Способ исследования диффузии одного вещества в другом

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21t 3374827/18-25 (221 29.12. 81 (46 15.12 ° 83. Бюл. Р 46 (72) Ю.A.Стефанов, И.М.Старобинец, В.Н.Николаев, Б.A.Белогородский,.

М.М.Марьинский и A.E.×àëûõ (531 772.99 (088.82 (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 572681,кл. 6 01 и 13/00, 1975. ,2. Авторское свидетельство СССР

9 766251, кл. 6 01 М 13/00, 1978. прототип ) ° (54) (57 ) СПО(ОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИФФУ,ЗИИ ОДНОГО ВЕЩЕСТВА В ДРУГОМ, нане- сенном на поверхность электроме„„SU„„1060 A

ЗШ G 01 М 13/00, Q 01 В 9/025 ханического преобразователя, включающий возбуждение преобразователя, получение голографических интерферограмм поверхности исследуемого вещества до и после взаимодействия с диффундирующим веществом и определение границ его проникновения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения способа, интерферограммы получают по методу двойной экспозиции, а возбуждение преобразователя производят постоянным по знаку и величине электрическим напряжением во время одной из экспозиций.

1060995

ЗО

Изобретение относится к исследованиям физико-химических процессов, в частности К методам изучения диффузии одного вещества в другом, и может быть использовано при определении влагопроницаемости полимерных материалов, использующихся для герметизации электромеханических, в частности, электроакустических преобразователей.

Известен способ определения .коэффициента диффузии жидкости в полимерный материал, согласно которому одну из поверхностей образца приводят в соприкосновение с жидкостью, тем самым создавая разность кон- 15 центрации жидкости по обе стороны образца, измеряют зависимость BbIt:o» ты прогиба образца от времени, по которой определяют искомые параметры (1 J.

Однако этот известный способ является достаточно сложным и не обеспечивает необходимой точности.

Наиболее близким к предлагаемому является способ исследования диффузии одного вещества в другом, нанесенном на поверхность электромеханического преобразователя, включающий возбуждение преобразователя получение голографических интерферо- грамм поверхности исследуемого вещества до и после взаимодействия с диффундирующим веществом и определение границ его проникновения. При этом последовательно наносят на поверхность электроакустического преобразоВателя вещество, диффузию в которое, определяют, и другое вещество (например, воду ) диффундирующее в первое, затем производят гологра-.

Фическую запись, поверхности преоб- 40 разователя по методу временного усреднечия до и по"ле нанесения диффундирующего вещества, возбуждая (нагружая ) его при этом переменным элек"трическим напряжением на резонансной 45 частоте. Далее восстанавливают изоб" ражение с эаписанйых интерферограмм и по изменению хода интерференционных полос, зафиксированных до и после диффузии, определяют место и границы,проникновения диффундирующего вещества j2) .

Однако известный способ имеет ряд недостатков. Один из них заключается в том, что при исследовании диффузии через герметиэирующее 55 покрытие преобразователей, резонансная частота которых лежит в ультразвуковом диапазоне, на интерферограмме появляются паразитные полосы, обусловленные нагревом преобразо- 60 вателя и затрудняющие расшифровку и определение области диффузии. Голографирование электроакустических преобразователей по методу. временного усреднения предполагает исполь- 65 зование времени экспозиции фотопластинки во много больше периода собственных колебаний возбуждаемого преобразователя. Для ультразвукового диапазона частот это соотношение составляет 10 и более, т.е. за время экспозиции происходит 10 циклов работы преобразователя, что вызывает его разогрев. B результате к деформациям определяемым диффуэией вещества через покрытие, добавляются деформации, определяемые неравномерным тепловым разогревом преобразователя, что и приводит к искажению хода интерференционных полос, обусловленных диффузией.

Таким образом, для определенного класса пьезоэлектрических преобразователей, а именно с резонансной частотой в ультразвуковом диапазо" не, достаточно точное определение области диффузии воды. через герметизирующее покрытие затруднено. Кроме того, учитывая, что для определенных диапазонов частот применяются свои соответствующие полимерные покрытия, номенклатура исследуемых на диффузию материалов будет с точки зрения требуемой точности установления границ диффузии сужена. В результате известный способ позволяет точйо установить границы диффузии для сравнительно небольшого класса полимерных покрытий.

Другим недостатком известного способа является его сравнительная сложность. .Она заключается в том, что для проведения исследования диффузии через герметизирующую оболочку необходимо определять резонансную частоту преобразователя, а затем настраивать на нее схему возбуждения.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу исследования диффузии одного веществ в другом, нанесенном на.поверхность электромеханического преобразователя, включающему возбуждение преобразователя, получение голографических интерферограмм поверхности исследуемого вещества до и после взаимодействия с диффундирующим веществом и определение границ его проникновения интерферограммы получают по методу двойной экспозиции, а возбуждение преобразователя йроизводят постоянным по знаку и величине электрическим напряженйем во время одной из экспозиций.

В этом случае за время двух экспозиций преобразователь совершает всего лишь один цикл работы: во время одной из экспозиций на преобразователь подают постоянное злек1060995

Составитель В.Аджалов

Редактор Л.Авраменко Техред И.Кузьма Корректор О.Тигор

Заказ 10029/44 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент"-, r. ужгород, ул..Проектная, 4 трическое напряжение (положительной или отрицательной полярности ), а.на время другой это напряжение снимают. В результате не происхо-. дит разогрева преобразователя и интерферограмма содержит лишь информацию о деформации поверхности. преобразователя под действием приложенного электрического напряже- ния. Подобным образом получают две интерферограммы поверхности преоб" разователя, записанные по методу двойной экспозиции каждая: одну— до нанесения диффундирующего вещества, другую — после испытания на диффузию полимерного покрытия.

ВозможнОсть выявления области диффузии определяется тем, что при нагружении пьезокерамического преобразователя постоянным электрическим напряжением деформация участков поверхности, где имела место диффузия через покрытие; будет отличаться от участков, где ее не было. Это проявится в изменении. интерференционной картины над эти.ми участками. После восстановления изображения с интерферограмм, записанных до и после диффузии, .при сравнении их по искажению хода интерфереыционных полос делают вывод о наличии диффузии н о ее грани- цахе

Другим достоинством способа является его простота, так как при проведении .исследований отпадает необходимость в настройке пьезокерамического преобразователя на резонансную частоту, что является весьма трудаемкой операцией решаемой задачи. Предлагаемый способ позволяет расширить номенклатуру исследуемых на диффузию покрытий, за счет того, что устраняются искажения на интерферограммах, определяемые разогревом электромеханического преобразователя при возбуждении его на частотах ультразвукового диапазона.

Пример. Исследования влагопроницаемости защитного покрытия из порошковой композиции марки

УА-2191 К, напыленной на поверхность пьезокерамического преобразователя. Способ включает следующие операции.

30 1. Проводят голографическую запись поверхности преобразователя с исследуемым на диффузию покрытием по методу двойной экспозиции. Во ремя первой экспозии преобразова 15 тель возбуждают постоянным напряжением 4150 В, на время второй экспозиции напряжение снимают .

2. Производят фотохимическую обработку полученной интерферограммы: время проявления в проявителе

Д-19 5 мин, фиксирование в,. кислом фиксаже 10 мин, промывка.

3. Погружают испытуемый преобразователь в воду под давлением б.0;10 Па на 48 ч.

4. После воздействия влаги на защитное покрытие, повторно по методу двух экспозиций в схеме голографирования получают интерферограмму поверхности с использованием режимов п.1 данного примера.

5. Проводят Фотохимическую обработку полученной интерферограммы согласно п.2.

35 б. После восстановления изображения сравнивают ход интерференционных полос по поверхности пре- образователя на этих интерферо граммах, полученных; до и после ис4О пытания на влагопроницаемость, и по изменени1о хода интерференционных полос делают заключение о месте и границах диффузии воды через напыленное отверстие.