Способ неразрушающего контроля качества адгезии пленочного покрытия к подложке

(5 ГОСУДАРСТВ ПО ИЗОБ ЕТЕ ПРИ ГКНТ СС ЫЙ НОМИТЕТЯМ И ОТНРЫТИЯМ РЕТЕНИЯТВУ А Цель изобре изводительност ти контроля пу тратСАНИЕ ИЗОБ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 1(71) Институт Эизики АН КиргССР (72) Э.С.Чокоев, М.Н.Юнусов, О.Т.Абдылдаев и Т.К.Эстебесов (53) 620.179,4(088.8)(5 б) Авторское свидетельство СССР Ю 1229656, кл. а 01 и 19/04, 1984.Авторское .свидетельство СССР И 1280498, кл. а 01 И 19/04, 1985. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЗОЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА АДГЕЗИИ ПЛЕНОЧНОГО ПОКРЫТИЯ К ПОДЛОЖКЕ(57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам контроля адгезии пленочного покрытия к подложке, в которых в качестве воздействующей нагрузки используют Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам контроля адгезии материала пленочного покрытия к подложке, в которых а ка" честве воздействующей нагрузки исполь" :зуется лазерное излучение,.Известен способ определения адгезии пленочного материала путем воздействия лазерного излучения .со стороны покрытия.Наиболее близким техническим ра.- щением является способ определения прочности .сцепления покрытия с подложкой, по которому на соединение воздействуют лазерным импульсом до нарушения сцепления покрытия с подльвкой. 801732238 лазерное излучение. Целью изобретения является увеличение производи- .тельности и уменьшение стоимости контроля путем снижения энергозатрат.На пленочное покрытие контролируемого изделия и-эталонного образца воздействуют одинаковыми импульсами лазерного излучения с длительностью,не позволяющей отслаивать пленочноепокрытие, и плотностью потока мощно"сти, обеспечивающей температуру, непревышающую температуры плавленияматериала пленочного покрытия. О качестве адгезии пленочного покрытия кподложке судят по отношению площади участков пленочного покрытия, температура которых больше температурыпленочного покрытия эталонного образца, к площади всего покрытия контролируемого изделия. 1 табл. ми определяют прочность сцепления по соотношению площадей нарушенных и ненарушенных участков.Недостатками известных способов являются, неизбежность разрушения испытуемых образцов, применение воздействующего излучения большой мощности, что приводит к большим энергетическим затратам, загрязнение окружающей среды вследствйе испарения материала пленочного покрытия. ния - увеличение прои уменьшение стоимосм снижения энергоза1732238 го покрытияТ сТ 51 формула изобретенияфсгде Т - температура, необходимаядля регистрации;Т - температура плавления матери;пьала пленочного покрытияЗаданный режим обеспечивает маси-,5.мальную скорость теплоотвода в тоцках с адгезией, приближенной к идеальной. Локальное значение скорости Способ неразрушающего контроля ка" цества адгезии пленочного покрытия к подложке, заключающийся в том., что воздействуют на пленочное покрытие лазерный излучением, плотность пото.- ка мощности которого выбирают иэ условия неразрушения материала пленочного, покрытия, и определяют параметр,Поставленная цель достигаетсятем, цто в способе контроля адгезиипленочного покрытия к подложке, включающем воздействие импульсов лазерно"го излучения со стороны пленочногопокрытия и последующего контроля адгезии по площадям участков, воздействуют на пленочное покрытие импульсомлазерного излучения с равномернымпоперечным распределением интенсивности, длительностью, определяемой поформулеЬсл(1)15гС 2 а 2р, и р - соответственно удельнаяплотность материала пленочного покрытия и подложки,кг/мз; 20Си С 2 - соответственно теплоемкостьматериала пленочного покрытия и подложки, Дж/кг (;Ь - толщина пленбчного покрытия,. м; 25а - температуропроводность ма 2териала подложки, м /с,га затем после воздействия импульсалазерного излучения сравнивают площадь участков с большей температурой, чем номинальная температура пленочного покрытия, с площадью всегопокрытия.Сущность способа заклюцается вследующем.На подложку наносят пленку. Затем 35на нее со стороны покрытия воздействуют лазерным импульсом с равномерным поперечным распределением интенсивности при этом около 903 тепловойФ40энергии концентрируется в материалепленки. Оптимальный режим облучениявыбирают иэ следующих условий:зна"чение длительности импульса определя",ется по Формуле (1), плотность потокамощности должна обеспечивать темпе-45ратуру нагрева, не превышающую температуру плавления материала пленоцнотеплоотвода зависит от степени теплового контакта на границе раздела материалов пленочного покрытия и под. ложки, который, в свою очередь, зависит от адгезии в данной точке. Таким образом, участки с плохой адгеэией остывают медленнее и температура в них больше, чем на участках с хоро- шей адгезией. Сразу после воздействия импульса на пленочное покрытие регистрируют распределение температу.- ры на его поверхности путем фоторегистрации по тепловому инфракрасному излучению. Затем сравнивают температуру участков покрытия и этим выявляют участки с плохой. адгезией. Величину адгезии оценивают по соотношению площадей с максимальной температурой к общей площади покрытия.П р и м е р. В качестве образцов берут медные пленочные покрытия толщиной 100 нм, нанесенные на кварцевые подложки путем термического напыления в вакууме. Перед напылением на определенных участках подложки нанесены вещества, препятствующие созданию хорошей адгеэии. Рассчитанная по формуле (1) длительность импульса ч 0 нс, На образцы воздействуют им" пульсами излучения рубинового лазера длиной волны 0,69 мкм, Диаметр зоны облучения 2 см. Длительность импульса регистрируется путем варьирования времени задержки включения добротнос- . ти. Плотность потока мощности на по.- верхности покрытия 50 10 -20" 10 Вт/смгъ 2 б Распределение температуры регистриру-ется фотокамерой через электронно" . оптической преобразователь.Результаты полученных данных сведены в таблицу,Предлагаемый способ позволяет за счет нераэрушающего контроля использовать более полно контролируемый материал и сократить выброс продуктов испарения пленочного покрытия в окружающую среду.ЮНет регистрации и Е 10 10 10 10 10 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 11Слабая регистрация 11 Наличие поврежденийСлабая .регистрация 0,5 0,6 О 7 40 40 40 Хорошая регистрация и контроль 0,8 0,9 0,5 0,6 0,7 0,8 019 40 40 100 100 1 0.01 00 1 0 О н1,.Нет регистрациинн Отслаивание покрытия Составитель Е.БулековТехред 0,Олийнык Корректор И. Самборская Редактор О. Головач Заказ 1578 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно"издательский комбинат "Патентф, г.ужгород, ул. Гагарина,101 17 З 22 Р 6 по которому судят о качестве .адгезии., ного покрытия и подложки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, кг/и 31 с целью увеличения производительнос- С и С - соответственно теплоемкосгти и уменьшения стоимости контроля ти материалов пленочного путем снижения энергозатрат, исполь-покрытия и подложки5зуют эталонный образец, воздействуют 1 ж на него лазерным излучением и измеря- кг,К ф ют температуру пленочного покрытия на Ь - толщина пленочного покрыконтролируемом изделии и эталонном тия мФ 1 образце, воздействие на эталонный об- а - температуропроводность маразец и контролируемое изделие осу"йтериала подложки, м 2/с; ществляют с одной и той же плотностью а в качестве параметра определяют мощности импульсами, длительностьлотношение площади участков пленоцндкоторых вйбирают из условия го покрытия, температура которых боль-Т Д, С,1 ше температуры пленочного покрытияРэталонного обра зца, к площади всего где б и О " соответственно удельные покрытия контролируемого изделия.фплотности материалов пленочю