Способ определения площади шероховатой поверхности электропроводных изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 051079 (21) 2825154/25-28 с присоединением заявки Йо (23) ПриоритетОпубликовано 231081 6>оллетень 49 39

Сон»э Советских

Соцналнстнческнх

Республнм о»875208 (у „3

G 01 В 7/32

ГоеудвРетвеиимй комитет

СССР ио делам изобретений и открытий ($3) УДЯ 621. 317. 39:

:531.717 (088.8) Дата опубликования описания 23.1081

В.М.Гунько, A.Е.Клинков и В.Ф.Платонов . |

) ю; .

) у.>

Р23 Авторы изобретения

ig j T рГ ;Г (> е>: 1(цг>".м,.,(, г (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к спо- ". собам измерения неэлектрических ве-, личин электрическими методами и может быть использовано при измерении

5 площадей поверхностей изделий в химическом и электронном машиностроении.

Известен способ определения площа- ® ди поверхности электроповодного.изделия путем установления соотношения между исследуемой площадью Поверхности и площадью поверхности эталона, при котором обесжиренные контролируемое изделие и эталон взвешивают,помещают в ванну химического никелирования и одновременно никелируют до получения тонкого слоя никеля, затем повторно взвешивают.

По соотношению привесов иэделия и эталона судят о соотношении их плоГ13

Однако этот способ не позволяет точно измерять фактическую площадь .мнкрошероховатой поверхности, так как заметное в весовом отношении никелирование проводит к сглаживанию шероховатости.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения площади Шероховатой поверхности электропроводных изделий, заключающийся в том, что контролируемое изделие устанавливают в вакуумной камере с измерительным электродом на фиксированном расстоянии от последнего, подключают изделие и измерительный электрод к разным полю- сам источника питания постоянного тока и по величине эмиссионного тока определяют площадь шероховатой поверхности 12).

Однако данный способ обладает невысокой точностью измерения, так как в нем измерение эмиссионного тока проводится при наложении внешнего ускоряющего поля высокой напряженности, что не может не привести к возникновению погрешности от "острийных эффектов, зависящей от кривизны поверхностей элементов микрорельефа, Погрешность возрастает с уменьшением размера шероховатости, так как с уменьшением шероховатости на фиксированной площади количество "углов" увеличивается.

Цель изобретения — повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что вакуумную камеру термостатируют, 875208 в процессе измерения эмиссионного тока наносят покрытие из материала с низкой работой выхода на поверхности контролируемого изделия и измерительного электрода, фиксируют эмиссионный ток насыщейия с контролируемой поверхность, изменяют полярность подключения полюсов источника питания между поверхностями контролируемого изделия и измерительного электрода, фиксируют эмиссионный ток насыщения с поверхности измерительного электрода и по отношению измерительных токов насыщения определяют площадь шероховатой поверхности, в качестве покрытия иэ материала с низкой работой выхода используют покрытие из материала толщиной в 3-100 атомных слоев, а измерительный электрод используют в качестве эталона с известной площадью поверхности.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого спо, соба.

Устройство состоит из вакуумной камеры 1, с электроизоляторами 2, в которую помещают контролируемое изделие -3 и измерительный электродэталон 4. Вакуумную камеру 1 термостатируют с помощью печей 5, при этом температуру контролируют с помощью термопар б.

Вакуумирование камеры 1 производят через вентиль 7, а впуск цеэиевого пара — через вентиль 8 из цезиевого термостата 9.

Способ осуществляется следующим образом.

В вакуумную камеру 1 с электроизоляторами 2 помещают контролируемое изделие 3, изготовленное из любого электропроводного материала, например молибдена, и измерительный электродэталон 4, изготовленный также иэ любого электропроводного материала, например молибдена, поверхность которого обработана по наивысшему клаСсу чистоты. Поверхность контролируемого изделия 3 размещают на фиксированном расстоянии от поверхности измерительного электрода-эталона 4, величина которого зависит от давления пара цезия при нпуСке его в вакуумную камеру 1 и не должна превышать длину свободного пробега электронов.

Подключают контролируемое изделие

3 и измерительный электрод-эталон 4 к разным полюсам источника питания постоянного тока.

Через вентиль 7 производят вакуумирование камеры 1 до давления меньше 5 ° 10 MM рт. ст., после чего вакуумную камеру 1, технологические линии и цезиевый термостат 9 термостатируют прн температуре, меньшей или равной 475 К с помощью печей 5.

Контроль температуры проводят с помощью термопар б. Вентиль 7 закрывают и открывают вентиль 8, через который цеэиевый пар начинает поступать в вакуумную камеру 1, постепенно конденсируясь на поверхности контролируемого иэделия 3 и поверхности измерительного электрода-эталона 4.

В процессе впуска цезиевого пара,в вакуумную камеру 1 измеряют вольтамперную характеристику между контролируемым изделием 3 и измерительным электродом-эталоном 4. В процессе нарастания атомных слоев цезия на поверхностях электронный ток эмиссии достигает неличины тока насыщения, 10

Формула изобретения

1.Способ определения площади шерохонатой поверхности электройроводных иэделий, заключающийся н том, что контролируемое изделие устанавливают в вакуумной камере с измерительным электродом на фиксированном расстоянии от последнего, подключают изделие и измерительный электрод к разным полюсам источника питания постоянного тока и по величине измеренного эмиссионного тока определяют площадь шероховатой поверхности, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

65 которую фиксируют.

Изменяют полярность подключения полюсов источника питания между поверхностями контролируемого изделия

3 и измерительного электрода-эталона 4.

Ток эмиссии с измерительного элеЩ ктрода-эталона 4 изменяется скачком до величины тока насыщения, которую фиксируют.

Отношение токов эмиссии ранно отношению площади контролируемого изделия 3 к площади поверхности измерительного электрода-эталона 4 и по данному отношению токов эмиссии определяют площадь поверхности контролируемого изделия 3.

Ошибка измерения в предлагаемом способе минимальна и ограничивается ошибкой измерений поверхности эталона и термоэмиссионного тона.

Измерение тока современными методами осуществляется довольно точно (0,2Ъ), а поверхность эталона легко определить с ошибкой,на превышающей 0,5Ъ, например измерением линейных размеров микрометром, при условии величины шероховатости эта40 лона пренебрежимо малой цо сравнению с шероховатостью изделия.

Таким образом, предлагаемый способ обладает повыаенной точностью измерений площади микрошероховатой

45 поверхности в широком диапазоне параметрон шероховатости при сравнительно простом устройстве осуществления и наипростейшем способе вычислений.

875208

Составитель T.Ìàòþõèíà

Редактор В.Еремеев Техред M.Ðåéâåc Корректор Т. Назарова

Заказ 9309/65 Тираж:64 5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 I

° . (.- I повьааения точности, вакуумную .камеру- термостатируют, в процессе измерения эмиссионного тока наносят покрытие из материала с низкой работой вйхода на поверхности контролируемого изделия и измерительного электрода, фиксируют, эмиссионный ток насыщения с контролируемой поверхности, изменяют

I полярность подключения полюсов источника питания между поверхностями контролируемого иэделия и измерительного электрода, фиксируют эмиссионный ток насыцения с поверхности измерительного электрода и по отношению измеренных токов насыщения ойределяют площадь шероховатой поверхности.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве покрытия из материала с низкой работой выхода используют покрытие иэ материала толщиной в 3-100 атомных слоев.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что измерительный электрод используют в качестве эталона с известной площадью поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 103750, кл. 6 01 B 19/30, 1956, 2.. Авторское свидетельство СССР

М 587319, кл. 6 01 В 7/34, 1975. (прототип).