※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
国際規格は、ISO/IEC 指令で指定された規則に従って起草されます。 3.
技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に配布されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。
この国際規格の一部の要素が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。
国際規格 ISO 3543 は、技術委員会 ISO/TC 107, 金属およびその他の無機コーティング、小委員会 SC 2, 検査方法および試験方法の調整によって作成されました。
この第 2 版は、技術的に改訂された第 1 版 (ISO 3543:1981) を取り消して置き換えるものです。
この国際規格の附属書 A は情報提供のみを目的としています。
1 スコープ
警告 コーティングの厚さの測定に使用されるベータ後方散乱装置は、さまざまな放射線源を使用します。これらの発生源の放射能は通常非常に低いですが、取り扱いを誤ると健康に害を及ぼす可能性があります。したがって、現行の国際基準および国内基準が存在する場合は、それらを参照する必要があります 。
この国際規格は、ベータ後方散乱ゲージを使用してコーティングの厚さを非破壊で測定する方法を規定しています。これは、金属および非金属基板上の金属および非金属コーティングの両方に適用されます。この方法を利用するには、コーティングと基板の原子番号または同等の原子番号が適切な量だけ異なる必要があります。
注記蛍光 X 線法 (ISO 3497) の導入以来、コーティングの厚さの測定にベータ後方散乱法を使用することはますます少なくなっています。ただし、コストが低いため、多くのアプリケーションで非常に有用な測定方法です。また、測定範囲も広いです。
2 用語と定義
この国際規格の目的のために、次の用語と定義が適用されます。
2.1
放射性崩壊
自発核変換:軌道電子捕獲に続いて粒子またはガンマ線が放出されるか、X線が放出されるか、または核が自発分裂を起こす
[出典:ISO 921:1997, 定義 972]
2.2
ベータ粒子
核変換で原子核または中性子によって放出された電子または陽電子
[出典:ISO 921:1997, 定義 81]
2.3
ベータ放出同位体
ベータ放出源
ベータエミッター
原子核がベータ粒子を放出する物質
注記1:崩壊中に放出される粒子の最大エネルギー準位によって、ベータ放射体を分類することが可能です。
注記 2:表 A.1 は、ベータ後方散乱ゲージで使用されるいくつかの同位体を示しています。
2.4
電子ボルト
1 V の電位差を通過する電子のエネルギーの変化に等しいエネルギーの単位
グレード 1 からエントリー: 1 eV = 1.602 19 × 10 −19 J
[出典:ISO 921:1997, 定義 393]
注記 2:電子ボルトはベータ粒子が遭遇するエネルギーに対して小さすぎるため、メガ電子ボルト (MeV) が一般的に使用されます。
2.5
アクティビティ
崩壊率
その時間間隔で割った適切な短い時間間隔の間に、ある量の物質で発生する自発的な核崩壊の数。
[出典:ISO 921:1997, 定義 23]
注記 1:ベータ後方散乱測定では、放射能が高いほどベータ粒子の放出が大きくなります。
注記2活動のSI単位はベクレル(Bq)である。ベータ後方散乱計で使用される放射性元素の放射能は、一般にマイクロキュリー (μCi) で表されます (1 μCi = 3.7 × 10 4 Bq, 1 秒間に 3.7 × 10 4 回の崩壊を表す)
2.6
放射性半減期
1回の放射性崩壊過程で放射能がその値の半分に減少するのに必要な時間
[出典:ISO 921:1997, 定義 975]
2.7
散乱
入射粒子または入射放射線の方向またはエネルギーの変化が、粒子または粒子系との衝突によって引き起こされるプロセス
[出典:ISO 921:1997, 定義 1085]
2.8
後方散乱
粒子が入ったのと同じ表面から物体を離れる結果としての散乱
注記 1:ベータ線以外の放射線は、コーティングや基板によって放出または後方散乱され、これらの一部は後方散乱測定に含まれる場合があります。この国際規格では、「後方散乱」という用語は、測定された全放射を意味するために使用されています。
2.9
後方散乱係数 (物体の)
R
体内に入る粒子数に対する後方散乱された粒子数の比率
注記 1Rの値は，同位体の放射能及び測定時間とは無関係である。
2.10 後方散乱カウント
2.10.1
絶対後方散乱数
X
一定の時間内に後方散乱され、検出器によって受信された粒子の数
注記 1:Xは、同位体の放射能、測定時間、測定システムの幾何学的構成、および検出器の特性に依存します。コーティングされていない基材によって生成されたカウントは一般にXoで示され、コーティング材料のカウントはXsで示される。これらの値を取得するには、これらの両方の材料が飽和厚さよりも大きい厚さで利用可能でなければなりません (2.13 を参照)
2.10.2
正規化された後方散乱数
Xn
| Xo | 基板材料の飽和厚さの絶対後方散乱数です。 |
| Xs | コーティング材料の飽和厚さの絶対後方散乱カウントです。 |
| X | コーティングされた標本の絶対後方散乱数です。 |
注記 1Xnの値は 0 から 1 の間で有効である。
注記 2:簡単にするために、 Xnに 100 を掛けて、正規化された後方散乱カウントをパーセンテージで表すと、多くの場合有利になります。
2.11
正規化された後方散乱曲線
Xnの関数としてコーティングの厚さをプロットすることによって得られる曲線
2.12
同等の（見かけの）原子番号
合金または化合物である材料の場合、材料と同じ後方散乱係数Rを持つ元素の原子番号
2.13
飽和厚さ
超えても後方散乱に変化を生じない材料の最小厚さ
注記 1:図 A.1 は、異なる同位体の密度の関数としてプロットされた飽和厚さsを示しています。
2.14
封印されたソース
容器に密封された、または結合されたカバーを有する放射性線源。容器またはカバーは、設計された使用および摩耗の条件下で、放射性物質との接触および拡散を防止するのに十分な強度を有する。
[出典:ISO 921:1997, 定義 1094]
注記1 「封印された同位体」とも呼ばれる。
2.15
アパーチャ
試験片に接するマスクの開口部で，膜厚を測定する領域のサイズを決定する。
注記 1:このマスクは、プラテン、アパーチャプラテン、または試料サポートとも呼ばれます。
2.16
ソース ジオメトリ
光源、アパーチャ、および検出器の相互の空間配置
2.17
むだ時間
ガイガーミュラー検出器がさらなるベータ粒子の受信に応答しない期間
2.18
解決時間
計数回路がそれ以上のパルスに応答しない間のガイガーミュラー検出管及び関連する電子機器の回復時間。
2.19
基材
ベースメタル
コーティングが堆積または形成される材料
[出典:ISO 2080:1981, 定義 134]
2.20
一
コーティングが直接堆積される材料
注記1単回または最初のコーティングの場合，基材は基礎材料と同一である。後続のコーティングの場合、中間コーティングは基材です
[出典:ISO 2080:1981, 定義 630]
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 3543 was prepared by Technical Committee ISO/TC 107, Metallic and other inorganic coatings, Subcommittee SC 2, Methods of inspection and coordination of test methods.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 3543:1981), which has been technically revised.
Annex A of this International Standard is for information only.
1 Scope
WARNING Beta backscatter instruments used for the measurement of coating thicknesses use a number of different radioactive sources. Although the activities of these sources are normally very low, they can present a hazard to health, if incorrectly handled. Therefore, reference should be made to current international and national standards, where these exist .
This International Standard specifies a method for the non-destructive measurement of coating thicknesses using beta backscatter gauges. It applies to both metallic and non-metallic coatings on both metallic and non-metallic substrates. To make use of this method, the atomic numbers or equivalent atomic numbers of the coating and the substrate need to differ by an appropriate amount.
NOTE Since the introduction of the X-ray fluorescence method (ISO 3497), the beta backscatter method has been used less and less for the measurement of coating thickness. However, because of its lower cost, it is still a very useful method of measurement for many applications. In addition it has a wider measuring range.
2 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.
2.1
radioactive decay
spontaneous nuclear transformation in which particles or gamma radiation are emitted or X-radiation is emitted following orbital electron capture, or the nucleus undergoes spontaneous fission
[SOURCE:ISO 921:1997, definition 972]
2.2
beta particle
electron or positron which has been emitted by an atomic nucleus or neutron in a nuclear transformation
[SOURCE:ISO 921:1997, definition 81]
2.3
beta-emitting isotope
beta-emitting source
beta emitter
material, the nuclei of which emit beta particles
Note 1 to entry: It is possible to classify beta emitters by the maximum energy level of the particles that they release during their disintegration.
Note 2 to entry: Table A.1 lists some isotopes used with beta backscatter gauges.
2.4
electron-volt
unit of energy equal to the change in energy of an electron in passing through a potential difference of 1 V
Note 1 to entry: 1 eV = 1,602 19 × 10−19 J
[SOURCE:ISO 921:1997, definition 393]
Note 2 to entry: Since the electron-volt is too small for the energies encountered with beta particles, the mega-electron-volt (MeV) is commonly used.
2.5
activity
disintegration rate
number of spontaneous nuclear disintegrations occurring in a given quantity of material during a suitably small interval of time divided by that interval of time
[SOURCE:ISO 921:1997, definition 23]
Note 1 to entry: In beta backscatter measurements a higher activity corresponds to a greater emission of beta particles.
Note 2 to entry: The SI unit of activity is the becquerel (Bq). The activity of a radioactive element used in beta backscatter gauges is generally expressed in microcuries (μCi) (1 μCi = 3,7 × 104 Bq, which represents 3,7 × 104 disintegrations per second).
2.6
radioactive half-life
time required for the activity to decrease to half its value by a single radioactive decay process
[SOURCE:ISO 921:1997, definition 975]
2.7
scattering
process in which a change in direction or energy of an incident particle or incident radiation is caused by a collision with a particle or a system of particles
[SOURCE:ISO 921:1997, definition 1085]
2.8
backscatter
scattering as a result of which a particle leaves a body of matter from the same surface at which it entered
Note 1 to entry: Radiations other than beta rays are emitted or backscattered by a coating and substrate and some of these can be included in the backscatter measurement. In this International Standard the term “backscatter” is used to mean the total radiation measured.
2.9
backscatter coefficient (of a body)
R
ratio of the number of particles backscattered to that entering the body
Note 1 to entry: The value of R is independent of the activity of the isotope and of the measuring time.
2.10 backscatter count
2.10.1
absolute backscatter count
X
number of particles backscattered during a fixed interval of time, and received by a detector
Note 1 to entry:X depends on the activity of the isotope, the measuring time, the geometric configuration of the measuring system and the properties of the detector. The count produced by the uncoated substrate is generally designated by Xo, and that of the coating material by Xs. To obtain these values, both these materials have to be available with a thickness greater than the saturation thickness (see 2.13).
2.10.2
normalized backscatter count
Xn
| Xo | is the absolute backscatter count of the saturation thickness of the substrate material; |
| Xs | is the absolute backscatter count of the saturation thickness of the coating material; |
| X | is the absolute backscatter count of the coated specimen; |
Note 1 to entry: The value of Xn is valid between 0 and 1.
Note 2 to entry: For simplicity, it is often advantageous to express the normalized backscatter count as a percentage by multiplying Xn by 100.
2.11
normalized backscatter curve
curve obtained by plotting the coating thickness as a function of Xn
2.12
equivalent (apparent) atomic number
for a material, which can be an alloy or a compound, the atomic number of an element that has the same backscatter coefficient R as the material
2.13
saturation thickness
minimum thickness of a material that, if exceeded, does not produce a change in backscatter
Note 1 to entry: Figure A.1 shows saturation thickness, s , plotted as a function of density for different isotopes.
2.14
sealed source
radioactive source sealed in a container or having a bonded cover, the container or cover being strong enough to prevent contact with and dispersion of the radioactive material under the conditions of use and wear for which it was designed
[SOURCE:ISO 921:1997, definition 1094]
Note 1 to entry: Also referred to as “sealed isotope”.
2.15
aperture
opening of the mask abutting the test specimen and that determines the size of the area on which the coating thickness is to be measured
Note 1 to entry: This mask is also often referred to as a platen, an aperture platen or a specimen support.
2.16
source geometry
spatial arrangement of the source, the aperture and the detector, with respect to each other
2.17
dead time
time period during which a Geiger-Müller detector is unresponsive to the receipt of further beta particles
2.18
resolving time
recovery time of the Geiger-Müller detector tube and associated electronic equipment during which the counting circuit is unresponsive to further pulses
2.19
basis material
basis metal
material upon which coatings are deposited or formed
[SOURCE:ISO 2080:1981, definition 134]
2.20
substrate
material upon which a coating is directly deposited
Note 1 to entry: For a single or first coating the substrate is identical with the basis material; for a subsequent coating the intermediate coating is the substrate
[SOURCE:ISO 2080:1981, definition 630]