Способ контроля качества поверхности пьезоэлектрика

(19) 111) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 О 01 М 29/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАЙЙЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИДЕ 1,:. " .;, ": 2(21) 4813280/28- , .стических волн (ПАВ) и может быть исполь- (22) 10;04;90, , .: зовано в ультразвуковой дефектоскопии, (46) 15,07.92, Бюл, ч. 26 :Цель изобретения -повышение чувстви- (71) Институт электроники АН БССР : . тельности. Цель достигается за счет того, (72) С.Б,Здоровцев . .что излучают йайстречу другдругуимпульсы (53) 620.179,16(088,8)" с задержкой й 1 =ч, где- расстояние (56) Валашка Р; идр, Прйменение поверхно- . между точкамй возбуждения; ч - скорость стных акустических волн для изучения имп-распространения ПАВ, облучают исследуелантированных слоев твердых тел. Тематич, . мую-поверхность пьезоэлектрическйми имсборникнаучныхтрудоввузовЛит,ССР;Фи-пульсами электронного пучка длйтельзйческая электроника. Вильнюс,1980,с,87- ностью т= Ич, где б - размер участка с 94.:.: .".":,: .,:,:,: ", .: задержкой Й 2 относительно второго (за;" Авторское свидетельство СССР . держанного) импульса ПАВ, й 2 =Ь/ч, где Ь % 1635119, кл. 8 01 М 29/00; 1989 . . - расстояййе между ближайшей границей (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧ ЕСТВА .ПО- исследуемого участка й точкой возбуждейияВЕРХНОСТИ ПЬЕЗОЭЛКТР 1 ЛКА . ,;.этого импульса, а длительности 1 итпер- (57) Изобретение относится к исследованию вого и второго импульсов выбрайы из усломатериалов с помощью поверхностных аку- вой: т 121/У, т 2 1/ч, 1 ил. Изобретеййе относится к области исс-ледойания материалов с помощью,техники:поверхностныхакустических волн (ПАВ) иможет быть использовано в ультразвуковойдефектоскопии,Известен способ контроля качества поверхности пьезоэлектрика с помощью технйки ПАВ", осйованный на определвйиичастотногОсдвига автогенератора на ПАВ фильтре. Способ заключается в том, что при"прохождейии ПАВ по неоднородной повер-хности пьезоэлектрйка происходит иЗмене-ние скомоет"и - волны, что вызываетйзменение частоты автогвнератора, выполненного на фильтре из-исследуемого пьезо-злектрика,Однако функциональные возможностиданного способа ограничены из-за неодно.значной оценки размеров йовреждейногоучастка и степени поврежденйя.Наиболее близким по технйческой сущности к изобретению является способ контроля качесгва поверхности йьезоэлектрика с помбщью техники ПАВ, основанный на изменении амплитуды сигналасвертки в ПАВ-конвольвере, вьполнейном на звукопровбде из йселедуемогб" гьезоэлектрикэ, Способ заключается в том, что в исследуе- мой"поверхностипьезозлектрика возбужда ют "ультразвуковые импульсы одночастотных ПАВ определенной длйтельности; принимают результируащий сигнал свертки наудвоенной частоте, обусловленный нелинейным взаимодействием ультразвуковых импульсов, измеряют амплитуду сигна1748042 55 ла свертки,по .которому судят о качествеисследуемой поверхйости.Однако чувствительность известногоспособа, определяемая эФФективностьюнелинейного взаимодействия ПАВ в пьезоэлектрике, невысока,Цель изобретения - повышение чувствительности за счет использования механизма Нелинейного акубтоэлектронноговзаимодействия ПАВ с вторичными электронами на поверхности пьезоэлектрика,Сущность изобретения состоит в том,что на участке исследуемой поверхностипьезоэлектрика навстречу друг другу излу чают первый и второй импульсы ПАВ, реги ":стрируют сигнал свертки этик имйульсов,по,величине амплитуды которогО определяютпараметр качества поверхности, ДлительнОсть первого и втОООГО импульсов 11, 12выбира 1 от из условия: т 1 2/ч;,".12 /ч,где 1- расстояй 11 е между точками возбуждения импульсов ПАВ;ч-скорость ПАВ наисследуемой повер хносги.Причем"второй импульс излуцаот с задержкой относительно первого импульса,величина Й 1 которой составляет Лт 1 = 1/чВ процессеконтроля исследуемую по- верхность пьезоэлектрика облучают импульсами электронного пучка длительнЬстью Г, равной где д - размер исследуемого участка, с задержкой Й 2 относительйо"вторьг 6 им пульса ПАВ, равной;Л 12 = и/ч,4где й - расстояние между ближней границей исследуемого участка и точкой возбужденияэтого имйул ьса,Й отличие от прототипа, где свертка сигналов обусловлена мехайизмом решетчатойнелинейнбсти пьезоэлектрика, в предло" "женном сйособе используется механизмэлектронной нелинейности (нелинейный отклйк тока вторичных электроновна пьезопотенциалы ПАВ), что обеспечиваетйовИшение чувствительности способа,На чертеже представлена схема реалиэаций спо"соба.,4Схема реализации сг 1 особа содержитисследуемый пьезоэлектрик, 1, первый ивторой преобразователи 2 и 3 ПАВ соответственно,верхний электрод 4, нижний пара 5 метрический электрод 5, электроннуюпушку 6, блоки 7, 8, 9 согласования, высокочастотные генераторы 10, 11; импульсныегенераторы 12, 13 с регулируемой длйтельностью импульсов; селективный вольтметр10 14 или изМерительный осциллограф и регулируемые линии 15, 16 задержки,Способ осуществляют следующим образом,При подаче на преобразователь 2 ра 15 диоимпульса длительнОстью 1, сформированного с помощью импульсногогенератора 12, высокочастотного генератора 10 и блока 7 согласования, в пьезоэлектрике 1 возбуждается ультразвуковой20 импульс такой же длительности в виде ПАВчастотой в. Пав, распространяясь вдоль поверхности пьезоэлектрика, достигает преобразователя 3 спустя некоторое время й 1,- При подаче йа преобразователь 3 с задерж 25 кой т 1 радиоимпульса длительностью 2,сформированного с помощью генератора12, высокочастотного генератора 11, регулируемой линии 16 задержки и блока 9 согласования, в пьезоэлектрике возбуждается30 ультразвуковой импульс такой же частоты,Задержанный по ОтНОшЕнию к первому ультразвуковому импульсу, в виде ПАВ частотой в, расйространяющейся навстречу.ПАВ, возбужденной первым импульсом. В35 результате по истечении времени й 1 послезапуска первого радиоимпульса будет происходить взаимодейсгвие встречных ПАВна разнь 1 х участках поверхности пьезоэлек- .трика, При облучении исследуемой поверх 40 ности электронным пучком, сформированным с помощью электронной пушки 6и модулированным по току видеоимпульсами; поступающими с генератора 13, дли-.тельностью Т и задержанного с помощью .45 регулируемой линии 15 задержки относи- тельно второго ультразвукового импульсана время й 2, на иссЛедуемом участке повер-:хности длиной б происходит взаимодействие ПАВ с вторичными электронами,50 выбитыми с поверхности пьезаэлектрика, Всилу нелинейного характера акустозлектронного взаимодействия осуществляется свертка сигналов, возбуждающих ПАВ; на удвоенной частоте 2 а, Амплитуда напряжения сигнала свертки определяется пьезопотенциалами ПАВ на исследуемой поверхности, которые зависят от пьезоэлектрических свойств материала, и значительно превосходйт амплитуду напряженияТираж .: .: ПодписноеИ Государственного комитета по-изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 5 6сигнала свертки в устройстве, реализующем первого импульса, величина й 1 которой соизвестный способ. Таким образом осущест- ставляет Ж =/ч, где - расстояние между вляется повышение чувствительности спо- точками возбуждения импульсов поверхнособа контроля качества поверхности стной акустической волны ч - скорость расВпьезоэлектрика, : 5 пространейия последней на исследуемойповерхности, облучаст исследуемую поверФ о р мулаи зоб р ете ния . хнбсть йьезбэлектрика импульсами электСпособ контроля качества поверхностиройного пучка длительность т, равной 7 = пьезоэлектрика, заключающийся в том; что =б/ч, где о - размер участка, с задержкой на участке исследуемой поверхности излу Йр относительно второго ймйульса поверх- чают навстречу друг другу первый и второй ностной акустической волны, равной Й 2 = импульсы поверхностйой акустической вол- . =и/ч, где и- расстояние между ближней ны, регистрируют сйгнал свертки этйх им- . границей исследуемого участка и точкой пульсов, по величйне амплитуды которого возбуждения этого импульса, при длительопределяют параметр качества пбверхно йостях 1 и 1 первого й второго импульсов сти, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью . поверхностйой акустической волны соотповышения чувствительности, второй им-ветственно, выбранных из условий т 21/ч; пульс излучают с задержкой относительно1/ч,