Способ определения порога лучевой прочности диэлектрических материалов

 

Изобретение относится к определению параметров взаимодействия излучения с веществом и может быть использовано при разработке неразрушающих методов контроля лучевой прочности прозрачных сред, при производстве оптических материалов силовой оптики. Целью изобретения является повышение достоверности определения порога лучевой прочности в наносекундном диапазоне длительностей воздействия излучения. На материал воздействуют электрическим полем с напряженностью меньше порога оптического или электрического пробоя среды в течение времени больше времени релаксации упругих волн в исследуемом материале, затем измеряют среднеквадратичную (эффективную) напряженность электрического поля, приложенного к образцу, измеряют квадратичное по полю относительное удлинение материала под действием поля в направлении приложенного поля и определяют порог лучевой прочности диэлектрического материала как результат совместных измерений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (193 (11) (51)5 С 01 Ж 3 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ного излучения, а также при решении метрологических задач.

Целью изобретения является повышение достоверности определения подачи лучевой прочности в наносекундном ,циапазоне длительностей воздействия излучения.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ определения порога лучевой прочности диэлектрических материалов. в

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4364557/25-25 (22) 12. 11.87 (46) 30.03.90. Бюл. Ф 12 (72) С.Т.Паринов, B.H.Ìîðîçîâ и В.М.Руссов (53) 539.219(088.8) (56) Действие лазерного излучения.

Сб. статей под ред, Ю.П.Райэера.

М.: Мир, 1968, с. 361-363.

Авторское свидетельство СССР

Р 615358, кл, G 01 И 21l00, 1978. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОГА ЛУЧЕВОЙ ПРОЧНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к определению параметров взаимодействия излучения,с веществом и может быть использовано при разработке неразрушающих методов контроля лучевой прочности прозрачных сред, при производстве

Изобретение относится к технической физике, в частности к определению параметров взаимодействия излучения с веществом, и может быть использовано нри разработке неразрушающих методов контроля лучевой прочности прозрачных сред, при производстве оптических материалов силовой оптики, предназначенных для работы в поле мощного когерентного излучения, при промежуточных технологических операциях по изготовлению оптических элементов для лазеров, оптических трактов и измерителей параметров лазер2 оптических материалов силовой оптики.

Целью изобретения является повышение достоверности определения порога лучевой.прочности в наносекундном диапазоне длительностей воздействия излучения. На материал воздействуют электрическим полем с напряженностью меньше порога оптического или электрического пробоя среды в течение времени больше времени релаксации упру- гих волн в исследуемом материале, затем измеряют среднеквадратичную (эффективную) напряженность электрического поля, приложенного к образ цу, измераот квадратичное по полю относительное удлинение материала под действием поля в направлении приложенного поля и определяют порог лучевой прочности диэлектрического материала как результат совместных измерений.

1 ил. .В

Способ реализуется в следующей последовательности.

1553882

На исследуемый образец воздействуют неразрушающим импульсным электромагнитным полем с напряженностью меньше порога оптического или элект5 рического пробоя диэлектрика. Время воздействия выбирают больше времени релаксации упругих волн в исследуемом образце.

В качестве информативных призна- fp ков, определяющих состояние образца, измеряют среднеквадратичную (эффективную) напряженность электрического

| поля Е, приложенного к образцу в на- .

1 правлении х, измеряют квадратичное по полю относительное удлинение материала под действием ноля в направлении приложенного Ilo.ïÿ и в качестве порога лучевой прочности используют пороговую плотность мощности WР, кото- 20 рую определяют по формуле

Ир=(псле/2) (So/Y) (E /Е». ) (1 +6 )«

«I;1-26) /(1-S)3, где Е» — среднеквадратичная (эффективная) напряженность элект- 25 рического поля, приложенного к образцу в направлении х;

6«« - квадратичное относительное удлинение образца под действием поля в направлении х; 3р

Остальные величины известны или определяются известными способами с применением известных средств:

Я - электрическая постоянная; с - скорость света в вакууме;

n - показатель преломления материала (может быть определен из справочной литературы или известным способом с помощью известных средств например 4р с помощью рефрактометра);

Y - модудь Юнга;

6 — коэффициент Пуассона;

6о- величина напряжения разрыва, характеризующая механическую 45 прочность материала.

Устройство, реализующее предложенный способ, содержит источник f электрического поля, представляющий собой генератор.низкочастотного (постоянного) электрического напряжения или оптического излучения, ячейку 2 с образцом 3 исследуемого материала, на-. пример оптического стекла, устройство 4 для измерения удлинения образца

3 материала и устройство 5 измерения ,напряженности электрического поля.

Устройство 4 измерения удлинения имеет с образцом материала механическую, оптическую, емкостную или другую связь, позволяющую измерять относительные удлинения образца материала 3.

Пример. Определение порога лучевой прочности для стекла марки

НС-8.

Размеры образца измеряли посредством микрометра. В качестве воздействующего поля использовали постоянное напряжение от высоковольтного источника тока. Величина электрического поля, которую находили как напряжение, приходящееся на единицу длины . силовой линии, составляла 3 ° 10 В/см.

Удлинение образца, измеренное с помощью измерительного микроскопа МИН-8 по перемещению свободной грани, составляло 1,2 10 мм. Относительное удлинение находили путем отнесения измеренной величины удлинения к длине образца. С использованием этих и табличных величин для данной марки стекла получено значение порога 7»

»f0 Вт/см2.

Формула изобре тения

Способ определения порога лучевой прочности диэлектрических материалов, заключающийся в том, что на образец воздействуют неразрушающим нмнульсньич электромагнитным полем, измеряют изменение характеристик состояния образца, по результатам измерений определяют порог лучевой прочности, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения порога лучевой прочности в наносекундном диапазоне длительностей воздействия излучения, измеряют напряженность поля, приложенного к образцу, и относительное удлинение образца в направлении приложенного поля, а в качестве порога лучевой прочности используют пороговую плотность мощности Wp, которую определяют по формуле

Mf,= (пс Е,/2) (6р/Y) ((1+6) (1-26)/

/(1-Ф)- (Е „ /6.), где и — показатель преломления материала; с — скорость света в вакууме;

8 - электрическая постоянная, 6о- величина напряжения разрыва материала;

Y — модуль Юнга;

1553882

Составитель Н.Станчук

Редактор А.Маковская Техред JfЯлийнык Коррректор Н.Король

Заказ 452 Тираж 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101

6 — коэффициент Пуассона;

Š— среднеквадратичная (эффективная) напряженность электрического поля, приложенного к образцу в направлении х;

E — относительное удлинение образца под действием поля в направлении х.