Способ контроля качества поверхности диэлектриков

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности контроля качества поверхности. Контролируемую поверхность приводят в контакт с контролем, затем контакт нарушают и судят о качестве поверхности. В качестве контртела используют неабразивный материал, с помощью которого в момент контакта производят трибозаряжение контролируемой поверхности и судят о качестве пс величине и знаку ее трибозаряда. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 7/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4429085/28 (22) 23.05.88 (46) 07.01.91, Бюл. М 1 (71) Институт физической химии АН СССР (72) Т.Н. Владыкина, Ю.П. Топоров, Е.С. Ревина и А,П. Лучников (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 55174, кл. G 01 В 7/34, 1939.

Авторское свидетельство СССР

М 1232929, кл. G 01 В 5/28, 1984.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам контроля качества поверхности диэлектрических деталей и образцов.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет исключения неконтролируемого вклада в величину контролируемого параметра.

На фиг. 1 представлена зависимость трибоэлектрического заряда поверхности от степени ее шероховатости; на фиг. 2— зависимость величины плотности поверхностного трибоэлектрического заряда от числа царапин N на единице поверхности образца; на фиг. 3 — зависимость величины плотности поверхностного трибоэлектрического заряда от количества пор М на единице поверхности, Сущность способа заключается в следующем.

Исследования показывают, что зависимость величины и знака трибозаряда от степени шероховатости имеет место при трении целого ряда материалов (стекло, полиметилметакрилат, кварц, ранит, мра,и, Я2ар 1619012 А1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ДИЭЛЕКТРИКОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — повышение точности контроля качества поверхности. Контролируемую поверхность приводят в контакт с контролем, затем контакт нарушают и судят о качестве поверхности, B качестве контртела используют неабразивный материал, с помощью которого в момент контакта производят трибозаряжение контролируемой поверхности и судят о качестве пс величине и знаку ее трибозаряда. 3 ил, мор и др.), гладкие поверхности которых заряжаются при трении о контртело положительно (в качестве контртела могут быть использованы, например, хлопок, шерсть, кожа). Если материал при трении о контртело заряжается отрицательно, то в этом случае увеличение шероховатости его поверхности приводит к возникновению на нем (при тех же условиях трения) отрицательного заряда большей величины, чем на гладкой поверхности (фиг.1).

Установлено также, что при одной и той же степени фоновой шероховатости поверхности величина и знак трибозаряда (при неизменности условий трения) зави ят от количества дефектов на поверхности исследуемого материала. Для образцов одного и того же диэлектрика, отличающихся лишь количеством механических нарушений поверхности, с ростом, например, числа царапин на поверхности растет и ее электроотрицательность (фиг. 2). Если образцы одного и того же диэлектрика отличаются лишь количеством пор на поверхности, то более электроотрица1619012 тельным будет образец с большей пористо стью (фиг. 3).

Трибоэаряд чувствителен не только к механическим, но и к оптическим дефектам поверхности, а именно известно, что обработка стекла в тлеющем разряде не меняет рельефа поверхности, но ведет к возникновению на ней оптических дефектов, которых тем больше, чем длительнее время обработки в разряде. Злектроотрицательность поверхности растет вместе с количеством оптических дефектов на поверхности, т. е, с увеличением времени обработки в разряде, Таким образом фактически заявлен интегральный способ контроля дефектности поверхности.

Пример 1. Определяют качество поверхности плоских стеклянных образцов размером 30х30х5 ммз . Различная шероховатость поверхности стекла придается травлением плавиковой кислотой или абразивной обработкой. Результаты измерений не зависят от способа придания шероховатости. В качестве контртела, о которое происходит трибозаряжение исследуемой поверхности, используется хлопковая вата.

Заряжение осуществляют при поступательном перемещении образцов со скоростью

10 см/с при нормальной нагрузке 3 гр/см, Величина трибоэаряда измеряется методом вибрирующего конденсатора.

Результаты оценки качества поверхности стеклянных образцов предлагаемым способом представлены в виде зависимости (фиг, 1) величины плотности поверхностного трибоэлектрического заряда стот параметра шероховатости Rz (средней высоты профиля), Rz определяют с помощью профилографа — профилометра (вертикальное увеличение 10000, горизонтальное

20000). С ростом шероховатости происходит уменьшение величины положительного трибозаряда, а при достижении определенной степени шероховатости — смена знака на отрицательный.

Пример 2. Измеряют качество поверхности плоских стеклянных образцов размером 30х30х0,5 мм", Различная дефектность поверхности стекла создается путем предварительной обработки поверхности наждачной бумагой средней грубости, В качестве контртела, о которое происходит трибозаряжение исследуемой поверхности, используется хлопковая вата. Параметры трения те же, что в примере 1. Величина трибозаряда определяется методом вибрирующего конденса5

40 тора. Число царапин на единице площади определяют с помощью микроскопа. Результаты оценки качества поверхности стеклянных образцов (фиг. 2) предлагаемым способом представлены в виде зависимости величины плотности поверхностного трибоэлектрического заряда 0 от числа царапин

N на единице поверхности образца. На гладкой беэдефектной поверхности стекла возникает большой положительный трибоэлектрический заряд, а на параллельно дефектной — большой отрицательный.

Пример 3. Определяют качество поверхности образцов из ситалла размером

2х2х0,3 мм, отличающихся количеством ,3 пор на поверхности (диаметр пор 10-50 мкм) на единице поверхности, В качестве контртела служит беличья кисть. Трибоэлектриэация осугцествляется при поступательном перемещении кисти вуоль поверхности и усилии прижима 5 г/см . Результаты оценки пористости .оверхности образцов (фиг. 3) даны в виде зависимости величины плотности поверхностного трибозаряда сот количестваа пор М на единице поверхности. С увеличением пористости образца растет его, электроотрицательность, При испуг ьзовании способа для каждого конкретн,го технологического процесса должны быть отработаны и стандартизированы спcöèôè÷íûå именно для этого процесса требования к осуществлению контроля качества поверхности образцов (выбор контртела и режима трения). В этих условиях снимается градуировочная кривая, которая затем служит для оценки контролируемого параметра, или определяется область допустимых изменений трибозаряда, а образцы, не удовлетворяющие допустимым значениям, выбраковываются.

Формула изобретения

Способ контроля качества поверхности диэлектриков, заключающийся в том, что контролируемую поверхность приводят в контакт с контртелом и по параметрам взаимодействия между ними определяют качество поверхности диэлектрика, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в качестве контртела используют неабраэивный материал, с помощью которого в момент контакта осуществляют трибозаряжение контролируемой поверхности, измеряют величину и знак трибозлектрического заряда и используют их в качестве параметра взаимодействия, 1619012

1619012

Q00 р» 2

7000

Составитель И,Рекунова

Редактор Н.Бобкова Техред М.Моргентал Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 35 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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