Устройство для измерения внутреннего трения твердых тел

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ТВЕРДЬТХ ТЕЛ, содержащее основание из диэлектричес .кого материала, на поверхности которого закреплены стеклянные нити для установки испытуемого образца и нанесены пленочные электроды, отличающееся тем, что, с целью увеличения получаемой информации о вязкоупругих характеристиках испытуемого образца -путем расширения диапазона частот колебаний, основание выполнено в виде двух плоских прямоугольных пластин, установленных на направляющих с возможностью перемещения в одной плоскости, при этом на каждой из пластин располо .жены по два пленочных электрог.а г и одной стеклянной нити, ось кото- .. рой перпендикулярна направлению V) I перемещения пластин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (П) 3(5!) G 01 )! 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 748

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 3468139/18-25 (22) 09.07.82 (46) 15.11..83. Бюл. В 42 (72) В.И.Митрохин; H.Ï.ßðîñëàâöåâ, С.И.Рембеза, Г.С.Песоцкий и H.Â.Èýìàéëîâ (71) Воронежский политехнический .институт (53) 538.137(088.8) (56) 1. Новик A., Берри Б. Релаксационные явления в кристаллах. М., Атомиздат, 1975, с. 431-432.

2. Абаев M.È., КорнФельд М.И.

Измерение внутреннего трения твердых тел. "ПТЭ „ 1964, Р 2, с. 150-152 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ТВЕРД1!Х ТЕЛ, со-

Г держащее основание из диэлектричес,кого материала, на поверхности которого закреплены стеклянные нити для установки испытуемого образца и нанесены пленочные электроды, о т л ича юще е с я тем, что, сцелью увеличения получаемой инФормации о вязкоупругих характеристиках испытуемого образца .путем расширения диапазона частот колебаний, основание выполнено в виде двух плоских прямоугольных пластин, установленных на направляющих с воэможностью перемещения в одной плоскости, при этом на каждой из пластин располо.жены по два пленочных электро?а и одной стеклянной нити, ось кото-,. g рой перпендикулярна направлению перемещения пластин.

1054742

Изобретение относится к исследованию релаксационных свойств твердых материалов, в частности к устройствам для измерения внутреннего трения.

Известна установка для измерения внутреннего трения свободно подвешенного бруска, содержащая два проволочных подвеса и магнитоэлектрические возбудитель и приемник механических колебаний flj .

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения внутреннего трения твердых тел, содержащее диэлектрическое основание, на поверхности которого закреплены прямые стеклянные нити для поддержки образца и нанесены пленочные электроды P) .

Однако это устройство имеет ограниченный частотный диапазон вследствие фиксированной длины исследуемого образца.

Целью изобретения является увеличение получаемой информации о вязкоупругих характеристиках испытуемого образца путем расширения диапазона частот колебаний.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для измерения внутреннего трения твердых тел, содержащем основание из диэлектрического материала, на поверхности которого закреплены стеклянные нити для установки испытуемого образца и нанесены пленочные электроды, основание выполнено в виде двух плоских прямоуголных пластин, установленных на направляющих с возможностью перемешения в одной плоскости, при этом на каждой из пластин расположены по два пленочных электрода и одной стеклянной нити, ocb которой перпендикулярна направлению перемешения пластин.

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство, общий вид; на Фиг. 2 — разрез A-A на Фиг. 1.

Устройство содержит диэлектрическое основание, состоящее из плоских прямоугольных пластин 1, 2, на которых закреплены прямые стеклянные нити 3, 4 и нанесены пленочные электроды 5 — 8, а также на правляющие 9, 10 и исследуемый образец 11 прямоугольного сечения.

Пластины 1, 2 установлены на направляюших 9, 10 в одной плоскости. Исследуемый образец 11 опирается на нити 3, 4 в своих узловых на точках, расположенных на расстоянии равном 0,224, где à — длина образца 11.

Устройство работает следуют им обра зом.

При подаче напряжения звуковой частоты на электроды 7, 8 в образце 11 электростатическим путем возбуждаются поперечные изгибные колебания с частотой механического резонанса, определяемой по формуле с»

h е" где k — постоянный коэффициент, зависящий от свойств материала образца 11; и и 1 — соответственно толщина и длина образца 11 (фиг. 2) .

Амплитуда колебаний определяется по изменению электрической емкости между электродами 5, 8 и образцом 11, 15 а величина внутреннего трения — по времени затухания колебаний после отключения возбуждения.

Изменять частоту f для одного типа материала в небольших пределах (2-3 раза) можно варьируя толщиной Ь, величина которой ограничена сверху трудностью возбуждения образца, снизу — влиянием термоупругого затухания.

25 Изменение частоты 1 в широких пределах осуществляется за счет применения исследуемых образцов различной длины. При этом для обеспечения высокой добротности колебательной системы необходимо совмещение точек опоры (нитей 3, 4) с узлами колебаний образца 11, которое осуществляется путем перемещения пластин 1,2 вдоль направляющих 9, 10.

Описанная конструкция позволяет изменять частоту механического резонанса исследуемого образца в широких пределах, в частности дает возможность при одной толшине образца изменять частоту колебаний

40 в 15 — 20 раз.

Измерение внутреннего трейия на разных частотах дает обширную информацию о свойствах исследуемого материала, в частности об энергии

45 активизации релаксационных процессов, природе пиков внутреннего тре.ния и других. Эти данные необходимы для совершенствования технологического процесса получения nogp лупроводниковых материалов.

Кроме того, при производстве полупроводниковых приборов, где изменение толщины пластины со структурой представляется затруднитель55 ным или невозможным без разрушения структур, изобретение может найти применение при контроле качества на операциях, что приводит к снижению себестоимости продукции и увеличению производительности труда.

Эффективным также может быть использование установки в научно-исследовательских целях.

1054742

Составитель В. Крут ин

Редактор С.Тимохина Техред Л.Микещ Корректор В. Бутяга

Заказ 9095/50 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4