement of the object. The displacement makes it possible to reproduce the object at a significant attenuation of the parasitic elements, which result from diffraction of the electromagnetic radiation at the crystal lattice of the object. An intensity-enhancing collimator and a postfilter element are used.

Ein Problem besteht darin, dass das Verfahren ausschließlich der Verbesserung der Radiographie dient. Die durch Fluoreszenzanregung erzeugte Sekundärstrahlung in dem kristallinen Objekt wird im Sinne der radiographischen Abbildung als störend – als „parasitic element" – bezeichnet, und das Verfahren zeigt eine Möglichkeit der Dämpfung.One Problem is that the procedure exclusively the improvement of radiography is used. The by fluorescence excitation generated secondary radiation in the crystalline object becomes in the sense of radiographic imaging as disturbing - as "parasitic element "- denotes, and the method shows a possibility the damping.

Ein weiteres Verfahren zur Detektion von Absorptions-, Brechungs- und Streubildern eines Objektes durch unabhängiges Analysieren, Registrieren, Digitalisieren und Kombinieren der Bilder ist in der Druckschrift WO 98/16817 A1 beschrieben, wobei die Bilder eine obere und eine untere Winkellage einer „Rockingkurve" eines Kristallanalysators erreichen. Ein Röntgenstrahl, der durch eine herkömmliche Vorrichtung erzeugt wird, kann entweder auf einen Bragg- Typ-Kristallanalysator oder einen Laue-Typ-Kristallanalysator geführt werden. Die Bilder der Absorption, Brechung und Streueffekte werden auf einer Bildplatte detektiert und dann digitalisiert. Die digitalisierten Bilder werden gleichzeitig aufgelöst, vorzugsweise auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis, um ein kombiniertes sichtbares Bild zu erhalten. Das Verfahren analysiert eine „Rockingkurve". Die Vorrichtung enthält hierfür den Kristallanalysator.Another method for detecting absorption, refraction and scattering patterns of an object by independently analyzing, registering, digitizing and combining the images is in the document WO 98/16817 A1 The images reach an upper and a lower angular position of a "rocking curve" of a crystal analyzer An x-ray beam generated by a conventional device may be passed to either a Bragg-type crystal analyzer or a Laue-type crystal analyzer Absorbance, refraction, and scattering effects are detected on an optical disk and then digitized, and the digitized images are simultaneously resolved, preferably on a pixel-by-pixel basis, to obtain a combined visible image, which analyzes a "rocking curve." The device contains the crystal analyzer for this purpose.

Ein Problem besteht darin, dass das Verfahren zur Detektion von Brechungs- und Streubildern dient, wobei das Verfahren zur Verbesserung ausschließlich einer radiographischen Abbildung dient, indem bekannte Streueffekte wie Kleinwinkel- und Comptonstreuung gering gehalten werden und so eine radiographische Kontrastverbesserung eintritt. Eine Abbildung der kristallographischen Realstruktur erfolgt nicht, da kein Beugungseffekt benutzt wird.One The problem is that the method for detecting refractive and spreading patterns, the method of improving exclusively a radiographic image is used by known scattering effects how small angle and Compton scattering are kept low and so a radiographic contrast enhancement occurs. An illustration The crystallographic real structure does not take place because there is no diffraction effect is used.

Ein anderes Verfahren zum Erhalt einer Abbildung einer inneren Struktur eines Objekts ist in der Druckschrift DE 692 28 285 T2 beschrieben, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

  • 1. Bereitstellen eines Strahlbündels einer harten Strahlung,
  • 2. Einbringen eines asymmetrischen Einkristall-Monochromators in den Strahlengang, wobei das daran reflektierte Strahlbündel ein flächenförmiges Strahlbündel einer im Wesentlichen parallel gerichteten, aber leicht divergierenden Strahlung ist, die einen spezifischen Divergenzwinkel besitzt,
  • 3. Durchstrahlen des Objektes mit dem flächenförmigen Strahlbündel, so dass die Strahlung durch das Objekt hindurchgeht,
  • 4. Einbringen eines Kristall-Analysators in den Strahlengang strahlabwärts des Objektes an eine Position, in der die Braggsche Reflexion des flächenförmigen Strahlbündels wirksam ist, das auf den Kristall-Analysator auftrifft, um das Strahlbündel zu beugen und ein gebeugtes Strahlbündel und ein durchgelassenes Strahlbündel zu bilden, wobei die Anordnung so ist, dass der Winkelbereich der Reflexion von den wirksamen Kristallflächen des Analysators um den exakten Braggschen Reflexionswinkel herum zumindest zweimal so groß ist wie der Divergenzwinkel des flächenförmigen Strahlbündels, das durch den Einkristall-Monochromator gebildet wird, und
  • 5. Registrieren des gebeugten Strahlbündels oder sowohl des durchgelassenen als auch des gebeugten Strahlbündels an einem punktsensitiven Strahldetektor.
Another method for obtaining an image of an internal structure of an object is in the document DE 692 28 285 T2 described, wherein the method comprises the following steps:
  • 1. providing a beam of hard radiation,
  • 2. introducing an asymmetric monocrystal monochromator into the beam path, the beam reflected therefrom being a sheet-like beam of substantially parallel, but slightly divergent, radiation having a specific divergence angle,
  • 3. irradiating the object with the sheet-like beam, so that the radiation passes through the object,
  • 4. placing a crystal analyzer in the beam path downstream of the object to a position in which the Bragg reflection of the sheet-like beam is incident on the crystal analyzer to diffract the beam and add a diffracted beam and a transmitted beam the arrangement being such that the angular range of the reflection from the effective crystal faces of the analyzer about the exact Bragg reflection angle is at least twice the divergence angle of the sheet-shaped ray formed by the single crystal monochromator, and
  • 5. Register the diffracted beam or both the transmitted and the diffracted beam at a point-sensitive beam detector.

Ein Problem besteht darin, dass als Quelle ein Röntgenstrahler mit kontinuierlicher Strahlung eingesetzt wird, jedoch werden zur Erzeugung der Beugungsinterferenzen asymmetrische Einkristall-Monochromatoren sowohl vor als auch nach dem Objekt verwendet, die die zur Beugung benötigten diskreten Wellenlängen durch Drehung auf das Objekt lenken und den Röntgenstrahl parallelisieren. Weiterhin ist durch die Verwendung der Monochromatoren eine radiographische Abbildung des Untersuchungsobjektes unmöglich.One The problem is that the source is an X-ray source is used with continuous radiation, however, to be Generation of diffraction interferences asymmetric single crystal monochromators used both before and after the object that diffracts required discrete wavelengths by rotation steer to the object and parallelize the x-ray beam. Farther is a radiographic through the use of monochromators Picture of the object to be examined impossible.

Des Weiteren ist ein Röntgenstrahl-Topographiesystem in der Druckschrift US 2003/0108152 A1 beschrieben, wobei das System eine Röntgenröhre enthält, die Röntgenstrahlen erzeugt, die auf eine begrenzte Fläche eines Objektes, z. B. einer Siliziumscheibe einwirken. Ein Detektor ist angeordnet, um den Strahl nach einer Transmission durch das Objekt hindurch oder nach einer Reflexion an dem Objekt aufzufangen. Der Detektor hat ein Feld von Pixeln, das an die Strahlfläche anpasst ist, um ein digitales Bild auf der genannten eingeschränkten Fläche zu produzieren. Eine relative schrittweise Verschiebung zwischen der Röntgenröhre und dem Objekt erzeugt eine Serie von digitalen Bildern, die miteinander kombiniert werden. In wahlweisen Ausführungsformen ist eine Röntgenoptik eingebracht, um ein Parallelstrahlbündel zur Vermeidung einer Bildverdopplung zu erzeugen, oder der Effekt einer Bildverdopplung wird durch eine Software beseitigt.Furthermore, an X-ray topography system is in the document US 2003/0108152 A1 described, wherein the system includes an X-ray tube, which generates X-rays, which on a limited area of an object, for. B. a silicon wafer act. A detector is arranged to capture the beam after transmission through the object or after reflection on the object. The detector has an array of pixels adapted to the beam surface to produce a digital image on said restricted area. A relative incremental shift between the x-ray tube and the object produces a series of digital images that are combined together. In optional embodiments, x-ray optics are incorporated to create a parallel beam to avoid image duplication, or the effect of image duplication is eliminated by software.

Ein Problem besteht darin, dass der Röntgenstrahl nicht senkrecht, sondern unter einem Winkel kleiner 90° auf das Objekt geschossen wird. Weiterhin wird der Strahl nach dem Austritt aus der Röhre durch die nachfolgende Röntgenoptik parallelisiert. Der Parallelstrahl wird nach Durchgang durch das Objekt durch einen Strahlstopper aufgefangen und abgelenkt und unter einem bestimmten Winkel auf den Detektor gelenkt. Weiterhin ist es bei dem Verfahren und der Vorrichtung notwendig, Relativbewegungen zwischen dem Objekt und der Quel le durchzuführen, um die gewünschten Ergebnisbilder zu erhalten. Es handelt sich hier um ein Röntgentopographieverfahren.One problem is that the X-ray beam is not shot perpendicularly but at an angle of less than 90 ° to the object. Furthermore, the jet after emerging from the Röh parallelized by the subsequent X-ray optics. The parallel beam is trapped by a beam stopper after passing through the object and deflected and directed at a certain angle to the detector. Furthermore, it is necessary in the method and apparatus to perform relative movements between the object and the source to obtain the desired result images. This is an X-ray topography method.

Ein Verfahren zur zerstörungsfreien Analyse und ein zugehöriges Analysegerät ist in der Druckschrift US 2004/0196957 A1 beschrieben, die fähig sind, ein hochkontrastfähiges Bild innerhalb eines Objekt leicht und in einer Art durch Verschieben zu erhalten, wenn ein Objekt mit homogenen, parallel gerichteten Röntgenstrahlen bestrahlt wird.A method for non-destructive analysis and an associated analyzer is in the document US 2004/0196957 A1 which are capable of obtaining a high-contrast image within an object easily and in a manner by shifting when an object is irradiated with homogeneous, collimated X-rays.

Ein Problem besteht darin, dass die Vorrichtung mit Parallelstrahlen arbeitet. Dem Objekt ist ein Kristall zur Parallelisierung der Strahlung vorgelagert. Der Röntgenstrahl trifft nicht senkrecht auf das Objekt. Die Strahlung wird nach Durchtritt durch das Objekt durch einen Analysekristall geschickt, bevor die so beeinflusste Strahlung auf dem Detektor trifft.One Problem is that the device with parallel rays is working. The object is a crystal for the parallelization of the radiation upstream. The x-ray beam does not strike upright the object. The radiation is transmitted through the object sent through an analysis crystal before it influenced that Radiation hits the detector.

Die Probleme der genannten Verfahren bestehen darin, dass keines mit einem einzigen Verfahren die makroskopische und kristallographische Realstruktur mittels Gewinnung einer Volumeninformation an kompakten Kristallkörpern und Bauteilen gleichzeitig und ohne jegliche Bewegung der Vorrichtungskomponenten unter Verwendung harter Bremsstrahlung abzubilden gestattet.The Problems of the above methods are that none with a single procedure the macroscopic and crystallographic Real structure by obtaining volume information in compact form Crystal bodies and components simultaneously and without any Movement of the device components using hard bremsstrahlung allowed to map.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels Röntgenstrahlung anzugeben, die derart geeignet ausgebildet sind, dass die Realstruktur von massiven Kristallkörpern zerstörungsfrei, gleichzeitig, schnell und weitgehend visuell sichtbar dargestellt und eine Sofortbeurteilung der Realstruktur zur röntgenschattenmikroskopischen und kristallographischen Charakterisierung getroffen werden können. Dabei sollen insbesondere im Inneren der massiven Kristallkörper die kristallographischen Defekte sowie die Lage und das Ausmaß der bei der Herstellung entstandenen Defekthohlräume, eingebundenen Fremdteilchen als auch beabsichtigten Hohlräume sowie Kristallkörperänderungen nach Belastung reproduzierbar und auswertefähig erfasst werden.Of the The invention is therefore based on the object, a method and a device for registering real structure information in massive crystal bodies by means of X-radiation indicate that are designed so that the real structure of massive crystal bodies non-destructive, displayed simultaneously, quickly and largely visually and an immediate assessment of the real structure for X-ray microscopic and crystallographic characterization can be made. It should be especially inside the massive crystal body the crystallographic defects as well as the location and extent of the the production of resulting defect cavities, bound Foreign particles as well as intended voids and crystal body changes can be detected reproducibly and evaluated after loading.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 10 und 20 gelöst. Das Verfahren zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mit Röntgenstrahlung, wobei die Kristallkörper eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, wird mit einer Vorrichtung, bestehend zumindest aus einer Mikrofokus-Röntgenröhre, einer Kristallkörper-Halterung und einem Detektor mit einer Detektoraufnahmefläche in einer natürlichen Atmosphäre realisiert, wobei eine Durchstrahlung des in der Kristallkörper-Halterung befindlichen Kristallkörpers zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur des Kristallkörpers durchgeführt wird,
wobei gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1
auf der Detektoraufnahmefläche registrierfähige linienförmige Bremsstrahlinterferenzen zur Darstellung einer kristallographischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers durch harte Röntgenbremsstrahlung in einem Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3 λmin, aus dem der massive Kristallkörper die exakt zur Beugung an seinen Netzebenen benötigte Wellenlänge λ herausfiltert, erzeugt werden, wobei die linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen die durch eine verbleibende Reststrahlintensität erzeugte radiographische Schattenabbildung gleichzeitig überlagern, wobei eine Intensitätsverstärkung der linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen mittels folgender Schritte herbeigeführt wird:

  • – mittels Einsetzens einer unmittelbar hinter dem Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre angeordneten Blende, deren Blendenloch einen zur Einstellung einer Strahldivergenz ausgebildeten Durchmesser hat,
  • – durch eine Einstellung eines Abstandes R2 zwischen dem Kristallkörper und der Detektoraufnahmefläche, wobei der Abstand R2 mindestens das Zwanzigfache der Entfernung des Kristallkörpers vom Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre beträgt,
  • – durch eine Einstellung der Belichtungszeit t der Mikrofokus-Röntgenröhre, wobei die eingestellte Belichtungszeit t von der Ordnungszahl des Materials des Kristallkörpers, von der Dicke D des Kristallkörpers und von der Empfindlichkeit des Detektors abhängt, und
  • – durch eine Einstellung der Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre, die eine Intensität des Primärröntgenstrahls erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls durch die Absorption des Kristallkörpers um mindestens 25% verringert ist, wobei eine Einstellung des Verhältnisses zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität und der Interferenzstrahlintensität durchgeführt und somit ein registrierfähiges Kontrastbild zeitgleich zwischen den Interferenzlinien und der radiographischen Schattenabbildung herbeigeführt wird.
The object is solved by the features of claims 1, 10 and 20. The method for registering real-structure information in X-ray massive crystal bodies, wherein the crystal bodies have a minimum thickness D dependent on atomic number, is provided with a device comprising at least a microfocus X-ray tube, a crystal body holder, and a detector having a detector receiving surface realizes a natural atmosphere, wherein a radiation of the crystal body located in the crystal body holder for generating a radiographic shadow image on the detector for registration of the macroscopic real structure of the crystal body is performed,
wherein according to the characterizing part of patent claim 1
linear brake-beam interferences that can be registered on the detector mounting surface to represent a crystallographic real structure of the massive crystal body by hard X-ray braking radiation in a wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , from which the massive crystal body filters out the wavelength λ required exactly for diffraction at its network planes, The line-shaped brake beam interferences simultaneously superimpose the radiographic shadow image generated by a remaining residual beam intensity, whereby an intensity enhancement of the line-shaped brake beam interferences is brought about by means of the following steps:
  • By inserting a diaphragm arranged immediately behind the beam exit of the microfocus X-ray tube, the aperture hole of which has a diameter designed to set a beam divergence,
  • By adjusting a distance R 2 between the crystal body and the detector receiving surface, wherein the distance R 2 is at least twenty times the distance of the crystal body from the beam exit of the microfocus X-ray tube,
  • By adjusting the exposure time t of the microfocus X-ray tube, the set exposure time t depending on the atomic number of the material of the crystal body, the thickness D of the crystal body and the sensitivity of the detector, and
  • By adjusting the acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube, which produces an intensity of the primary X-ray beam in which the intensity of the maximum of the primary X-ray beam is reduced by at least 25% by the absorption of the crystal body, wherein an adjustment of the ratio between the radiographic shadow image generating Residual beam intensity and the interference beam intensity performed and thus a registerable contrast image is brought about at the same time between the interference lines and the radiographic shadow image.

Die Bestrahlung wird mit harter Röntgenbremsstrahlung in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV durchgeführt.The Irradiation is done with hard X-ray braking radiation in one Energy range of 50 keV to 450 keV performed.

Zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung der Schattenabbildung und der Bremsstrahlinterferenzlinien zu einem registrierfähigen Kontrastbild wird für die Mikrofokus-Röntgenröhre eine Belichtungszeit t im Minutenbereich eingestellt.to simultaneous image overlay of the shadow image and the Bremsstrahlinterferenzlinien to a registerable Contrast image is for the microfocus X-ray tube set an exposure time t in the minute range.

Wahlweise können vorgegebene Kristallgebiete des Kristallkörpers mittels einer xy-Manipulatoreinheit an der den Kristallkörper halternden Kristallkörper-Halterung abgerastert werden.Optional can predetermined crystal regions of the crystal body by means of an xy manipulator unit on the crystal body retaining crystal body holder are scanned.

Eine Vergrößerung der Abbildungs-Überlagerung auf der Fläche des Detektors kann zur Einstellung des Abstandes R2 durch eine Abstands-Verstelleinrichtung durchgeführt werden, mit der der Detektor bzw. die Detektoraufnahmefläche relativ zur Mikrofokus-Röntgenröhre eingestellt wird.An increase in the image overlay on the surface of the detector can be carried out to adjust the distance R 2 by a distance adjusting device with which the detector or the detector receiving surface is adjusted relative to the microfocus X-ray tube.

Als massive Kristallkörper können monokristalline oder grobkristalline Kristallkörper eingesetzt werden.When massive crystal bodies can be monocrystalline or coarsely crystalline crystal bodies.

Die massiven Kristallkörper können eine Mindestdicke D im Bereich von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern aufweisen, wobei die in die Vorrichtung eingebrachten und die Mindestdicke D aufweisenden Kristallkörper aus der harten Röntgenbremsstrahlung des Bereiches von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3 λmin die exakt beu gende Wellenlänge zur Erzeugung der linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen selbst herausfiltern.The solid crystal bodies may have a minimum thickness D in the range of a few millimeters to a few centimeters, wherein the introduced into the device and the minimum thickness D having crystal body of the hard X-ray braking radiation of the range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min exactly Beu Filter out the appropriate wavelength for generating the linear brake jet interference itself.

Bei Durchstrahlung von grobkristallinen, aus Einzelkristallen bestehenden Kristallkörpern dient die Blende in Kombination mit einer Kristallkörperbewegung mittels der xy-Manipulatoreinheit der Sondierung und Abbildung von Einzelkristallen.at Radiation of coarsely crystalline, consisting of single crystals Crystal bodies serves the aperture in combination with a Crystal body movement by means of the xy manipulator unit the probing and imaging of single crystals.

Teile der Beugungskegel für linienförmige Bremsstrahlinterferenzen, die außerhalb des mit Interferenzlinien überlagerten Schattenbildes existieren, enthalten ausschließlich die Information der kristallographischen Realstruktur im Gegensatz zu den Beugungskegeln im Kontrastbild, die die radiographische Schattenabbildung und die kristallographische Realstruktur enthalten, wobei beide Beugungskegelarten gleichzeitig auf der Detektoraufnahmefläche registriert werden.parts the diffraction cone for linear brake jet interference, the outside of the superimposed with interference lines Silhouette exist, exclusively contain those Information of the crystallographic real structure as opposed to the diffraction cones in the contrast image, the radiographic shadow image and the crystallographic real structure, both Diffraction cone types simultaneously on the detector receiving surface be registered.

Eine Vorrichtung zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mit Röntgenstrahlung, wobei die Kristallkörper eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, in einer natürlichen Atmosphäre umfasst

  • – eine Mikrofokus-Röntgenröhre, die einen direkten Primärröntgenstrahl mit harter Röntgenbremsstrahlung in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV liefert,
  • – eine Kristallkörper-Halterung zur Halterung des zu untersuchenden Kristallkörpers,
  • – einen Detektor mit einer Detektoraufnahmefläche, die in einem Abstand R1 vom Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre aus entfernt angeordnet ist, wobei der Kristallkörper zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur des Kristallkörpers durchstrahlt wird,
zur Realisierung des vorgenannten Verfahrens,
wobei im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 10
zur Erzeugung von registrierfähigen linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen auf der Detektoraufnahmefläche unmittelbar hinter dem Strahlaustritt der Mikrofo kus-Röntgenröhre und dem gehalterten Kristallkörper ein Intensitätsverstärker in Form einer Blende zur Reduktion seitlicher Streustrahlung sowie zur Strahldivergenzeinstellung eingebracht ist, wobei die Blende mit einem Lochdurchmesser im Millimeterbereich versehen ist,
dass ein Abstand R2 zwischen dem Kristallkörper und der Detektoraufnahmefläche vorgesehen ist, der zumindest das Zwanzigfache der Entfernung des Kristallkörpers vom Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre beträgt, und
dass eine Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre vorgesehen ist, die eine Strahlintensität nach dem Kristallkörper erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls durch die Absorption des Kristallkörpers um mindestens 25% bezüglich des zugehörigen Intensitätsmaximums verringert ist, wobei ein Verhältnis zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität und der Interferenzstrahlintensität eingestellt ist, mit dem ein auf der Detektoraufnahmefläche registrierfähiges Kontrastbild zwischen Interferenzlinien und radiographischer Schattenabbildung anzeigbar ist.An apparatus for registering real structure information in massive crystal bodies with X-radiation, wherein the crystal bodies have a minimum thickness D dependent on the atomic number, in a natural atmosphere
  • A microfocus X-ray tube providing a direct primary x-ray beam with hard X-ray braking radiation in an energy range from 50 keV to 450 keV,
  • A crystal body holder for holding the crystal body to be examined,
  • A detector having a detector-receiving surface, which is arranged at a distance R 1 from the beam exit of the microfocus X-ray tube, wherein the crystal body is irradiated for generating a radiographic shadow image on the detector for registration of the macroscopic real structure of the crystal body,
for the realization of the aforementioned method,
wherein in the characterizing part of claim 10
for generating registrable line-shaped Bremsstrahlinterferenzen on the detector receiving surface immediately behind the beam exit of the Mikrokus X-ray tube and the content Erten crystal body an intensity enhancer in the form of a diaphragm for reducing lateral stray radiation and the Strahldivergenzeinstellung is introduced, the aperture is provided with a hole diameter in the millimeter range,
that a distance R 2 is provided between the crystal body and the detector receiving surface, which is at least twenty times the distance of the crystal body from the beam exit of the microfocus X-ray tube, and
in that an acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube is provided which produces a beam intensity after the crystal body in which the intensity of the maximum of the primary X-ray beam is reduced by the absorption of the crystal body by at least 25% with respect to the associated intensity maximum, wherein a ratio between the radiographic Shadow image generating residual beam intensity and the interference beam intensity is set, with which a recordable on the detector receiving surface contrast image between interference lines and radiographic shadow image can be displayed.

Die Blende besteht aus einem hochabsorbierenden Material.The Aperture is made of a highly absorbent material.

Die Blende kann dafür eine Bleilochblende sein.The Aperture can be a lead aperture.

Außerdem ist ein Bleiblech auf der Rückseite des Detektors zur Abschirmung angeordnet.Furthermore is a lead sheet on the back of the detector for shielding arranged.

Eine an die Mikrofokus-Röntgenröhre angeschlossene Steuereinrichtung ist vorhanden, die zur Einstellung der Belichtungszeit t zur Durchführung der gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung zu dem registrierfähigen Kontrastbild und zur Einstellung der Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre vorgesehen ist.A connected to the microfocus X-ray tube Control device is available, which is used to set the exposure time t for performing the simultaneous image overlay to the registerable contrast image and setting the acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube is provided.

Die Kristallkörper-Halterung für die Kristallkörper ist wahlweise mit einer xy-Manipulatoreinheit ausgestattet, um sämtliche vorgegebene Gebiete des Kris tallkörpers in die Registrierung einzubeziehen und/oder Einzelkristallite bei der Untersuchung von grobkristallinen Kristallkörpern zu sondieren.The crystal body holder for the crystal body is optionally equipped with an xy manipulator unit to include all predetermined areas of Kris tallkörpers in the registry hen and / or single crystallites in the investigation of coarsely crystalline crystal bodies to probe.

Der Detektor kann ein Röntgenfilm, ein Festkörperdetektor, eine Bildplatte oder eine Leuchtschirm/CCD-Kameraeinheit sein.Of the Detector can be an X-ray film, a solid state detector, an image plate or a screen / CCD camera unit.

Zur Vermeidung einer Überstrahlung der Bildmitten im kürzesten Abstand R1 zur Mikrofokus-Röntgenröhre und zugleich im Auftreffpunkt der Primärröntgenstrahl-Restintensität kann wahlweise ein Absorptionsfilter in den Strahlengang des Primärröntgenstrahles zwischen der Kristallkörper-Halterung und dem Detektor eingebracht sein.To avoid an over-radiation of the image centers at the shortest distance R 1 to the microfocus X-ray tube and at the same time the impact of the primary X-ray residual intensity can optionally be introduced into the beam path of the primary X-ray beam between the crystal body holder and the detector, an absorption filter.

Das Absorptionsfilter kann ein geometrisch ausgebildeter Körper, vorzugsweise eine Halbkugel oder ein Kugelsegment sein.The Absorption filter can be a geometrically formed body, preferably a hemisphere or a spherical segment.

Eine dem Absorptionsfilter zugeordnete Filter-Halterungseinrichtung kann aus einem die genutzte Röntgenstrahlung nur gering absorbierenden Werkstoff, vorzugsweise kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, bestehen, so dass die Abbildungs-Überlagerung der Aufnahme zu dem registrierfähigen Kontrastbild nicht gestört wird.A the filter associated with the absorption filter can from a material which only slightly absorbs the X-ray radiation used, preferably carbon fiber reinforced plastic, so that the image overlay the shot to the registerable contrast image is not disturbed.

Die Verwendung von harter Röntgenbremsstrahlung im Energiebereich von 50 keV bis 450 keV zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung von Informationen massiver Kristallkörper, die eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, erfolgt in einer natürlichen Atmosphäre gemäß dem vorgenannten Verfahren und der vorgenannten Vorrichtung gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 20,
mittels einer direkten Durchstrahlung zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers und
mittels einer Erzeugung von einen zur Schattenabbildung registrierfähigen Kontrast aufweisenden Bremsstrahlinterferenzlinien zur Registrierung der kristal lographischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers auf einem Detektor und zur visuellen oder abtastungsbezogenen Auswertung.
The use of hard X-ray braking radiation in the energy range of 50 keV to 450 keV for the simultaneous image superposition of information of solid crystal bodies having a number dependent on the atomic number D, takes place in a natural atmosphere according to the aforementioned method and the aforementioned device according to the characterizing part of Claim 20,
by means of a direct radiation to generate a radiographic shadow image for registration of the macroscopic real structure of the massive crystal body and
by means of a generation of a shadow image registerable contrast having Bremsstrahlinterferenzlinien for registration of the crystal lographic real structure of the massive crystal body on a detector and for visual or scanning related evaluation.

Im Folgenden wird das zerstörungsfrei arbeitende Verfahren näher erläutert:
Während der direkten Durchstrahlung werden eine vergrößerte radiographische Schattenabbildung (beispielsweise eine Defektstruktur) und die Registrierung einer Beugungsinformation (kristallographische Parameter) z. B. einige Millimeter bis einige Zentimeter dicker und großflächiger Kristallkörper gleichzeitig in einer Aufnahme abgebildet und mit Belichtungszeiten t im Minutenbereich mittels der Mikrofokus-Röntgenröhre durchgeführt.
The non-destructive method is explained in more detail below:
During the direct transmission, an enlarged radiographic shadow image (for example a defect structure) and the registration of a diffraction information (crystallographic parameters) z. B. a few millimeters to a few centimeters thick and large-area crystal body simultaneously imaged in a shot and performed with exposure times t in the minute range by means of microfocus X-ray tube.

Demgemäß kommt der Röntgenstrahl der Mikrofokus-Röntgenröhre zum Einsatz, der durch eine unmittelbar am Strahlaustritt angeordnete Bleilochblende hindurch auf den unmittelbar folgenden, einkristallinen bzw. grobkristallinen, als Prüfprobe geltenden Kristallkörper gerichtet ist. Von der Mikrofokus-Röntgenröhre wird deren harte Bremsstrahlung benutzt. In einem Abstand R1, dessen Größenordnung von einigen Millimetern bis zu einigen 100 Millimeter betragen kann, vom Strahlaustritt der Mikrofokus-Röntgenröhre aus entfernt, befindet sich ein Detektor, z. B. ein Röntgenfilm, der an seiner Rückseite mit einem Bleiblech abgeschirmt wird. Anstelle des Röntgenfilms kann alternativ auch ein entsprechender Festkörperdetektor oder eine Bildplatte verwendet werden. Die Kristallkörper-Halterung kann optional durch eine xy-Manipulatoreinheit ergänzt werden, um sämtliche Interessensgebiete der Kristallkörpers abzufahren, was ggf. bei größeren Prüfproben wünschenswert ist.Accordingly, the X-ray beam of the microfocus X-ray tube is used, which is directed through a directly arranged at the beam exit lead aperture on the immediately following, monocrystalline or coarse crystalline, valid as a test sample crystal body. The microfocus X-ray tube uses its hard bremsstrahlung. At a distance R 1 , whose magnitude may be from a few millimeters to several 100 millimeters, away from the beam exit of the microfocus X-ray tube, there is a detector, for. As an X-ray film, which is shielded at its rear with a lead sheet. Instead of the X-ray film, alternatively, a corresponding solid state detector or an image plate can be used. The crystal body holder can optionally be supplemented by an xy manipulator unit to remove all areas of interest of the crystal body, which may be desirable for larger test samples.

Die Verfahrensführung beginnt mit dem Einschalten der genannten Strahlenquelle, z. B. der Mikrofokus-Röntgenröhre, im unteren Minutenbereich. Die zugehörigen und genauen Belichtungszeiten t hängen von der Strahlenenergie, der Ordnungszahl des Kristallmaterials, der Kristallkörperdicke und der Detektorempfindlichkeit ab.The Procedure starts with the switching on of the mentioned Radiation source, z. B. the microfocus X-ray tube, in the lower minute range. The associated and accurate Exposure times t depend on the beam energy, the Atomic number of the crystal material, the crystal body thickness and the detector sensitivity.

Auf die genannte Weise werden auf dem Detektor simultan eine einstellbar vergrößerte Röntgenschattenmikroskopie-Aufnahme sowie linienförmige Bremsstrahlinterferenzen des durchstrahlten Kristallkörpergebietes in Form des registrierfähigen Kontrastbildes akkumuliert.On the said way become simultaneously adjustable on the detector enlarged X-ray shadow micrograph as well as line-shaped Bremsstrahlinterferenzen the irradiated Crystal body area in the form of the registerable Contrast image accumulated.

Das Verfahren basiert auf der Verwendung harter Röntgenbremsstrahlung knapp über die Wellenlänge λmin, etwa im Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3 λmin, und benutzt nicht die langwelligere charakteristische Strahlung einer Röntgenröhre. Der massive Kristallkörper „filtert" und monochromatisiert gewissermaßen selbst die zur Beugung an ihren Netzebenen benötigte Wellenlänge aus dem kontinuierlichen Bremsspektrum Δλ.The method is based on the use of hard X-ray brake radiation just above the wavelength λ min , for example in the wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , and does not use the longer wavelength characteristic radiation of an X-ray tube. The massive crystal body "filters" and monochromatizes to a certain extent even the wavelength required for diffraction at its lattice planes from the continuous brake spectrum Δλ.

Die Erfindung ermöglicht ein zerstörungsfrei arbeitendes Kombinationsverfahren, welches in direkter Durchstrahlung und gleichzeitig eine vergrößerte radiographische Schattenabbildung zur Ermittlung der makroskopischen Defektstruktur und die Registrierung einer Beugungsinformation mittels linienförmiger Bremsstrahlinterferenzen zur Ermittlung kristallographischer Parameter dicker, insbesondere einige Millimeter bis einige Zentimeter dicker und großflächiger, massiver Kristallkörper gleichzeitig in einer Aufnahme nutzt.The Invention allows a non-destructive working Combination method, which in direct transmission and simultaneously an enlarged radiographic shadow image to determine the macroscopic defect structure and the registration a diffraction information by means of linear brake jet interference to determine crystallographic parameters thicker, in particular some Millimeters to a few centimeters thicker and larger, massive crystal body at the same time in a receptacle uses.

Die Erfindung ermöglicht, weil kein Elektronenstrahl mit Vakuumbedingungen benötigt wird, die Untersuchung an Luft und somit auch an größeren und massive Kristallkörper darstellenden Bauteilen.Because no electron beam with vacuum conditions is needed, the invention makes it possible to study in air and thus also in larger ones and massive crystal body performing components.

Um sämtliche interessierende Bereiche bzw. Gebiete des Kristallkörpers bzw. des Bauteiles abzufahren, kann der Kristallkörper wahlweise mit der xy-Manipulatoreinheit „abgerastert" werden.Around all areas of interest or areas of the crystal body or abzufahren the component, the crystal body optionally "scanned" with the xy manipulator unit.

Ein weiterer Vorteil gegenüber dem häufig angewandten Laue-Verfahren (Oberflächenanalyse bis ca. 300 μm Tiefe) ist, dass die Lage der Defekte in dem erfindungsgemäßen Verfahren über die gesamte Kristallkörperdicke D zurückverfolgt werden kann.One further advantage over the frequently used Laue method (surface analysis up to approx. 300 μm Depth) is that the location of the defects in the invention Method over the entire crystal body thickness D can be traced.

Um die verfahrensbedingte Überstrahlung der Bildmitten im kürzesten Abstand zur Röntgenquelle und zugleich am Auftreffpunkt der Primärröntgenstrahl-Restintensität zu vermeiden, kann wahlweise ein Verlaufs-Absorptionsfilter, z. B. eine Halbkugel oder ein Kugelsegment, in den Röntgenstrahlengang zusätzlich eingebracht werden. Um damit die Darstellung nicht zusätzlich zu stören, kann die dafür benötigte Filter-Halterungseinrichtung aus einem die genutzte Röntgenstrahlung nur gering absorbierenden Werkstoff (z. B. kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff) bestehen.Around the procedural exuberance of the picture centers in shortest distance to the X-ray source and at the same time at the point of impact of the primary X-ray residual intensity To avoid, optionally, a gradient absorption filter, for. B. a hemisphere or a spherical segment, in the X-ray beam additionally introduced. Order the representation not in addition to bother, that can be needed filter-holder device from a used X-radiation only low absorbing material (eg. B. carbon fiber reinforced plastic) exist.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert in Durchstrahlrichtung Realstruktur-Informationen über die gesamte Kristallkörperdicke und über einen größeren Kristallbereich.The inventive method provides in the transmission direction Real structure information about the total crystal body thickness and over a larger crystal area.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterliegt den in der industriellen Prüfpraxis gravierenden Einschränkungen, dass die Kristallkörperdicke D infolge der Absorption möglichst dünn (D ≤ 50 μm bis 300 μm) gewählt werden muss, nicht, da es demgegenüber den umgekehrten Weg beschreitet, der auf der Verwendung harter Röntgenbremsstrahlung basiert und dicke, massive Kristallkörper in Form von Proben oder Bauteilen in ihrer gesamten Kristallkörperdicke D einer zerstörungsfreien Untersuchung zugänglich macht.The inventive method is subject to in the industrial testing practice serious limitations, that the crystal body thickness D due to the absorption as possible thin (D ≤ 50 μm to 300 μm) must not be chosen, as it is in contrast takes the opposite route, based on the use of hard X-ray braking radiation based and thick, massive crystal bodies in the form of samples or Components in their total crystal body thickness D one non-destructive investigation.

Wesentlich ist die Verwendung von harter Röntgenbremsstrahlung im Energiebereich von 50 keV bis 450 keV zur direkten Durchstrahlung massiver Kristallkörper zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung einer radiographischen Schattenabbildung zur Registrierung der makroskopischen Defektstruktur des Kristallkörpers und einer Erzeugung von linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen zur Registrierung der kristallographischen Defektstruktur des Kristallkörpers auf einem Detektor zur visuellen oder abtastungsbezogenen Auswertung.Essential is the use of hard X-ray brake radiation in Energy range from 50 keV to 450 keV for direct transmission massive crystal body for simultaneous image overlay a radiographic shadow image for registration of the macroscopic defect structure of the crystal body and a generation of linear Bremsstrahlinterferenzen for registration of the crystallographic Defect structure of the crystal body on a detector for visual or scanning related evaluation.

Die Erfindung ermöglicht es, dass die im Stand der Technik genannten Einschränkungen bezüglich der zu durchstrahlenden Dicke der Kristallkörper umgangen werden, da das Verfahren im Bereich hoher Energien zwischen 50 keV bis ca. 450 keV und damit im Bereich harter Röntgenbremsstrahlung arbeitet. Demzufolge können auch dicke und massive Bauteile radiographisch untersucht werden.The Invention allows that in the prior art mentioned restrictions on the to be irradiated Thickness of the crystal bodies are bypassed as the process in the range of high energies between 50 keV to approx. 450 keV and thus works in the area of hard X-ray braking radiation. As a result, also thick and massive components can be examined radiographically become.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mittels mehrerer Zeichnungen näher erläutert.The Invention is based on an embodiment by means of explained in more detail several drawings.

Sie zeigen:she demonstrate:

1 Darstellungen zur Vorrichtung zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels harter Röntgenbremsstrahlung auf einem Röntgenfilm, wobei 1 Representations of the device for registration of real structure information in massive crystal bodies by means of hard X-ray braking radiation on an X-ray film, wherein

1a eine schematische Darstellung der Vorrichtung und 1a a schematic representation of the device and

1b eine Intensitäts(I)-Röntgenwellenlängen (λ)-Kurve mit dem erfindungsgemäß genutzten Röntgenbremsstrahlungsbereich sind, 1b are an intensity (I) X-ray wavelength (λ) curve with the X-ray brake radiation range used according to the invention,

2 eine erfindungsgemäße auswertbare und registrierfähige Kontrastbildaufnahme auf einem Röntgenfilm von einem massiven NiAl-Kristallkörper mit den beiden Bildbereichen – radiographisches Schattenbild und Bremsstrahlinterferenzlinien – des registrierfähigen Kontrastbildes, 2 an evaluable and recordable contrast image recording according to the invention on an X-ray film of a massive NiAl crystal body with the two image areas - radiographic shadow image and brake beam interference lines - of the registerable contrast image,

3 eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen auf einem Röntgenfilm von einem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper mit makroskopischen Poren (Lunkern) und ohne Kristallbaufehler, 3 a schematic representation of real structure information on an X-ray film of a massive TbNi 2 B 2 C crystal body with macroscopic pores (voids) and without crystal defects,

4 eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen auf einem Röntgenfilm von einem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper mit lokalen Defekten in einer Netzebenenschar – z. B. einer Kleinwinkelkorngrenze – und ohne makroskopische Poren, 4 a schematic representation of real structure information on an X-ray film of a massive TbNi 2 B 2 C crystal body with local defects in a lattice plane -. B. a Kleinwinkelkorngrenze - and without macroscopic pores,

5 eine reale Aufnahme der Realstruktur-Informationen an einem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper mittels harter Röntgenbremsstrahlung nach der Durchstrahlung, wobei 5 a real recording of the real structure information on a massive TbNi 2 B 2 C crystal body by means of hard X-ray braking radiation after the transmission, wherein

5a eine Aufnahme des Kristallkörpers mit Lunkern und Interferenzlinien und 5a a picture of the crystal body with voids and interference lines and

5b einen vergrößerten Ausschnitt aus der Aufnahme in 5a desselben Kristallkörpers darstellen, 5b an enlarged section of the picture in 5a represent the same crystal body,

6 eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen an einer einkristallinen Turbinenschaufel aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker) und ohne Kristallstörungen, 6 a schematic representation of real structure information on a single-crystal turbine blade of CMSX-6 without macroscopic pores (voids) and without crystal defects,

7 eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen an einer einkristallinen Turbinenschaufel aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker) und mit Störungen in der Kristallstruktur – mit erhöhter Versetzungsdichte – und 7 a schematic representation of real structure information on a single crystal turbine blade of CMSX-6 without macroscopic pores (voids) and with disturbances in the crystal structure - with increased dislocation density - and

8 eine reale Aufnahme von Realstruktur-Informationen mittels harter Röntgenbremsstrahlung an einer einkristallinen Turbinenschaufel aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker) und mit Kristallstörungen – mit erhöhter Versetzungsdichte. 8th a real-time acquisition of real-structure information by means of hard X-ray brake radiation on a single-crystal turbine blade made of CMSX-6 without macroscopic pores (voids) and with crystal defects - with increased dislocation density.

Im Folgenden werden die 1 mit den 1a, 1b gemeinsam betrachtet. In 1, 1a ist eine Vorrichtung 1 zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern 5, 51, 52 dargestellt, die eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, in einer natürlichen Atmosphäre dargestellt, wobei die Vorrichtung 1 umfasst

  • – eine Mikrofokus-Röntgenröhre 2, die einen direkten Primärröntgenstrahl 31 mit harter Röntgenbremsstrahlung 20 in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV liefert,
  • – eine Kristallkörper-Halterung 9 zur Halterung des zu untersuchenden Kristallkörpers 5, 51, 52,
  • – einen Detektor 7 mit einer Detektoraufnahmefläche 71, die in einem Abstand R1 vom Strahlaustritt 21 der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 aus entfernt angeordnet ist, wobei der Kristallkörper 5, 51, 52 zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor 7 zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur 13, 13' des Kristallkörpers 5, wie in 3 gezeigt ist, durchstrahlt wird.
The following are the 1 with the 1a . 1b considered together. In 1 . 1a is a device 1 for registration of real structure information in massive crystal bodies 5 . 51 . 52 represented, which have a minimum thickness D dependent on the atomic number, shown in a natural atmosphere, wherein the device 1 includes
  • - A microfocus X-ray tube 2 that have a direct primary x-ray 31 with hard X-ray braking radiation 20 in an energy range from 50 keV to 450 keV,
  • - a crystal body holder 9 for holding the crystal body to be examined 5 . 51 . 52 .
  • - a detector 7 with a detector receiving surface 71 which emerges from the jet at a distance R 1 21 the microfocus X-ray tube 2 is located away from, wherein the crystal body 5 . 51 . 52 to generate a radiographic shadow image on the detector 7 to register the macroscopic real structure 13 . 13 ' of the crystal body 5 , as in 3 is shown, is irradiated.

Erfindungsgemäß ist zur Erzeugung von registrierfähigen linienförmigen, in den 2 bis 8 gezeigten, Bremsstrahlinterferenzen 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' auf der Detektoraufnahmefläche 71 unmittelbar hinter dem Strahlaustritt 21 der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 und dem gehalterten Kristallkörper 5, 51, 52 ein Intensitätsverstärker in Form einer Blende 4 zur Reduktion seitlicher Streustrahlung sowie zur Einstellung einer Strahldivergenz 6 eingebracht, wobei die Blende 4 mit einem Lochdurchmesser im Millimeterbereich versehen ist,
wobei ein Abstand R2 zwischen dem Kristallkörper 5, 51, 52 und der Detektoraufnahmefläche 71 vorgesehen ist und zumindest das Zwanzigfache der Entfernung des Kristallkörpers 5, 51, 52 vom Strahlaustritt 21 der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 beträgt, und
wobei eine Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 vorgesehen ist, die eine Strahlintensität nach dem Kristallkörper 5, 51, 52 erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls 31 durch die Absorption des Kristallkörpers 5, 51, 52 um zumindest 25% bezüglich des zugehörigen Intensitätsmaximums verringert ist, wobei ein Verhältnis zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität 3 und der Interferenzstrahlintensität eingestellt ist, mit dem ein auf der Detektoraufnahmefläche 71 registrierfähiges in 2 gezeigtes Kontrastbild 30 zwischen Interferenzlinien 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' und radiographischer Schattenabbildung 13, 13' anzeigbar ist.
According to the invention for the production of registerable line-shaped, in the 2 to 8th shown, brake jet interference 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' on the detector receiving surface 71 immediately behind the jet exit 21 the microfocus X-ray tube 2 and the salient crystal body 5 . 51 . 52 an intensity amplifier in the form of a diaphragm 4 for reducing lateral scattered radiation and for setting a beam divergence 6 introduced, with the aperture 4 provided with a hole diameter in the millimeter range,
wherein a distance R 2 between the crystal body 5 . 51 . 52 and the detector receiving surface 71 is provided and at least twenty times the distance of the crystal body 5 . 51 . 52 from the beam exit 21 the microfocus X-ray tube 2 is, and
wherein an acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube 2 is provided, which has a beam intensity after the crystal body 5 . 51 . 52 generated at which the intensity of the maximum of the primary x-ray beam 31 by the absorption of the crystal body 5 . 51 . 52 is reduced by at least 25% with respect to the associated intensity maximum, wherein a ratio between the residual beam intensity generating the radiographic shadow image 3 and the interference beam intensity is set with the one on the detector receiving surface 71 registrable in 2 shown contrast image 30 between interference lines 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' and radiographic shadow illustration 13 . 13 ' can be displayed.

Die auf der Detektoraufnahmefläche 71 registrierfähigen linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' zur Darstellung der kristallographischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers entstehen durch harte Röntgenbremsstrahlung 20 in einem in 1b gezeigten Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3 λmin, aus dem der massive Kristallkörper 5, 51, 52 die exakt zur Beugung an seinen Netzebenen benötigte Wellenlänge λ herausfiltert.The on the detector receiving surface 71 registrable linear brake jet interference 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' to illustrate the crystallographic real structure of the massive crystal body caused by hard X-ray brake radiation 20 in an in 1b shown wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , from which the massive crystal body 5 . 51 . 52 filters out the wavelength λ required exactly for diffraction at its network planes.

In 2 ist ein registrierfähiges Kontrastbild 30 auf einer Detektoraufnahmefläche 71 für einen NiAl-Kristallkörper dargestellt. In deren mittigen Bereich 22 der Abbildungs-Überlagerung ist sowohl die radiographische Schattenabbildung als auch die kristallographische Realstruktur in Form der linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen als registrierfähiges Kontrastbild 30 dargestellt, wobei auf der Detektoraufnahmefläche 71 im Randbereich 23 Teile der Beugungskegel 6'' in Fortsetzung der überlagernden Bremsstrahlinterferenzen des Kontrastbildes 30 registrierfähig angegeben sind, die ausschließlich die kristallographische Realstruktur enthalten.In 2 is a recordable contrast image 30 on a detector receiving surface 71 for a NiAl crystal body. In the middle area 22 The image overlay is both the radiographic shadow image and the crystallographic real structure in the form of the line-shaped Bremsstrahlinterferenzen as a registerable contrast image 30 illustrated, wherein on the detector receiving surface 71 at the edge 23 Parts of the diffraction cone 6 '' in continuation of the superimposed Bremsstrahlinterferenzen the contrast image 30 are registered, which contain only the crystallographic real structure.

Die in 1 gezeigte Blende 4 besteht aus einem hochabsorbierenden Material und stellt eine Bleilochblende dar.In the 1 shown aperture 4 consists of a highly absorbent material and represents a lead aperture.

Ein Bleiblech 8 kann auf der Rückseite 10 des Detektors 7 zur Abschirmung angeordnet sein.A lead sheet 8th can on the back 10 of the detector 7 be arranged for shielding.

Es ist eine an die Mikrofokus-Röntgenröhre 2 angeschlossene Steuereinrichtung 17 vorhanden, die zur Einstellung der Belichtungszeit t zur Durchführung der gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung und zur Einstellung der Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 vorgesehen ist.It's one to the microfocus X-ray tube 2 connected control device 17 provided for adjusting the exposure time t for performing the simultaneous image superimposition and for adjusting the acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube 2 is provided.

Eine Kristallkörper-Halterung 9 ist für den massiven Kristallkörper 5, 51, 52 vorgesehen, die wahlweise mit einer xy-Manipulatoreinheit 11 ausgestattet ist, um sämtliche vorgegebene Gebiete des Kristallkörpers 5, 51, 52 in die Registrierung einzubeziehen und/oder Einzelkristallite bei der Untersuchung von grobkristallinen Kristallkörpern zu sondieren.A crystal body holder 9 is for the massive crystal body 5 . 51 . 52 provided, which optionally with an xy manipulator unit 11 is equipped to all predetermined areas of the crystal body 5 . 51 . 52 to include in the registry and / or to probe single crystallites in the study of coarsely crystalline crystal bodies.

Der Detektor 7, 71 kann ein Röntgenfilm, ein Festkörperdetektor, eine Bildplatte oder eine Leuchtschirm/CCD-Kameraeinheit sein.The detector 7 . 71 may be an X-ray film, a solid-state detector, an optical disk or a fluorescent screen / CCD camera unit.

Zur Vermeidung einer Überstrahlung der Bildmitten im kürzesten Abstand R1 zur Mikrofokus-Röntgenröhre 2 und zugleich im Auftreffpunkt der Primärröntgenstrahl-Restintensität kann wahlweise ein Absorptionsfilter (nicht eingezeichnet) in den Strahlengang des Primärröntgenstrahles 31 zwischen der Kristallkörper-Halterung 9 und dem Detektor 7, 71 eingebracht sein.To avoid over-radiation of the image centers at the shortest distance R 1 to the microfocus X-ray tube 2 and at the same time at the point of impact of the primary X-ray residual intensity optionally an absorption filter (not shown) in the beam path of the primary X-ray beam 31 between the crystal body holder 9 and the detector 7 . 71 be introduced.

Das Absorptionsfilter kann ein geometrisch ausgebildeter Körper, vorzugsweise eine Halbkugel oder ein Kugelsegment sein.The Absorption filter can be a geometrically formed body, preferably a hemisphere or a spherical segment.

Eine dem Absorptionsfilter zugeordnete Filter-Halterungseinrichtung kann aus einem die genutzte Röntgenstrahlung nur gering absorbierenden Werkstoff, vorzugsweise kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, bestehen, so dass die Akkumulation der Aufnahme für das registrierfähige Kontrastbild nicht gestört wird.A the filter associated with the absorption filter can from a material which only slightly absorbs the X-ray radiation used, preferably carbon fiber reinforced plastic, so that the accumulation of recording for the recordable Contrast image is not disturbed.

Das Verfahren zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mit einer Röntgenstrahlung 31, wobei die Kristallkörper 5, 51, 52 eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, mit der vorgenannten Vorrichtung 1, die zumindest aus einer Mikrofokus-Röntgenröhre 2, einer Kristallkörper-Halterung 9 und einem Detektor 7 mit einer Detektoraufnahmefläche 71 besteht, wird in einer natürlichen Atmosphäre realisiert,
wobei eine Durchstrahlung des in der Kristallkörper-Halterung 9 befindlichen Kristallkörpers 5, 51, 52 zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor 7, 71 zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur 13, 13' des Kristallkörpers 5, 51, 52 durchgeführt wird.
The method for registration of real structure information in massive crystal bodies with an X-ray 31 , where the crystal bodies 5 . 51 . 52 have a dependent of the atomic number minimum thickness D, with the aforementioned device 1 at least from a microfocus X-ray tube 2 , a crystal body holder 9 and a detector 7 with a detector receiving surface 71 exists, is realized in a natural atmosphere,
wherein a radiation of the in the crystal body holder 9 located crystal body 5 . 51 . 52 to generate a radiographic shadow image on the detector 7 . 71 to register the macroscopic real structure 13 . 13 ' of the crystal body 5 . 51 . 52 is carried out.

Erfindungsgemäß werden auf der Detektoraufnahmefläche 71 registrierfähige linienförmige Bremsstrahlinterferenzen 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' zur Darstellung einer kristallographischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers 5, 51, 52 durch harte Röntgenbremsstrahlung 31 in einem Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3 λmin, aus dem der massive Kristallkörper 5, 51, 52 die exakt zur Beugung an seinen Netzebenen benötigte Wellenlänge λ herausfiltert, erzeugt, wobei die linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' die durch eine verbleibende Reststrahlintensität 3 erzeugte radiographische Schattenabbildung gleichzeitig überlagern, wobei eine Intensitätsverstärkung der linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen 14, 15, 14', 15', 14'', 15'' mittels folgender Schritte herbeigeführt wird:

  • – mittels Einsetzens einer unmittelbar hinter dem Strahlaustritt 21 der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 angeordneten Blende 4, deren Blendenloch 12 einen zur Einstellung einer Strahldivergenz 6 ausgebildeten Durchmesser hat,
  • – durch eine Einstellung eines Abstandes R2 zwischen dem Kristallkörper 5, 51, 52 und der Detektoraufnahmefläche 71, wobei der Abstand R2 mindes tens das Zwanzigfache der Entfernung des Kristallkörpers 5, 51, 52 vom Strahlaustritt 21 der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 beträgt,
  • – durch eine Einstellung der Belichtungszeit t der Mikrofokus-Röntgenröhre 2, wobei die eingestellte Belichtungszeit t von der Ordnungszahl des Materials des Kristallkörpers 5, 51, 52, von der Dicke D des Kristallkörpers 5, 51, 52 und von der Empfindlichkeit des Detektors 7, 71 abhängt, und
  • – durch eine Einstellung der Beschleunigungsspannung U der Mikrofokus-Röntgenröhre 2, die eine Intensität des Primärröntgenstrahls 31 erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls 31 durch die Absorption des Kristallkörpers 5, 51, 52 um mindestens 25% verringert ist, wobei eine Einstellung des Verhältnisses zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität 3 und der Interferenzstrahlintensität durchgeführt und somit ein registrierfähiges Kontrastbild 30 zeitgleich zwischen den Interferenzlinien und der radiographischen Schattenabbildung herbeigeführt wird.
According to the invention on the detector receiving surface 71 registrable line-shaped brake jet interference 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' to show a crystallographic real structure of the massive crystal body 5 . 51 . 52 by hard X-ray braking radiation 31 in a wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , from which the massive crystal body 5 . 51 . 52 which filters out exactly to the diffraction required at its network levels wavelength λ generates, with the line-shaped Bremsstrahlinterferenzen 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' by a remaining residual beam intensity 3 simultaneously superimposed radiographic shadow image, wherein an intensity enhancement of the line-shaped Bremsstrahlinterferenzen 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' by means of the following steps:
  • - By inserting a directly behind the jet outlet 21 the microfocus X-ray tube 2 arranged aperture 4 , whose aperture hole 12 one for setting a beam divergence 6 has trained diameter,
  • By adjusting a distance R 2 between the crystal body 5 . 51 . 52 and the detector receiving surface 71 , wherein the distance R 2 at least twenty times the distance of the crystal body 5 . 51 . 52 from the beam exit 21 the microfocus X-ray tube 2 is,
  • By adjusting the exposure time t of the microfocus X-ray tube 2 , wherein the set exposure time t of the atomic number of the material of the crystal body 5 . 51 . 52 , of the thickness D of the crystal body 5 . 51 . 52 and the sensitivity of the detector 7 . 71 depends, and
  • - By adjusting the acceleration voltage U of the microfocus X-ray tube 2 giving an intensity of the primary x-ray 31 generated at which the intensity of the maximum of the primary x-ray beam 31 by the absorption of the crystal body 5 . 51 . 52 is reduced by at least 25%, with an adjustment of the ratio between the residual beam intensity producing the radiographic shadow image 3 and the interference beam intensity and thus a registerable contrast image 30 at the same time between the interference lines and the radiographic shadow image is brought about.

Die Bestrahlung mit harter Röntgenbremsstrahlung wird in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV durchgeführt.The Irradiation with hard X-ray braking radiation is in one Energy range of 50 keV to 450 keV performed.

Zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung der Schattenabbildung und der Bremsstrahlinterferenzlinien zu dem registrierfähigen Kontrastbild 30 wird für die Mikrofokus-Röntgenröhre 2 eine Belichtungszeit t im Minutenbereich eingestellt.For simultaneously mapping the shadow image and the brake beam interference lines to the registerable contrast image 30 is for the microfocus X-ray tube 2 set an exposure time t in the minute range.

Wahlweise können vorgegebene Kristallgebiete des Kristallkörpers 5, 51, 52 mittels einer xy-Manipulatoreinheit 11 an der den Kristallkörper 5, 51, 52 halternden Kristallkörper-Halterung 9 abgerastert werden.Optionally, predetermined crystal regions of the crystal body 5 . 51 . 52 by means of an xy manipulator unit 11 at the crystal body 5 . 51 . 52 retaining crystal body holder 9 be scanned.

Eine Vergrößerung der Abbildungs-Überlagerung auf der Fläche 71 des Detektors 7 kann durch eine Abstands-Verstelleinrichtung (nicht eingezeichnet) zur Einstellung des Abstandes R2 durchgeführt werden, mit der der Detektor 7, 71 relativ zur Mikrofokus-Röntgenröhre 2 eingestellt wird.An enlargement of the image overlay on the surface 71 of the detector 7 can be performed by a distance adjustment (not shown) for adjusting the distance R 2 , with which the detector 7 . 71 relative to the microfocus X-ray tube 2 is set.

Als massive Kristallkörper 5, 51, 52 können monokristalline oder grobkristalline Kristallkörper eingesetzt werden, wobei die Kristallkörper 5, 51, 52 eine Mindestdicke D im Bereich von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern aufweisen.As a massive crystal body 5 . 51 . 52 Monocrystalline or coarsely crystalline crystal bodies can be used, the crystal bodies 5 . 51 . 52 have a minimum thickness D in the range of a few millimeters to a few centimeters.

Bei einer Durchstrahlung von grobkristallinen, aus Einzelkristallen bestehenden Kristallkörpern 5, 51, 52 dient die Blende 4 in Kombination mit einer Kristallkörperbewegung mittels der Manipulatoreinheit 11 der Sondierung und Abbildung von Einzelkristallen.In a radiation of coarsely crystalline, consisting of single crystals crystal bodies 5 . 51 . 52 serves the aperture 4 in combination with a crystal body movement by means of the manipulator unit 11 the probing and mapping of single kris metals.

Die Teile der Beugungskegel 6'', die außerhalb der Beugungskegel 6' des Kontrastbildes 30 im Randbereich 23 der das Kontrastbild 30 enthaltenden Aufnahme existieren, enthalten ausschließlich die Information der kristallographischen Realstruktur, im Gegensatz zu den Beugungskegeln 6' im Kontrastbild 30, die die radiographische Schattenbildung und die kristallographische Realstruktur enthalten, wobei beide Beugungskegelarten 6', 6'' gleichzeitig auf der Detektoraufnahmefläche 71 registriert werden können.The parts of the diffraction cone 6 '' that are outside the diffraction cone 6 ' of the contrast image 30 at the edge 23 the contrast picture 30 contain only the information of the crystallographic real structure, in contrast to the diffraction cones 6 ' in contrast 30 containing the radiographic shadowing and the crystallographic real structure, both diffraction cone types 6 ' . 6 '' simultaneously on the detector receiving surface 71 can be registered.

Die Verwendung von harter Röntgenbremsstrahlung 20 im Energiebereich von 50 keV bis 450 keV führt
zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung von Informationen massiver Kristallkörper 5, 51, 52, die eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke D aufweisen, in einer natürlichen Atmosphäre gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung,
mittels einer direkten Durchstrahlung zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur 13, 13' des massiven Kristallkörpers 5, 51, 52 und
mittels einer Erzeugung von zur Schattenabbildung sich abhebenden, registrierfähigen Kontrast aufweisenden Bremsstrahlinterferenzlinien zur Registrierung der kristallographischen Realstruktur 16, 14'', 15'' des massiven Kristallkörpers 5, 51, 52 auf einem Detektor 7 und zur visuellen oder abtastungsbezogenen Auswertung.
The use of hard X-ray braking radiation 20 in the energy range from 50 keV to 450 keV
for the simultaneous imaging overlay of information of massive crystal bodies 5 . 51 . 52 having a minimum thickness D dependent on atomic number, in a natural atmosphere according to the method and the apparatus,
by direct irradiation to generate a radiographic shadow image for registration of the macroscopic real structure 13 . 13 ' of the massive crystal body 5 . 51 . 52 and
by means of a generation of shading contrasting, registerable contrast having Bremsstrahlinterferenzlinien for registration of the crystallographic real structure 16 . 14 '' . 15 '' of the massive crystal body 5 . 51 . 52 on a detector 7 and for visual or scanning related evaluation.

Das Verfahren beginnt mit dem Einschalten der genannten Röntgenstrahlenquelle, einer Mikrofokus-Röntgenröhre 2, im unteren Minutenbereich.The method begins with the turning on of said X-ray source, a microfocus X-ray tube 2 , in the lower minute range.

Eine an die Mikrofokus-Röntgenröhre 2 angeschlossene Steuereinrichtung 17 ist zur Einstellung der Belichtungszeit t zur Durchführung der gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung vorgesehen.One to the microfocus X-ray tube 2 connected control device 17 is for setting the exposure time t for performing the simultaneous image superposition.

Auf die beschriebene Weise werden auf dem Detektor 7, 71 simultan eine vergrößerte Röntgenschattenmikroskopie-Abbildung sowie durch Beugungskegel 6', 6'' in der 1a markierte Röntgenbremsstrahleninterferenzen des durchstrahlten Kristallkörpergebietes des massiven Kristallkörpers 5, 51, 52 registrierfähig dargestellt.In the manner described are on the detector 7 . 71 simultaneously an enlarged X-ray shadow microscopy image as well as by diffraction cone 6 ' . 6 '' in the 1a marked X-ray brake beam interference of the irradiated crystal body region of the solid crystal body 5 . 51 . 52 can be registered.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die aus der Mikrofokus-Röntgenröhre 2 gelieferte harte Röntgenbremsstrahlung 20 verwendet, wie sie in dem in 1, 1b dargestellten Röntgenstrahlenspektrum 18 enthalten und im Gegensatz zu der im Stand der Technik eingesetzten charakteristischen Strahlung 19 gezeigt ist.To carry out the method according to the invention is from the microfocus X-ray tube 2 delivered hard X-ray brake radiation 20 used as in the in 1 . 1b illustrated X-ray spectrum 18 contained and in contrast to the characteristic radiation used in the prior art 19 is shown.

Die 3 zeigt eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen auf einem Röntgenfilm 71 von einem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper 51 mit makroskopischen Poren (Lunkern) 13, 13' und ohne Kristallbaufehler.The 3 shows a schematic representation of real structure information on an X-ray film 71 from a massive TbNi 2 B 2 C crystal body 51 with macroscopic pores (voids) 13 . 13 ' and without crystal defects.

Dabei sind im Inneren des TbNi2B2C-Kristallkörpers 51 mikroskopisch kleine Hohlräume 13, 13' oder Lunker als Form der makroskopischen Defektstruktur gezeigt. Die Linien der Bremsstrahlungsinterferenzen 14, 15 als Form der kristallographischen Real- oder Defektstruktur, simultan in Durchstrahlung aufgenommen, werden dagegen scharf und ohne Unterbrechungen neben und durch die mikroskopischen Lunker 13, 13' hindurch dargestellt. Das bedeutet, dass die Innenflächen der Hohlräume 13, 13' durch Atome besetzt werden, die sich ohne Kristallbaufehler in Form der kristallographischen Defektstruktur an das Bulk-Material anschließen. In diesem Falle hätte, um auf die im Inneren des TbNi2B2C-Kristallkörpers 51 vorhandenen Defekte zu schließen, ein Vergleich pyknometrischer Dichtemessungen mit röntgenographisch über eine Präzisions- Gitterkonstantenbestimmung bestimmter Dichte kein physikalisch richtiges Ergebnis ergeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 besitzt diese Einschränkungen nicht und liefert alle relevanten Daten, die größtenteils schon visuell sichtbar sind.In this case, inside the TbNi 2 B 2 C crystal body 51 microscopic cavities 13 . 13 ' or voids are shown as a form of the macroscopic defect structure. The lines of brake radiation interference 14 . 15 on the other hand, as a form of the crystallographic real or defect structure, recorded simultaneously in transillumination, become sharp and uninterrupted next to and through the microscopic voids 13 . 13 ' represented through. This means that the inner surfaces of the cavities 13 . 13 ' are occupied by atoms that attach to the bulk material without crystal defects in the form of the crystallographic defect structure. In this case, it would have to turn on the inside of the TbNi 2 B 2 C crystal body 51 To close existing defects, a comparison of pycnometric density measurements with X-ray over a precision lattice constant determination specific density no physically correct result. The device according to the invention 1 does not have these limitations and provides all relevant data, most of which are already visually visible.

Die 4 zeigt eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen auf dem Röntgenfilm 71 von einem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper 51 mit lokalen Kristallbaufehlern und ohne makroskopische Poren. Die scharfen Interferenzlinien 14, 15 weisen aber einen Interferenzlinienbruch 16 auf, der lokale Defekte in einer Netzebenenschar – z. B. eine Kleinwinkelkorngrenze – im massiven TbNi2B2C-Kristallkörper 51, angibt.The 4 shows a schematic representation of real structure information on the X-ray film 71 from a massive TbNi 2 B 2 C crystal body 51 with local crystal defects and without macroscopic pores. The sharp interference lines 14 . 15 but have an interference line break 16 on, the local defects in a lunar system - z. B. a Kleinwinkelkorngrenze - in massive TbNi 2 B 2 C crystal body 51 , indicates.

Die 5 zeigt reale Aufnahmen der Realstruktur-Informationen entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Durchstrahlung mittels harter Röntgenbremsstrahlung an dem massiven TbNi2B2C-Kristallkörper 51, wobei 5a eine Aufnahme des TbNi2B2C-Kristallkörpers 51 mit Lunkern 13 und Interferenzlinien 14, 15 (verstärkt nachgezeichnet) und 5b einen vergrößerten Ausschnitt aus der Aufnahme in 4a desselben TbNi2B2C-Kristallkörpers 51 mit dem vergrößerten Lunker 13 und den Interferenzen 14, 14 und 14', 15' (beide verstärkt hervorgehoben) darstellen. Die Kristallkörperdicke D des TbNi2B2C-Kristallkörpers 51 beträgt beispielsweise 5 mm und der Durchmesser des auf den Aufnahmen in 5a und 5b abgebildeten Kristallkörpergebietes beträgt 9 mm.The 5 shows real images of the real structure information according to the inventive method after irradiation by means of hard X-ray braking radiation on the massive TbNi 2 B 2 C crystal body 51 , in which 5a a picture of the TbNi 2 B 2 C crystal body 51 with voids 13 and interference lines 14 . 15 (strengthened) and 5b an enlarged section of the picture in 4a same TbNi 2 B 2 C crystal body 51 with the enlarged blower 13 and the interference 14 . 14 and 14 ' . 15 ' (both highlighted). The crystal body thickness D of the TbNi 2 B 2 C crystal body 51 is for example 5 mm and the diameter of the pictures in 5a and 5b imaged crystal body area is 9 mm.

Die 6 zeigt eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen an einer einkristallinen Turbinenschaufel 52 aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker) und ohne Kristallstörungen, wobei das Fehlen von Kristallstörungen zu scharfen Interferenzlinien 14, 15 führt.The 6 shows a schematic representation of real structure information on a single crystal turbine blade 52 from CMSX-6 without macroscopic pores (voids) and without crystal disturbances The lack of crystal disturbances leads to sharp interference lines 14 . 15 leads.

Die 7 zeigt eine schematische Darstellung von Realstruktur-Informationen an derselben einkristallinen Turbinenschaufel 52 aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker) und mit Störungen in der Kristallstruktur – mit erhöhter Versetzungsdichte –, die in der Aufnahme als unscharfe Interferenzlinien 14'', 15'' (Bandinterferenzen) dargestellt sind.The 7 shows a schematic representation of real structure information on the same single-turbine turbine blade 52 from CMSX-6 without macroscopic pores (voids) and with disturbances in the crystal structure - with increased dislocation density -, which in the admission as blurred interference lines 14 '' . 15 '' (Band interferences) are shown.

Die 8 zeigt eine reale Aufnahme von Realstruktur-Informationen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Durchstrahlung mittels harter Röntgenbremsstrahlung 20 an der einkristallinen Turbinenschaufel 52 aus CMSX-6 ohne makroskopische Poren (Lunker), aber mit Kristallstörungen – mit erhöhter Versetzungsdichte –, die durch die unscharfen Interferenzlinien 14'', 15'' angezeigt werden, wie bereits in 7 schematisch dargestellt ist.The 8th shows a real recording of real structure information according to the inventive method after irradiation by means of hard X-ray braking radiation 20 on the single-crystal turbine blade 52 from CMSX-6 without macroscopic pores (voids), but with crystal disruption - with increased dislocation density - due to the blurred interference lines 14 '' . 15 '' are displayed as already in 7 is shown schematically.

Das Verfahren dient zur zerstörungsfreien Charakterisierung der Güte von massiven Kristallkörpern 5, 51, 52, die Metallen, Halbleitern, intermetallischen Verbindungen, organischen Kristallen und Ionenkristallen zugeordnet sind.The method is used for nondestructive characterization of the quality of massive crystal bodies 5 . 51 . 52 , which are associated with metals, semiconductors, intermetallic compounds, organic crystals and ionic crystals.

Das Verfahren basiert auf der Verwendung harter Röntgenbremsstrahlung knapp über der Wellenlänge λmin, etwa im Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3 λmin, und benutzt nicht die langwelligere charakteristische Strahlung einer Röntgenröhre. Der massive Kristallkörper 5, 51, 52 „filtert" und monochromatisiert gewissermaßen selbst die zur Beugung an ihren Netzebenen benötigte Wellenlänge λ aus dem kontinuierlichen Bremsspektrum Δλ.The method is based on the use of hard X-ray brake radiation just above the wavelength λ min , for example in the wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , and does not use the longer wavelength characteristic radiation of an X-ray tube. The massive crystal body 5 . 51 . 52 "Filters" and monochromatizes to a certain extent even the wavelength λ required for diffraction at its network planes from the continuous brake spectrum Δλ.

Insbesondere von massiven Silizium-Einkristallblöcken (engl. ingots) als Ausgangsmaterial für Wafer der Mikroelektronik und der Solartechnik, Piezokristallen, Einkristall-Turbinenschaufeln und Legierungskristallkörpern können die Realstruktur-Informationen mittels der Registrierung der gleichzeitigen Abbildungs-Akkumulation ermittelt und sofort entweder visuell oder durch eine hochauflösende Abtastung ausgewertet werden. Aber nicht nur auf Defektstrukturen bezogen, sondern auch in Erweiterung auf eine beabsichtigte innere Ausbildung der Kristallkörper können in den massiven Kristallkörpern gezielt dimensionierte und aus der Schmelze gezogene Hohlräume und/oder während der Schmelze vorgegeben eingebrachte Körper auf ihre Ausbildung, ihre Lage sowie ihre Defekte innerhalb der Kristallkörper überprüft werden.Especially massive silicon single crystal blocks (engl. ingots) as starting material for microelectronic wafers and solar technology, piezocrystals, single crystal turbine blades and alloy crystal bodies can be the real structure information by registering simultaneous image accumulation detected and immediately either visually or by a high-resolution Scanning be evaluated. But not only on defect structures but also in extension to an intended inner Formation of the crystal bodies can be massive Crystal bodies targeted dimensioned and from the melt drawn cavities and / or during the melt given bodies on their training, their Location as well as their defects within the crystal body checked become.

11
Vorrichtungcontraption
22
Mikrofokus-RöntgenröhreMicrofocus X-ray tube
33
Reststrahlungresidual radiation
3030
registrierfähiges Kontrastbildregistered enabled contrast image
3131
PrimärröntgenstrahlPrimary X-ray
3232
linienförmige Bremsstrahlinterferenzen außerhalb des Kontrastbildeslinear Brake beam interference outside of the contrast image
44
BleilochblendeLead pinhole
55
Kristallkörpercrystal body
5151
TbNi2B2C-KristallkörperTbNi 2 B 2 C crystal body
5252
Turbinenschaufelturbine blade
66
StrahldivergenzkegelBeam divergence cone
6'6 '
Beugungskegel des überlagerten Kontrastbildesdiffraction cone of the superimposed contrast image
6''6 ''
Beugungskegel außerhalb des überlagerten Kontrastbildesdiffraction cone outside the superimposed contrast image
77
Detektordetector
7171
DetektoraufnahmeflächeDetector receiving surface
88th
Bleiblechlead sheet
99
Kristallkörper-HalterungCrystal body holder
1010
Rückseiteback
1111
Manipulatoreinheitmanipulator unit
1212
Blendenlochaperture hole
1313
Hohlraumcavity
13'13 '
Hohlraumcavity
1414
Scharfe Interferenzliniesharp interference line
14'14 '
Scharfe Interferenzliniesharp interference line
14''14 ''
Unscharfe Interferenzlinieblurry interference line
1515
Scharfe Interferenzliniesharp interference line
15'15 '
Scharfe Interferenzliniesharp interference line
15''15 ''
Unscharfe Interferenzlinieblurry interference line
1616
InterferenzlinienbruchInterference line break
1717
Steuereinrichtungcontrol device
1818
RöntgenstrahlenspektrumX-ray spectrum
1919
charakteristische Strahlungcharacteristic radiation
2020
harte Röntgenbremsstrahlunghardness Bremsstrahlung
2121
Strahlaustrittbeam exit
2222
mittlerer Bereich der Aufnahmemiddle Area of recording
2323
Randbereich der Aufnahmeborder area the recording
DD
KristallkörperdickeCrystal body thickness
R1 R 1
Abstand zwischen Strahlaustritt und Detektordistance between the beam exit and the detector
R2 R 2
Abstand zwischen Kristallkörper und Detektordistance between crystal body and detector
UU
Beschleunigungsspannungacceleration voltage
tt
Belichtungszeitexposure time
x, yx, y
Verschiebungskoordinatenshift coordinates
λλ
Wellenlängewavelength
ΔλΔλ
WellenlängenbereichWavelength range

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - Brummer, O.: Die Erzeugung von „Kikuchi-Linien und -Bändern" mit relativ weichen Röntgen-Strahlen und der Einfluß von Kristallstörungen auf diese Röntgen-Interferenzen, Z. Naturforschg. 13a, 1958, S. 571–572 [0013] - Brummer, O .: The production of "Kikuchi lines and bands" with relatively soft X-rays and the influence of crystal disturbances on these X-ray interferences, Z. Naturforschg. 13a, 1958, pp. 571-572 [0013]
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Claims (20)

Verfahren zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels Röntgenstrahlung (31), wobei die Kristallkörper (5, 51, 52) eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke (D) aufweisen, mit einer zumindest aus einer Mikrofokus-Röntgenröhre (2), einer Kristallkörper-Halterung (9) und einem Detektor (7) mit einer Detektoraufnahmefläche (71) bestehenden Vorrichtung (1) in einer natürlichen Atmosphäre, wobei eine Durchstrahlung des in der Kristallkörper-Halterung (9) befindlichen Kristallkörpers (5, 51, 52) zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor (7, 71) zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur (13, 13') des Kristallkörpers (5) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Detektoraufnahmefläche (71) registrierfähige linienförmige Bremsstrahlinterferenzen (14, 15, 14', 15', 14'', 15'') zur Darstellung einer kristallographischen Realstruktur des massiven Kristallkörpers (5, 51, 52) durch harte Röntgenbremsstrahlung (31, 20) in einem Wellenlängenbereich von Δλ ≈ 1,0 bis 1,3 λmin, aus dem der massive Kristallkörper (5, 51, 52) die exakt zur Beugung an seinen Netzebenen benötigte Wellenlänge (λ) herausfiltert, erzeugt werden, wobei die linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen (14, 15, 14', 15', 14'', 15'') die durch eine verbleibende Reststrahlintensität (3) erzeugte radiographische Schattenabbildung gleichzeitig überlagern, wobei eine Intensitätsverstärkung der linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen (14, 15, 14', 15', 14'', 15'') mittels folgender Schritte herbeigeführt wird: – mittels Einsetzens einer unmittelbar hinter dem Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) angeordneten Blende (4), deren Blendenloch (12) einen zur Einstellung einer Strahldivergenz (6) ausgebildeten Durchmesser hat, – durch eine Einstellung eines Abstandes (R2) zwischen dem Kristallkörper (5, 51, 52) und der Detektoraufnahmefläche (71), wobei der Abstand (R2) mindestens das Zwanzigfache der Entfernung des Kristallkörpers (5, 51, 52) vom Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) beträgt, – durch eine Einstellung einer Belichtungszeit (t) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2), wobei die eingestellte Belichtungszeit (t) von der Ordnungszahl des Materials des Kristallkörpers (5, 51, 52), von der Dicke (D) des Kristallkörpers (5, 51, 52) und von der Empfindlichkeit des Detektors (7, 71) abhängt, und – durch eine Einstellung der Beschleunigungsspannung (U) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2), die eine Intensität des Primärröntgenstrahls (31) erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls (31) durch die Absorption des Kristallkörpers (5, 51, 52) um mindestens 25% verringert ist, wobei eine Einstellung des Verhältnisses zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität (3) und der Interferenzstrahlintensität durchgeführt und somit ein registrierfähiges Kontrastbild (30) zeitgleich zwischen den Interferenzlinien und der radiographischen Schattenabbildung herbeigeführt wird.Method for registering real-structure information in massive crystal bodies by means of X-radiation ( 31 ), whereby the crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) have a minimum thickness (D) dependent on the atomic number, with at least one microfocus X-ray tube ( 2 ), a crystal body holder ( 9 ) and a detector ( 7 ) with a detector receiving surface ( 71 ) existing device ( 1 ) in a natural atmosphere, wherein a radiation of the in the crystal body holder ( 9 ) located crystal body ( 5 . 51 . 52 ) for generating a radiographic shadow image on the detector ( 7 . 71 ) for the registration of the macroscopic real structure ( 13 . 13 ' ) of the crystal body ( 5 ), characterized in that on the detector receiving surface ( 71 ) registrable line-shaped brake beam interference ( 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' ) to illustrate a crystallographic real structure of the massive crystal body ( 5 . 51 . 52 ) by hard X-ray braking radiation ( 31 . 20 ) in a wavelength range of Δλ ≈ 1.0 to 1.3 λ min , from which the massive crystal body ( 5 . 51 . 52 ) which filters out exactly the wavelength (λ) required for the diffraction at its network planes, whereby the line-shaped brake beam interferences ( 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' ) by a remaining residual beam intensity ( 3 ) superimposed radiographic shadow image simultaneously, wherein an intensity gain of the line-shaped Bremsstrahlinterferenzen ( 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' ) is brought about by means of the following steps: - by inserting one immediately behind the jet outlet ( 21 ) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) arranged aperture ( 4 ), whose aperture hole ( 12 ) one for setting a beam divergence ( 6 ) has formed diameter, - by adjusting a distance (R 2 ) between the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) and the detector receiving surface ( 71 ), wherein the distance (R 2 ) at least twenty times the distance of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) from the jet outlet ( 21 ) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) by adjusting an exposure time (t) of the microfocus X-ray tube ( 2 ), wherein the set exposure time (t) of the atomic number of the material of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ), of the thickness (D) of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) and the sensitivity of the detector ( 7 . 71 ), and - by adjusting the acceleration voltage (U) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) containing an intensity of the primary x-ray beam ( 31 ), at which the intensity of the maximum of the primary x-ray beam ( 31 ) by the absorption of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) is reduced by at least 25%, wherein an adjustment of the ratio between the residual beam intensity generating the radiographic shadow image ( 3 ) and the interference beam intensity and thus a registerable contrast image ( 30 ) is caused at the same time between the interference lines and the radiographic shadow image. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung der Kristallkörper (5, 51, 52) mit harter Röntgenbremsstrahlung (31, 20) in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that the irradiation of the crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) with hard X-ray braking radiation ( 31 . 20 ) is performed in an energy range of 50 keV to 450 keV. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung der Schattenabbildung und der Bremsstrahlinterferenzlinien zum registrierfähigen Kontaktbild (30) für eine Mikrofokus-Röntgenröhre (2) eine Belichtungszeit (t) im Minutenbereich eingestellt wird.A method according to claim 1, characterized in that for the simultaneous image superposition of the shadow image and the Bremsstrahlinterferenzlinien to registerable contact image ( 30 ) for a microfocus X-ray tube ( 2 ) an exposure time (t) in the minute range is set. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise vorgegebene Kristallgebiete des Kristallkörpers (5, 51, 52) mittels einer xy-Manipulatoreinheit (11) an der den Kristallkörper (5, 51, 52) halternden Kristallkörper-Halterung (9) abgerastert werden.A method according to claim 1 to 3, characterized in that optionally predetermined crystal regions of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) by means of an xy manipulator unit ( 11 ) at the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) holding crystal body holder ( 9 ) are scanned. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vergrößerung der Abbildungs-Überlagerung auf der Fläche (71) des Detektors (7) durch eine Abstands-Verstelleinrichtung zur Einstellung des Abstandes (R2) durchgeführt wird, mit der der Detektor (7, 71) relativ zur Mikrofokus-Röntgenröhre (2) eingestellt wird.Method according to Claims 1 to 4, characterized in that an enlargement of the image overlay on the surface ( 71 ) of the detector ( 7 ) is performed by a distance adjusting device for adjusting the distance (R 2 ) with which the detector ( 7 . 71 ) relative to the microfocus X-ray tube ( 2 ) is set. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als massive Kristallkörper (5, 51, 52) monokristalline oder grobkristalline Kristallkörper eingesetzt werden.Process according to claims 1 to 5, characterized in that as massive crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) monocrystalline or coarsely crystalline crystal bodies are used. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallkörper (5, 51, 52) eine Mindestdicke (D) im Bereich von einigen Millimetern bis einigen Zentimetern aufweisen.Process according to claim 6, characterized in that the crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) have a minimum thickness (D) in the range of a few millimeters to a few centimeters. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Durchstrahlung von grobkristallinen, aus Einzelkristallen bestehenden Kristallkörpern (5, 51, 52) die Blende (4) in Kombination mit einer Kristallkörperbewegung mittels der xy-Manipulatoreinheit (11) der Sondierung und Abbildung von Einzelkristallen dient.A method according to claim 6 or 7, characterized in that when irradiated by coarsely crystalline, consisting of single crystals crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) the aperture ( 4 ) in combination with a crystal body movement by means of the xy manipulator unit ( 11 ) of probing and imaging of single crystals. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Beugungskegel (6'') für linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen (32) außerhalb des Kontrastbildes (30) im Randbereich (23) der Aufnahme existieren, wobei die Beugungskegel (6'') ausschließlich die Information der kristallographischen Realstruktur enthalten, im Gegensatz zu den Beugungskegeln (6') im Kontrastbild (30), die die radiographische Schattenabbildung und die kristallographische Realstruktur im registrierfä higen Kontrastbild (30) enthalten, wobei beide Beugungskegelarten (6', 6'') gleichzeitig auf der Detektoraufnahmefläche (71) registriert werden.A method according to claim 1, characterized in that parts of the diffraction cone ( 6 '' ) for linear brake jet interference ( 32 ) outside the contrast image ( 30 ) at the edge ( 23 ) of the recording, the diffraction cones ( 6 '' ) contain exclusively the information of the crystallographic real structure, in contrast to the diffraction cones ( 6 ' ) in the contrast image ( 30 ) containing the radiographic shadow image and the kristallo graphic real structure in the registerable contrast image ( 30 ), both diffraction cone types ( 6 ' . 6 '' ) simultaneously on the detector receiving surface ( 71 ). Vorrichtung (1) zur Registrierung von Realstruktur-Informationen in massiven Kristallkörpern mittels Röntgenstrahlung (31), wobei die Kristallkörper (5, 51, 52) eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke (D) aufweisen, in einer natürlichen Atmosphäre, aufweisend – eine Mikrofokus-Röntgenröhre (2), die einen direkten Primärröntgenstrahl (31) mit harter Röntgenbremsstrahlung (20) in einem Energiebereich von 50 keV bis 450 keV liefert, – eine Kristallkörper-Halterung (9) zur Halterung des zu untersuchenden Kristallkörpers (5, 51, 52), – einen Detektor (7) mit einer Detektoraufnahmefläche (71), die in einem Abstand (R1) vom Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) aus entfernt angeordnet ist, wobei der Kristallkörper (5, 51, 52) zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung auf dem Detektor (7) zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur (13, 13') des Kristallkörpers (5) durchstrahlt wird, zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von registrierfähigen linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen (14, 15, 14', 15', 14'', 15'') auf der Detektoraufnahmefläche (71) unmittelbar hinter dem Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) und dem gehalterten Kristallkörper (5, 51, 52) ein Intensitätsverstärker in Form einer Blende (4) zur Reduktion seitlicher Streustrahlung sowie zur Einstellung einer Strahldivergenz (6) eingebracht ist, wobei die Blende (4) mit einem Lochdurchmesser im Millimeterbereich versehen ist, dass ein Abstand (R2) zwischen dem Kristallkörper (5, 51, 52) und der Detektoraufnahmefläche (71) vorgesehen ist, der zumindest das Zwanzigfache der Entfernung des Kristallkörpers (5, 51, 52) vom Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) beträgt, und dass eine Beschleunigungsspannung (U) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) vorgesehen ist, die eine Strahlintensität nach dem Kristallkörper (5, 51, 52) erzeugt, bei der die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls (31) durch die Absorption des Kristallkörpers (5, 51, 52) um mindestens 25% bezüglich des zugehörigen Intensitätsmaximums verringert ist, wobei ein Verhältnis zwischen der die radiographische Schattenabbildung erzeugenden Reststrahlintensität (3) und der Interferenzstrahlintensität eingestellt ist, mit dem ein auf der Detektoraufnahmefläche (71) registrierfähiges Kontrastbild (30) zwischen Interferenzlinien (14, 15, 14', 15', 14'', 15'') und radiographischer Schattenabbildung (13, 13') anzeigbar ist.Contraption ( 1 ) for registration of real structure information in massive crystal bodies by means of X-radiation ( 31 ), whereby the crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) have a minimum thickness (D) dependent on the atomic number, in a natural atmosphere, comprising - a microfocus X-ray tube ( 2 ) providing a direct primary x-ray ( 31 ) with hard X-ray braking radiation ( 20 ) in an energy range from 50 keV to 450 keV, - a crystal body holder ( 9 ) for holding the crystal body to be examined ( 5 . 51 . 52 ), - a detector ( 7 ) with a detector receiving surface ( 71 ), which at a distance (R 1 ) from the beam exit ( 21 ) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) is removed from, wherein the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) for generating a radiographic shadow image on the detector ( 7 ) for the registration of the macroscopic real structure ( 13 . 13 ' ) of the crystal body ( 5 ) is irradiated, for the realization of the method according to claim 1 to 9, characterized in that for the generation of registerable line-shaped Bremsstrahlinterferenzen ( 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' ) on the detector receiving surface ( 71 ) immediately behind the jet exit ( 21 ) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) and the salient crystal body ( 5 . 51 . 52 ) an intensity amplifier in the form of a diaphragm ( 4 ) for the reduction of lateral scattered radiation and for setting a beam divergence ( 6 ), wherein the diaphragm ( 4 ) is provided with a hole diameter in the millimeter range, that a distance (R 2 ) between the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) and the detector receiving surface ( 71 ), which is at least twenty times the distance of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) from the jet outlet ( 21 ) of the microfocus X-ray tube ( 2 ), and that an acceleration voltage (U) of the microfocus X-ray tube ( 2 ), which has a beam intensity after the crystal body ( 5 . 51 . 52 ), at which the intensity of the maximum of the primary x-ray beam ( 31 ) by the absorption of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) is reduced by at least 25% with respect to the associated intensity maximum, wherein a ratio between the residual beam intensity generating the radiographic shadow image ( 3 ) and the interference beam intensity is adjusted, with the one on the detector receiving surface ( 71 ) recordable contrast image ( 30 ) between interference lines ( 14 . 15 . 14 ' . 15 ' . 14 '' . 15 '' ) and radiographic shadow image ( 13 . 13 ' ) can be displayed. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) aus einem hochabsorbierenden Material besteht.Device according to claim 10, characterized in that the diaphragm ( 4 ) consists of a highly absorbent material. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) eine Bleilochblende ist.Device according to claim 11, characterized in that the diaphragm ( 4 ) is a lead aperture. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bleiblech (8) auf der Rückseite (10) des Detektors (7) zur Abschirmung angeordnet ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that a lead sheet ( 8th ) on the back side ( 10 ) of the detector ( 7 ) is arranged for shielding. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine an die Mikrofokus-Röntgenröhre (2) angeschlossene Steuereinrichtung (17) vorhanden ist, die zur Einstellung der Belichtungszeit (t) zur Durchführung der gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung zu dem registrierfähigen Kontrastbild (30) und zur Einstellung der Beschleunigungsspannung (U) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that a to the microfocus X-ray tube ( 2 ) connected control device ( 17 ) for adjusting the exposure time (t) for performing the simultaneous image overlay to the registerable contrast image (16). 30 ) and for adjusting the acceleration voltage (U) of the microfocus X-ray tube ( 2 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallkörper-Halterung (9) für den Kristallkörper (5, 51, 52) wahlweise mit einer xy-Manipulatoreinheit (11) ausgestattet ist, um sämtliche vorgegebene Gebiete des Kristallkörpers (5, 51, 52) in die Registrierung einzubeziehen und/oder Einzelkristallite bei der Untersuchung von grobkristallinen Kristallkörpern zu sondieren.Apparatus according to claim 10, characterized in that the crystal body holder ( 9 ) for the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) optionally with an xy manipulator unit ( 11 ) to all predetermined areas of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) and / or to probe single crystallites in the investigation of coarsely crystalline crystal bodies. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (7, 71) ein Röntgenfilm, ein Festkörperdetektor, eine Bildplatte oder eine Leuchtschirm/CCD-Kameraeinheit ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the detector ( 7 . 71 ) is an X-ray film, a solid-state detector, an optical disk, or a screen / CCD camera unit. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung einer Überstrahlung der Bildmitten im kürzesten Abstand (R1) zur Mikrofokus-Röntgenröhre (2) und zugleich im Auftreffpunkt der Primärröntgenstrahl-Restintensität (3) ein Absorptionsfilter in den Strahlengang des Primärröntgenstrahles (31) zwischen der Kristallkörper-Halterung (9) und dem Detektor (7, 71) eingebracht ist.Apparatus according to claim 10 to 16, characterized in that to avoid an over-radiation of the image centers at the shortest distance (R 1 ) to the microfocus X-ray tube ( 2 ) and at the same time at the point of impact of the primary X-ray residual intensity ( 3 ) an absorption filter in the beam path of the primary x-ray beam ( 31 ) between the crystal body holder ( 9 ) and the detector ( 7 . 71 ) is introduced. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionsfilter ein geometrisch ausgebildeter Körper, vorzugsweise eine Halbkugel oder ein Kugelsegment ist.Device according to claim 17, characterized in that the absorption filter is a geometrically formed body, preferably a hemisphere or a spherical segment. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Absorptionsfilter zugeordnete Filter-Halterungseinrichtung aus einem die genutzte Röntgenstrahlung nur gering absorbierenden Werkstoff, vorzugsweise kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, besteht, so dass die Abbildungs-Überlagerung bei der Aufnahme des registrierfähigen Kontrastbildes (30) nicht gestört wird.Device according to claim 17 or 18, characterized in that a filter holder device associated with the absorption filter consists of a material which only slightly absorbs the used X-ray radiation, preferably carbon fiber-reinforced plastic, so that the image superposition during the recording of the registerable contrast image ( 30 ) is not disturbed. Verwendung von harter Röntgenbremsstrahlung (20) im Energiebereich von 50 keV bis 450 keV zur gleichzeitigen Abbildungs-Überlagerung von Informationen massiver Kristallkörper (5, 51, 52), die eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke (D) aufweisen, in einer natürlichen Atmosphäre gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9 und der Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 19, mittels einer direkten Durchstrahlung des Kristallkörpers (5, 51, 52) zur Erzeugung einer radiographischen Schattenabbildung zur Registrierung der makroskopischen Realstruktur (13, 13') des Kristallkörpers (5, 51, 52) und mittels einer Erzeugung von zur radiographischen Schattenabbildung Kontrast aufweisenden Bremsstrahlinterferenzlinien zur Registrierung der kristallographischen Realstruktur (16, 14'', 15'') des Kristallkörpers (5, 51, 52) auf einem Detektor (7, 71) und zur visuellen oder abtastungsbezogenen Auswertung.Use of hard X-ray braking radiation ( 20 ) in the energy range of 50 keV to 450 keV for the simultaneous image superposition of information of massive crystal bodies ( 5 . 51 . 52 ) having a minimum thickness (D) dependent on atomic number, in a natural atmosphere according to the method of claims 1 to 9 and the device according to claims 10 to 19, by direct irradiation of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) for generating a radiographic shadow image for registration of the macroscopic real structure ( 13 . 13 ' ) of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) and by means of a generation of contrasting radiographic shadow lines for radiographic shadow imaging for registering the crystallographic real structure ( 16 . 14 '' . 15 '' ) of the crystal body ( 5 . 51 . 52 ) on a detector ( 7 . 71 ) and for visual or scanning related evaluation.
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