Способ неразрушающего контроля адгезионной прочности соединений

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам неразрушающего контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам. Цель изобретения - повышение точности контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам. Образец в виде металлической подложки с диэлектрическим покрытием фиксированной толщины помещают между двумя электродами, включенными в цепь измерения силы тока. Нагревают образец со стороны подложки с постоянной скоростью до температуры, не превышающей температуру разрушения покрытия Регистрируют зависимость силы тока, вызванного повышением температуры образца, от температуры и вычисляют энергию активации, по которой судят об адгезионной прочности. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 N 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4721605/28 (22) 25.04.89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Институт физической химии АН СССР (72) Е,B.Êóýíåöîâà, А.Г.Липсон, Д.M.Ñàêoâ, Ю.П.Топоров и Н.И.Морозова (53) 620.179.4(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1147959, кл, G 01 N 19/04, 1983. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам неразрушающего контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим

Изобретение относится к испытательной технике, а. именно к способам неразрушающего контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам.

Целью изобретения является повышение точности контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам.

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения адгезионной прочности диэлектрического покрытия к металлической подложке; на фиг. 2 — зависимость тока, возникающего в адгезионном соединении фторолон — сталь, от температуры; на фиг, 3 — зависимость адгезионной прочности (О) пленки — фторолона на стали, определенной механическим методом, от величины энергии активации (Е) процесса возникновения тока в адгезионном соединении при толщи,, Ы,», 1693476 А1 подложкам, Цель изобретения — повышение точности контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам. Образец в виде металлической подложки с диэлектрическим покрытием фиксированной толщины помещают между двумя электродами, включенными в цепь измерения силы тока. Нагревают образец со стороны подложки с постоянной скоростью до температуры, не превышающей температуру разрушения покрытия. Регистрируют зависимость силы тока, вызванного повышением температуры образца, от температуры и вычисляют энергию активации, по которой судят об адгезионной прочности. 3 ил„1 табл, нах пленки 10 (кривая 1), 20 (кривая 2) и 100 мкм (кривая 3).

Устройство содержит нижний электрод

1 и верхний электрод 2, между которыми размещен испытуемый образец 3 металла с диэлектрическим покрытием 4, цепь 5 измерения силы тока и нагреватель 6.

Способ реализуется следующим образом.

Испытуемый образец 3 металла с покрытием 4 фиксированной толщины помещают междудвумя плоскими электродами 1

-и 2, включенными в цепь 5 измерения::илы тока, подвергают нагреву нагревателем 6 с заданной скоростью, измеряют электрический ток в цепи, возникающей при повышении температуры, снимают кривую ток— температура, по восходящему участку которой определяют энергию активации процесса генерации тока, функционально

1693476 связанную с адгезионной прочностью покрытия, Цель достигается с помощью обнаруженного явления возникновения тока ме>кду электродами, в зазор между которыми 5 помещено нагреваемое адгезионное соединение. Причина возникновения тока требует специального исследования, по-видимому, механизм возникновения тока связан с разделением зарядов двойного 10 слоя на границе металл — диэлектрик и аналогичен механизму возникновения тока TGp" модеполяризации в диэлектриках. Энергия активации процесса возникновения тока в адгезионном соединении Е (так же, как. и 15 других термостимулированных электронных процессов в твердых. телах) и может быть определена по возрас ганию тока с ростом температуры. Используя уравнение

Рендала-Уилкинса, можно определить Е по 20 формуле .

Е=:К "" л-- -

Т2 — Т1 12 где К вЂ” постоянная Больцмана;

Т-1 и Т2 — температуры на восходящей 25

EI8T8N КрИвой;

lq и I2 — величины тока при соответствующих температурах.

Как показывают проведенные эксперименты„величина энергии активации про- З0 цесса возникновения в адгезионном соединении тока деполяризации Е при одI3oA и тОЙ же толщине диэлектрического покрытия на металле пропорциональна величине адгезионной г;рочности покрытия. 35

Это г1озволяет испол1ьзовать величину тока деполяризации в каче1стве критерия качества покрытия. Кроме того, температура наrpeI3a может бъ1ть взята такОй, чтОбы не нарушать целости покрытия, В этом случае 40 возникает возможность реализации неразрушающего контроля качества покрытий, Предлагаемый способ реализуется с помощью устройства (фиг, 1). Нижний электрод 1.,на котсром покрыти"-.ì 4 вверх 45 кладется испытуемый образец 3, подогревается нагревателем 6. верхний электрод 2 прижимается к г:окрытию упругим зажимом (не показан). Исследуют пленки различных полимеров, наносимые на поверхность стальных образцов размером 10 х 10 мм -, 50

Толщина пленок одинакова — 40 мкм, Покрытия подвергают испытаниям на адгезионную прочность методом нормального отрыва с помощью приклеенных к покрытию штифтов и параллельно предлагаемым способом. При этом нагрев осуществляется со скоростью 0,4 с. Максимальная температура нагрева не превышает 120 С. Для расчета энергии активации берут значения тока деполяризации при 60 и 100 С, Энергия активации процесса возникновения тока в адгезионном соединении определяется для различных уровней адгезионной прочности соединений металл — диэлектрик, которая изменяется путем введения в раствор фторсополимера различных количеств модификатора АСОТ (аминоэтоксисилана), В таблице приведены результаты испытаний адгезионной прочности пленок фторолона (сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом) на поверхности стали.

Из таблицы видно, что способ позволяет оценивать качество покрытий, определяя их адгезионную прочность, Способ позволяет повысить точность контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам реальных изделий и может быть использован в различных областях промышлен ности.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля адгезионной прочности соединений, заключающийся в том, что образец в виде подложки с покрь1тием помещают между двумя электродами, включенными в цепь измерения силы тока, нагревают образец со стороны подложки и определяют параметр, по которому судят об адгезионной прочности, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля адгезион ной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам, образец нагревак>т с постоянной скоростью до температуры, не превышающей температуру разрушения покрытия, а в качестве I3àðàметра, по которому судят об адгезионной прочности, определяют зависимость изменения силы тока, возникающего между электродами, от изменения температуры образца.

1693476

1693476

Составитель О. Фурцев

Редактор Н. Бобкова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Заказ .4072 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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