Способ контроля глубины поверхностных дефектов в объектах из ситаллов

 

Изобретение относится к дефектоскопии , в частности к способам контроля глубины дефектов в стеклокристаллических материалах (ситаллах). Цель изобретения - повышение точности контроля поверхностных дефектов ситаллов. Для этого контролируемый объект приводят в контакт со смесью, содержащей углерод (70-95 мас.%) и КаСОз (5-30 мас.%), нагревают до 750- 850°С, выдерживают при этой температуре 2-4 ч и охлаждают до комнатной температуры . Затем удаляют смесь, разделяют объект на части и измеряют дефекты. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 21/88

ГОСУДАPСТBЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4812423/25 (22) 09.04,90 (46) 23.03.92. Бюл. hL 11 (71) Производственное объединение "Автостекло" (72) B.Н.Дубовик, Л.Г.Ивченко, О.А,Непомнящий и А.M,Ðàéõåëü (53) 537.37(088.8) (56) Райхель А.М. и др. Фрактографические методы изучения процессов разрушения ситаллов. Химия и технология стекла и ситаллов; Сб. научных трудов ГИС. — М., 1984, с, 80-87. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ В ОБЪЕКТАХ

ИЗ СИТАЛЛОВ

Изобретение относится к дефектоскопии, в частности к способам контроля глубины дефектов в стеклокристаллических материалах (ситаллах).

Наиболее близким является способ контроля глубины поверхностных дефектов, в котором производят разделение контролируемых объектов на части, после чего измеряют инициирующий разрушение дефект.

Однако при этом отсутствует цветовой контраст между поверхностью дефекта и остальной поверхностью излома, Недостатком известного способа применительно к стеклокристаллическим материалам является недостаточная точность определения глубины дефектов, связанная с их черезвычайно малым раскрывом (расстоянием между берегами) как непосредст„„ Ц „„1721483 А1 (57) Изобретение относится к дефектоскопии, в частности к способам контроля глубины дефектов в стеклокристаллических материалах (ситаллах). Цель изобретения— повышение точности контроля поверхностных дефектов ситаллов. Для этого контролируемый объект приводят в контакт со смесью, содержащей углерод (70 — 95 мас,%) и К2СОз (5 — 30 мас.%), нагревают до 750—

850 С, выдерживают при этой температуре

2-4 ч и охлаждают до комнатной температуры. Затем удаляют смесь, разделяют объект на части и измеряют дефекты, 1 табл. венно на контролируемой поверхности, так и в еще большей степени — в глубине материала. Это снижает точность контроля размеров дефектов.

Целью изобретения является повышение точности контроля глубины поверхностных дефектов ситаллов.

Для этого контролируемый объект при. водят в контакт со смесью, содержащей углерод и К2СОз при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 70-95: К2СОз

5-30, нагревают до 750 — 850 С, выдерживают при этой температуре в течение 2 — 4 ч и охлаждают до комнатной температуры, удаляют смесь, разделяют объект на части и измеряют дефекты.

В процессе нагрева и выдержки при повышенных температурах в смеси, использу1721483

К2СОЗ -э К20+ С02;

10

25

40

55 емой в качестве проникающего пенетранта, происходит образование свободных атомов углерода по реакциям:

СО + С (связанный углерод смеси) =

=2 СО;

2СО = СОг+ С (свободный атом).

Свободные атомы углерода абсорбируются поверхностью ситаллов и диффундируют в полости дефектов. В результате химического взаимодействия этих атомов с контролируемой поверхностью происходит частичное восстановление из оксидов элементов, входящих в состав ситаллов, сопровождающееся изменением их окраски. В частности, кордиеритовые ситаллы при этом изменяют окраску с белой на черную, вследствие чего поверхность контролируемых объектов и берега дефектов по их глубине окрашиваются в черный цвет, При последующем разделении объектов на части наблюдении дефектов это обеспечивает еобходимый цветовой контраст.

Следует особо подчеркнуть, что раэмео ры свободных атомов углерода (0,77А) примерно на 2 порядка меньше размеров молекул веществ, входящих в состав люминесцентных жидкостей. Это существенно облегчает диффузию атомов углерода в полости дефектов. К существенному увеличению диффузионной способности атомов углерода приводит также повышенная температура обработки, достижение которой в случае использования органических в основе люминесцентных жидкостей не представляется возможным, Таким образом, атомы углерода диффундируют в полости дефектов значительно глубже молекул веществ, входящих в состав люминесцентных жидкостей, Это приводит к повышению точности определения глубины дефектов.

Пример. Производят дефектоскопию наружной поверхности изделий из кордиеритового ситалла в системе Mg0-МпО-А120з-Si02-Ti02. Механическую обработку наружной поверхности иэделий осуществляли путем шлифования алмазным кругом 1А t 100х10х3х32 по следующему режиму: угловая скорость вращения заготовки 50 об/мин, угловая скорость вращения круга 6000 об/мин, глубина резания 1,0 мм.

Значения подачи инструмента изменяют в пределах 0,1 — 0,3 мм. После механической обработки изделия погружают в смеси, состоящие из углерода в виде древесного угля (70 — Q5 мас.%) и К СОз (5 — 30 мас.%), нагревают до 750 — 850 С, выдерживают в течение 2-4 ч и охлаждают. После тщательной протирки наружной поверхности изделия погружают в люминесцентную жидкость ЛЖ вЂ” 6А, выдерживают в ней в течение 1,0 ч (предварительные исследования показывают, что дальнейшее увеличение выдержки не приводит к увеличению глубины проникновения жидко=ти в полости дефектов в ситаллах), промывают проточной водой и высушивают. Затем изделия разрушают и на вновь образованных поверхностях фрагментов измеряют глубину поверхностных дефектов в видимом свете и в ультрафиолетовом излучении с помощью микроскопа Люмам-ИЗ (видимый свет обеспечивают, извлекая из оптической системы микроскопа ультрафиолетовый фильтр), Результаты измерения глубины дефектов представлены в таблице. Здесь же для сравнения приведены результаты определения глубины поверхностных дефектов в аналогичных изделиях методом люминесцентной дефектоскопии без предварительной обработки в смеси углерода и

К СОз.

Как видно из таблицы. глубина проникновения свободных атомов углерода в полости дефектов в случае использования предлагаемого способа существенно превосходит глубину проникновения в них же люминесцентной жидкости. Это приводит к резкому повышению точности определения глубины поверхностных дефектов в ситаллах. Значения глубины дефектов, выявленных в изделиях методом люминесцентной дефектоскопии беэ и после термообработки в смеси, практически совпадают. Это означает, что описанная термообработка не искажает картину поверхностной дефектности ситалла (по крайней мере применительно к глубине дефектов) Уменьшение температуры термообработки в смеси ниже 750 С, продолжительности ее менее 2 ч и содержания КгСОз в смеси менее 5% сопровождается исчезновением эффекта окрашивания ситалла. Увеличение температуры термообработки свыше 850 С, продолжительность ее более

4 ч и содержания КгСОз в смеси более 30%, напротив, приводит к появлению в ситалле глубокого интенсивно окрашенного поверхностного слоя, скрывающего поверхностные дефекты от наблюдения.

Таким образом, представленные в таблице интервалы значений температурно-временных параметров процесса

1721483

Составитель Н.Назарова

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор Н.Рогулич

Заказ 948 Тираж Подписное

BHÈÈÏÈ 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 термообработки и соотношения компонентов смеси являются оптимальными.

Глубина дефектов в ситалле в этом случае практически не зависит от значений указанных параметров и соотношения компо- 5 нентов смеси.

Формула изобретения

Способ контроля глубины поверхностных дефектов в обьектах из ситаллов. за- 10 ключающийся в том, что контролируемый объект разделяют на части и измеряют глубину дефектов, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля глубины дефектов, контролируемый объект перед разделением на части приводят в контакт со смесью, содержащей углерод и

КгСОз при следующем соотношении компонентов, мас,%; углерод 70-95; К2СОз 5-30, нагревают 750-850 С, выдерживают при этой температуре в течение 2-4 ч и охлаждают до комнатной температуры.