Способ определения скрытой дефектности поверхности кристаллов

Авторы патента:

G01N19/08 - обнаружение локальных дефектов или нерегулярностей в материале (измерение шероховатости или неровности поверхности G01B 5/28)

Союз Советских

Соцнапнстнческик

Республик

О П И С А Н И Е (13)972339

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-вувЂ” (5l)NL. Кл.

G 01 и 19/08 (22)Заявлено 08.08.80 (2l) 2980878/18-25 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный квинтет

СССР (23) Приоритет (53) УДК 535.8 (088. 8) Опубликовано 07. 11.82. Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 07.11.82 ао делам кзобретеннй к открытнй (72) Авторы изобретения

В.П.Конышев и P.ô.éàðàôóòäèíoâ

Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКРЫТОЙ ДЕФЕКТНОСТИ

ПОВЕРХНОСТИ КРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к физикохимическому исследованию твердых тел и может быть использовано для контроля поверхности облученных кристаллов, при выращивании искусственных кристаллов и приготовлении особо чис5 тых поверхностей, в полупроводниковой микроэлектронике и т.д.

Известны способы определения поверхностной дефектнбсти кристаллов путем травления и определения дефектов под микроскопом 1 1 ).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения дефектности крис- 15 таллов, включающий операции.избирательного травления дефектной грани в температурно-и концентрационно- стабилизированном растворе травителя, сушки и исследования образовавшихся ямок травления под микроскопом.О степени скрытой дефектности поверхности кристалла судят по числу выходов дислокаций, равных числу ямок тра аления, приходящихся на единицу поверхности кристалла 2 ).

Недостатком известного способа определения дефектности поверхности кристалла является учет лишь геометрической стороны процесса проявления скрытой дефектности: визуально наблюдаемые форма, положение и плотность ямок травления.При этом не учитываются кинетические закономерности происходящих при травлении процессов, скорость которых определяется энергетикой поверхностных дефектов. В частности, процесс растворения упруго деформированной дефектной грани идет быстрее, чем свободной грани, и, следовательно, деформированная грань является в интегральном смысле более дефектной, чем свободная при той же плотности выходов дислокаций на поверхности грани.

972339

Цель изобретения - повышение достоверности структурно-кинетической информации о дефектной поверхности кристалла с одновременным повышениел точности измерений. S

Поставленная цель достигается тем что согласно спосоЬу избирательного травления в растворе, включающему операции избирательного травления дефектной грани, сушки и исследова- 10 ния образовавшихся ямок под микроскопом, травление дефектной грани ведут при ее вертикальном расположении, измеряют зависимость линейных размеров ямок травления от глу- 15 бины их расположения от поверхности

-раствора х и определяют скрытую дефектность поверхности кристалла по тангенсу угла наклона линеаризованного участка кривой 20

4 1

b (x) Ь (0) Пример . Экспериментальная проверка способа проводится на примере избирательного травления кристаллов LiF s одном растворе FeC1, который известен как травитель за" медленного действия.

Исследованию подвергаются кристал лы размером 5 5 ° 35 мм, выколотые

3 из предварительно отожженных блоков.

Образец одним концом закрепляется в держателе и помещается вертикально в сосуд с травителем так, чтобы его

35 большая часть (30 мм ) находилась в жидкости, а нижний конец кристалла на расстоянии 40 мм от дна сосуда.

Время травления в этом положении составляет 10 мин. Перемешивание раствора и перемещение образца за время травления исключается. Такая длительность травления выбирается для стаЬилизации диффузионных потоков вблизи поверхности кристалла. По

45 окончании травления образец промывается в спирте, высушивается и исследуется под микроскопом МБИ-6.

В результате травления на поверхности кристалла образуются хорошо ограненные октаэдрические ямки травления, фиксирующие места выхода дислокаций. Длины сторон ямок травления на поверхности участка кристалла измеряются s зависимости от расстоя- 55 ния этого участка от своЬодной поверхности жидкости. По полученным всличл нам строится график (фиг,1), на котором каждой точке соответствует значение из трех измерений. График зависимости в(х ) состоит из двух частей, причем восходящая часть соответствует травлению образца в надповерхностном слое. Нисходящий участок кривой построен в координатах

° 1 ь (;с> Б от > ! где C - приведенное время травления (Фиг.2). В этих перестроенных.координатах экспериментальные замеры образуют хорошо скоррелированную прямую с практически постоянной на разных участках величиной дисперсии.

Таким образом, способ позволяет повысить достоверность структурно кинетической информации о дефектной поверхности кристалла, определить интегральную характеристику дефектной поверхности кристалла, связанную ,с ее не только прочностными (®, но и коррозионными свойствами (К ), расширяет область применимости количественного критерия дефекта поверхности, повышает точность определения критерия поверхностной дефектности.

Формула изобретения

Способ определения скрытой дефект ности поверхности кристаллов, включающий операции избирательного травления дефектной грани в температурно- и концентрационно-стабилизированном растворе травителя, сушки и исследования образовавшихся ямок травления под микроскопом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности структурнокинетической информации о дефектной поверхности кристалла с одновременным повышением точности измерений, травление дефектной грани ведут при ее вертикальном расположении, измеряют зависимость линейных размеров ямок травления Ь от глубины их расположения от поверхности кристалла по тангенсу угла наклона линеаризованного участка кривой

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кузнецов В.Д. Кристаллы и кристаллизация. М., Гостехтеориздат, 1954, с. 209.

2. Пшеничников 10.П. Выявление тонкой структуры кристаллов. Справочник

М., "Металлургия" 1974, с.87-102 (прототип ).

972339

1Ю дх14Ю

/Ж

Сост а вит ель М. Дедловский

Редактор А.Фролова Техред Т.Маточка Корректор О. Билак

Заказ 8505/32 Тираж 887 . Подписное

ВНИИПИ (осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1i 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Способ определения скрытой дефектности поверхности кристаллов

Дефектоотметчик // 862054

Способ определения равномерностираспределения легирующих элементовв сплавах // 796746

Способ контроля чистоты галлия // 643788

Способ испытания формовочных и стержневых смесей на образование просечек // 619837

Регулятор линейной плотности текстильной ленты // 583392

Образец для определения прочности покрытий при изгибе // 538271

Способ обнаружения дефектов на поверхности проката или изделия, изготавливаемого методом непрерывной разливки // 518162

Способ визуального контроля качества прикатки резинового покрытия // 488120

Дефектоотметчик // 485366

Способ неразрушающей диагностики локальных коррозионных разрушений трубопроводов "in situ" // 2140628

Внутритрубный дефектоскоп // 2163369

Изобретение относится к устройствам для внутритрубного неразрушающего контроля трубопроводов, а именно для контроля профиля полости уложенных магистральных нефтегазопродуктопроводов путем пропуска внутри контролируемого трубопровода устройства с установленными на корпусе средствами измерения дефектов полости трубопровода, средствами обработки и хранения данных измерений, продвигающегося внутри трубопровода за счет транспортируемого по трубопроводу потока жидкости (газа)

Механизм установки датчиков для сканирующего устройства дефектоскопии длинномерных изделий // 2186367

Изобретение относится к неразрушающему контролю длинномерных изделий, в том числе труб, и может быть использовано при сканировании наружной поверхности длинномерных изделий

Способ обнаружения дефектов в материале упругой конструкции // 2190207

Изобретение относится к активным методам акустического контроля упругих конструкций, использующих вынужденные механические колебания, и может найти применение, например, в двигателестроении

Система и способ для обнаружения и измерения распространения дефектов в детали или конструкции // 2263888

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для обнаружения и измерения распространения дефектов в детали или конструкции

Способ контроля целостности элементов и конструкций и устройство для его осуществления // 2271526

Изобретение относится к средствам для контроля целостности конструкции, расположенной в окружающей среде, содержащей текучую среду под давлением окружающей среды

Способ определения сопротивления полимерного покрытия растрескиванию при деформировании металла под действием внешних нагрузок // 2293306

Изобретение относится к испытательной технике

Способ обнаружения дефектов в материале упругой конструкции // 2303774

Изобретение относится к активным методам акустического контроля упругих конструкций, использующих вынужденные механические колебания, и может найти применение в машиностроении, в частности авиадвигателестроении

Способ измерения чистоты поверхности подложек // 2307339

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в микроэлектронике при производстве интегральных микросхем на активных и пассивных подложках и в дифракционной оптике при производстве элементов дифракционной оптики

Способ определения усталостного повреждения коленчатых валов // 2337348

Изобретение относится к неразрушающему контролю внутренних дефектов изделий, а именно к способам контроля валов, в частности для обнаружения накопленных усталостных повреждений коленчатых валов автотракторной и компрессорной техники