Способ определения качества керамических изделий

СОНИ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯОИ 569751 51)5 С 01 Е 29/22 ЙИИ ВЮН 6- Ь." 1 БЛ 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ таад 0 ЗНаеМЪЛКсОъЗЗджгаюУЮащаиф-2 юл. Р 21 о-техниче ского "прогресс" Чере г. Москвы ков, А.А.Карабу В.Рысь, С.Л.Сер твормуш ов,88.8)Р. К., Не 1 гтпап Р.1.7 йегесгоп гп яггпЬу ясапп 1 пе рпосоасору. Арр 1. Раув.1 ес9, р. 779-781. РЕДЕЛЕНИЯ КА ЕСТВА КЕ к способ 54) СПОСОБ РАМИЧЕСКИХ 57) Изобре еразрушающ делий и мож ЛР: ние относит ства изго контроля ка т быть использ о ва ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР чества молодеж кинского район (72) И.В.Галишн А.В.Резников, и Е,П.Звонарев (53) 541.183 ( (56) КЬапйе 1 тта а 1. ВигКасе Г 1 Сцга 1 сегаш 1 ся аягхс ярессгоя 1980, ч. 37, Р изводстве пьезодатчкс Впьезодви ателя и других изделий из пьезокерамических материалов. Целью изобретенияявляется повышеие эКектвпости приисследовании издали цз пьезокерамики, а также нс 1 армативности и оперативности контроля. Бель достигаетсяпутем одновременного получения иформации о наличии внутренних дефектовкерамического материала, сплогнсстиадгезии металлической пленки и величине пьезомодуля изделия. Способвключает воздействие на пьезокерамическое изделие жпульсами лазерногоизлучения, регистраию времени запаздывания и амплитудь импульса злектрчческого напряжения, которые и определяют качество изделия согласно кривой 1 лазерного излучсния и кривых2 и 3 импульса электрического иапряяения, 3 з.п, Ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к способам неразрушающего контроля качества изделий и может быть использовано в производстве пьезодатчиков, пьезодвигателей и других изделий из пьезокерамических материалов.Целью изобретения является повыше ние эффективности при исследовании изделий из пьезокерамики, а также ин О ,формативности и оперативности контро,ля за счет возможности одновременного получения информации о наличии внутренних дефектов керамического материала, сплошности адгезии металличес кой пленки и величине пьезомодуля изделия.На чертеже показань 1 осцилограмма лазерного импульса (кривая 1) и осцилограммы напряжения на изделиях 2 О (кривые 2 и 3). Способ осуществляют следующим образом,При импульсном лазерном облучении 2одной из металлизированных поверхностей изделия в нем возникает акустическая волна, распространяющаяся через границу слоев и пьезокерамический материал, следствием которой является возникновение импульса электрического напряжения между металлизированными поверхностями. При гауссовом временном распределении интенсивности импульса лазерного из,пучения,достигающем максимума на облучаемой35поверхности в некоторый момент времени, амплитуды импульса акустическогоколебания противоположной поверхностии синхронного с ним импульса. электри -ческого напряжения достигают максимума в следующий момент времени, сдвинутый относительно первоначального навремя прохождения акустической волныччерез изделие. При постоянной мошности импульсов излучения и отсутствиидефектов под облучаемой зоной по амплитуде импульса электрического напряжения можно судить об относительной величине пьезомодуля материала посравнению с эталонным изделием.Наличие отслоений металлическойпленки приводит к ослаблению акустической волны, проходящей через границу слоев и, собтветственно, к уменьФ Ф55шению амплитуды электрического сигнала. При сканировании луча по поверхности изделия максимальнье величинырегистрируемых импульсов напряжения дают информацию об относительной величине пьезомодуля материала, а зоны уменьшенных сигналов соответствуют местам отслоений металлизапии. Поскольку для отбраковки изделий, как правило, не важно, чем вызвано умень - пение регистрируемого сигнала - недостаточной величиной пьезомодуля, т.е, низким качеством материала, либо низким качеством металлизации, процесс контроля можно существенно упростить и ускорить, исключив процесс сканирования излучения. В этом случае облучают всю металлизированную поверхность изделия пучком излучения с равномерным распределением интенсивности по сечению и сравнивают амплитуду импульсов электрическот о напряжения с сигналами от эталонного образца, которые могут быть измерень 1 заранее в качестве калибровочной величины, либо измеряются одновременно при параллель - ном облучении контролируемого и эталонного изделий излучениями равной мощности, при этом наиболее информативной является разность амплитуд сиг-. налов, получаемая методом дифференциального усиления, либо при цифровой обработке регистрируемых сигналов, Для этого получаемый лазером пучок расщепляют на два луча, один из которых направляют на контролируемое изделие, а другой - на эталонный образец.При наличии инородных включений в материале, например, при вжигании ме-таллизации нередко происходит внедрение металлических включений в толщу керамики, имеющую пористую структуру, микротрещины и т,д., на пути акустической волны встречаются участки с иной, чем у основного материала скоростью звука. Зто приводит к изменению длительности задержки между максимумами импульсов светового воздействия и электрического отклика, При сканировании сфокусированного излучения по изделию появление изменений в величине временной задержки регистрируемых импульсов свидетельствует о зонах с наличием инородных включений. Амплитудно-временные характеристики регистрируемых импульсов электрического напряжения изменяются также при прохождении акустической волны через дейекты материала - трещины, полости. Таким образом, измеряя амплитудно-временные характеристики импульсов элекЗаказ 1446 Тираж 562 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 трич еского напряжения, возникающего.между металлизированными поверхностями пьезокерамического изделия, одна из которых подвергается импульсному лазерному облучению, можно:осуществлять контроль изделия по совокупному параметру качества, включаюшему информацию о несплошности адгезии металлической пленки к керамике, относительной величине пьезомодуля керамического материала и наличии в изделии внутренних дефектов, При смене контролируемых изделий требуется только приложение электропроводящих контактов к металлизированным поверхностям, что позволяет автоматизировать смену изделий и обеспечивает оперативность процесса контроля. Для отбраковки изделий в серийном производ стве можно дополнительно повысить оперативность и упростить процедуру контроля, облучая сразу всю металлизированную поверхность широким пучком излучения, В этом случае не требует ся сканирование излучения относительно изделия и необходимая информация может быть получена за один импульс лазерного излучения.П р и м е р. Кривая 1 показывает 30 момент воздействия лазерным импульсом на поверхность изделия, а кривые 2 и 3 - отклик на это воздействие.Из чертежа видно, что кривая 2 относится к изделию без существенных де 35 фектов, а кривая 3 - к изделиям с отслоениями и другими дефектами.Предлагаемый способ позволяет увеличить количество информации о параметрах испытуемого изделия и уменьшить время ее получения. Это снижает трудоемкость и стоимость испщтаний изделий из пьезокерамики. формула изобретения 45 Способ определения качества керамических изделий, включающий облучение поверхности изделия лазерным излучением, измерение изменения пара-,г метров изделия и опенку качества по измеренным параметрам, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности при исследовании изделий из пьезокерамики, осуществляют импульсное облучение одной из металлизированных поверхностей, в качестве измеряемых параметров используют время запаздывания и максимальную амплитуду импульса электрического напряжения, возникающего между металлизированными поверхностями изделия, а при оценке качества определяют соответственно наличие внутренних дефектов пьезокерамического материала по времени задержки, а наличие полостей или зазоров между металлизацией и поверхностью пьезоматериала и величину пьезомэдуля - по максимальной амплитуде импульса электрического напряжения. 2, Способ по п,2, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности. измерений, при облучении металлизированной поверхности осуществляют относительное перемешение испытуемого иэделия и лазерчого луча.3, Способ по п 1, о т л и ч а ю - щ и й е я тем, что, с целью повышения оперативности, осушествляют одновременное облучение всей металлизированной поверхности однородным лазерным лучом, диаметр которого выбран превышающим линейные размеры металлизированной поверхности, при этом не- металлизированные поверхности испытуемого изделия экранируют.4. Способ по пп. 1-3, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения оперативности, осуществляют облучение металлизированных поверхностей испытуемого и эталонного изделий, а оценку качества осуществляют по разности параметров, измеренных на испытуемом и эталонном изделиях,