Устройство герметизации диффузионной ячейки для измерения диффузии в тонкопленочных материалах

Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 30 по делам изобретений и открытий(45) Дата олубликования описания 21.09.78(54) УСТРОЙСТВО ГЕРМЕТИЗАЦИИ ДИффУЗИОННОЙ ЯЧЕЙКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИффУЗИИ В ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ 1 2Изооретение отаюоится к темнике исследования диффуэионных процессов в листовых материалах, а более конкретно, к олределению проаицаемости тонкопленочных материалов для газов, псаров и жидкостей.Известно устройство для иэмерения цроницаемостив котОром гюрметизация испытуемого образца осуществляется с помощью одного из извеспных тилов уплотнен 1 ий, содержащих упругие элементы, выполненные либо в виде сплощных резиновых;колец, либо в виде надуьных резвнавых колец 11.При герметиэатвии листового материала с помощью таких уплотнений неизбежно возсниказот растятивающие напряжения, так как сам дринцип работы таких уплотнений состоит в том, что упрупий элемент, придя в соприкосновение с сериетизирующей поверзоностью, деформируется - сжимается в нормальном и растягивается в тангенциальном направлениях.В то же время известно, что конденсированные пленки обладают очень малой лрочностью и,крайне визкой пластяч 1 ностью (дуктильностью) . Поэтому ари попытках герметизации тончоих кондепоированных пленок в иэвеспном устровстве для измерения прооницаемо 1 сти,они разрушаются еще до того, как удается достигнуть треоуемой степени герметичности. Наиболее блнзким,к изобретению техн ичееосим решением является устройство герметизации диффуэионной ячейки для пзмерения диффузии в тонкопленочных мате риалах, соде 1 ржащее упругий уплатнительный элемент, ирышку, основаине и Жрепежные .элементы 2. Испытуемый образец пэижимается юрышкой, знмеющей кольцевой выступ, к основанию. Так как уплотнение испытуемого образца осуществляется поджатием (леремещением) арышии, то между кольцевым выступом и поверхностью образца первоначально должнен быть определенный зазор, который аыбирается в процессе 5 уплотнения образца за счет деформацииупругого элемента. наличае этого зазора приводит к тому, что в пр 1 оцессе,уплотнения при поджатии крышки диффузионной ячейки неизбежно будет происхолить дефэрма- О ция упругого элемента в поперечном направленли. Вследствие этого в образце будут возовикать тангевциалыные напряжения и деформацни, большей частью пластические,Целью изобретения является герметпза твия тонкопленочного материала без нарушения его целостности. Для этого успройство содержит поджимающий элемент в виде коннческих шпонок, гайку, радиалыныс и кольцевой пазы, выполненные в оонова нии, причем уплотнптельный элемент ус-таиовлен в:кольцевом пазу на подвижнэм жеспком,кольце, конрое поджато к уплопнителынаму элементу с помощью коничесюих шпоиок, успансювленных в радиалыных показах, а,гайдука охватьвает основание; кольцевой паз и уплопнителыный элемент имеют црямоулольное сечение,На фиг. 1 схематически пснказаао предлагаемое успройспво;в разрезе; на фиг, 2 - с,очение по А - А;на ф,иг. 1.Устройспво гермепизации диффузисвной ячейки для измерения диффузии,в тонкоплеиочных материалах оодержит упруиий уплотгнительный элемент 1, испытуемый образец 2, решетку дкрыжку 4, оонование 5, жесткое кольцо б, конические шпонки 7,:накидную,гайку 8,и крепежные элементы 9.Уллопнителыный элемент 1 установлен з 1 кольцевом пазу 10 основавия 5 иа,подвижном жестком;кольце б. Конические шпанки 7 рааположены в радиалыных пазах 11, 1 равномерно;расвределеиных по периметру основания 5. Гайка 8 охватывает основаине 5. На крышке 4 имеются патрубки 12 для подачи,рабочего тела; пара, газа ,;л,и жидкости.Работает устройство следующим образом,Испытуемый образец 2 помещениый на поддерживающую решепку 3, эажямается с поиощью мрепежных элементов 9 между оонованием 5 и крьиикой 4. Затем:прои вращении гайки 8:конические шпоняи 7 перемещаюпся в радиальном напраыении к ценпру и передают усиление .жесткому кольцу б, которое, в свою очередь, перемещаясь зверх по кольцевсиу пазу 10, давит на уплотнительный элемент. Вследствие такой одноосной деформации упругого уплопнителыного,элемента,происходит герметизация яч ейки. В диффузионной ячейке образец мепаллизироваиной полимерной пленки или пониой иленки металла, проницаемость копорой должна быть измерена, является раздели пелыной мембраной, внешняя сторона которой омываетоя потокэм газа, пара или жидкос"пи через па"пробки 12 при,задавном давлении. Вторая сторона ооедннвва с дат 5 10 15 20 25 30 35 40 чиком определения концентрации диффундирующепо вещества, Это сможет быть датчик измерения давления, масс-спектрометр и т. п.Вследствие равиомерного распределения расположения:коничеоквх шпонок 7 по периметру основавия 5, прои вращении наиидной гайии 8 усиление,зажима равномерно передаепся на герметизируемый тонкопленочный материал, .при,этом обесиеюивается надежность герме"пизации,Вследствие того, что образец сначала зажимается ирепежньвми элементами 9, а затем уплотняепся, не происходит дефорыации испытуемого образца. Таким образом, образец надежио и гермепично зажимается в дпффузис:;ной ячейке.Предлагаемое успройство,позволяет мыногократно измерять проницае)мость отделенных от,подложки тонкопленочлых локрытий без иеобра-пимой деформации. Формула изобретения 1, Успройспво герметизации диффузисииой ячейками для измерения диффузии в тонкопленочных:материалах, содержащее упругий уплотнителыный элемент, ,ирышку, осиование и крепежные элементы, о т л:ич а ющ е е с я тем, что, с целью герметизации тонкопленочного материала без нарушения его целостности, основание охвачено гайкой и в нем выполчены р.адиальные и кольцевой лазы, уплопнипельный элемент установлен в кольцевом пазу на,жеспком кольце, которое поджато к уплотнителыному элементу с помощью конических шпонок, устанавленных в радиальных пазах.2. Успройство по п.,1, о тл,и ч а ющ е ес я тем, что кольцевой паз и уплопнительный элемент имеют непрямоугольное сечение. Источники информации, пранятые воаиимание при экопцр пизе: 1. Патент Великобритании ЛЪ 1345290,кл. Р 2 В, 1974. 2. Патент ФРГ1063832, кл, 546 б/01,1967.630561 ыг оставитель Н. МеньшенинаТехред С, Антипенко Корректор И. Симки Н. Коляд Ред п. Харьк. фил. пред. Патен аказ 737/1153 Изд.682 Тираж 850 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5