Способ определения физико-химических характеристик растекания и поверхностной диффузии

и 744281 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.06.80 3) УДК 543.542(72) Авторыизобретен Гугля и В. М, Бельк 71) Заявитель ковскии ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов=А,е де А мплитуда в цезоны резонатотельной зоны.я дифференцдет наиоольшаятувствптсльнойрадиус чувствзакон пзменсшвительностп бу): Сгн,ЕХр а; 0 Тогд ой чу альГосУдаРственный комитет (23) Приоритет Изобретение относится к области исследования физико-химических явлений, в частности, к методам изучения растекания и поверхностной диффузии.Известен способ изучения процессов растекания и поверх:остной диффузии методом киносьемки растекающейся жидкости 1).Этот метод, используемый для изучения растекания нспрозрачных жидкостей, обладает низкой чувствительностью: примерно 10 - " г/см".Наиболсс близким к изобретению техническим решением является способ определения коэффициента диффузии одного вещества в другом, согласно которому на пластину кварцевого резонатора наносят вещество, диффузию в котором другого вещества необходимо определить, затем нагревают до нужной температуры 2). После этого на ту же пластину в зоне нечувствительности резонатора наносят другое вещество, которос диффупдпрует в первое. Коэффицие:т диффузии определяют по изменению частоты колебаш й резонатора во времени.Диффсрс:цпальая чувствительность резонатора к массе вне чувствительной зоны равна нулю и монотонно возрастает от нуля па краю до своего максимального значения Ст:н, в центре чувствительной зоны и пропорцпональпа Лз(г), (А(г)да колебаний в некоторой точгой стороны, известно, что Сг(г - 4 - . (1Нанесение ьсщества вне чувствительно зоны, как следует из формулы (1), не позволяет изучать начальные стадии растекания и поверхностной диффузии, а поскольку скорость распространения вещества резко падает со временем, то для получения достаточной точности измерений треоуются длительные эксперименты,1-1 едостатком извсстного способтакже очень сложная математпчеботка результатов измерений. Н д применение ЭВ,Ч.Целью изобретения является повышение чувствительности определения физико-химических характсристпк процессов растекания и поверхностной диффузии.Дся этого исследуемое Вещество наносят в центр чувствительной зоны кварцевого рсзопатора и по измсиепи 10 сго ча.стоть 1 ВО Времени определя)от характеристики р астекаи 1151иовсрхпостпои дп(р(1)311.,.г 51 определения параметров растеканияЛ Ри,где г( - радиус капли жидкости;г - время;гг - показатель степени 1(5,измеряют начальный радиус капли и по изВсстному начальному сдвигу частоты ЛЕнаходят начальную точку ца нормпроваииои кривой, имеющей вид:1,019 - 11 - ехр ( - 4 Е)1,Ь,г,где ЛГ, - изменение частоты резонаторапри условии растекания капли повсему резонатору;1)хоЛо - радиус чувствительной зоны.Затем по экспериментальным значениям сдвига частоты в определенные промежутки Времени по нормированной кривой находят логарифмы радиусов капли. Затем строят зависимость дг( от 1 п, тангенс угол наклона которой есть и, а зная отрезок, отсекаемый иа оси ординат, находят параметр А.На 1 ертежс показана блок-схема устаиогкп, на которой изучают растекание.Кварцевый резонатор 1 (плоско-выпуклая линза) ЛТ-среза с собственной частотой колеоаний г,=3,3 МГц и круглыми серебряными электродами помещают в тсрмостат 2. Кварцевый резонатор 1 подключают к аВтогенератору 3, собранному по схеме Батлера. Спнусоидальное напряжение с выхода автогснератора 3 усиливают с помощью широкополосного усил теля 4, а затем подают на вход частотомера 5. Запись изменяющейся во времени частоты осущсстВЛЯ 10 т с помоЦВ 10 Циф 1)опс 11 та 10111 сго Ус- роиства 6. Для изх 1 еии 51 киисгики растека)п 1 я, например, сквалаиа в центр чувствительной зоны резонатора наносят каплю раствора сквалапа В чстыре т(лорнетом углероде с иомоигью микрошприпа. По;ле испарспи СС 1. ооразуется каися;1 и(метро) 1 - 1,5 мм, и;1;ииа(тся процесс растекания. При этом измеряот сдвиг частоты резонатора электронным частотомером и и гчалгя 1 ый диаметр капли 1.змсритсл 1 эным мик 1)оскопом В моиохроматическом свете (либо суд)г 1 о исм ио диаметру иглы микрошприца) .Д, я получс 1 пя кинетических характеристик растекания используют кривую интегральной чувствительности и кривую изменения частоть 1 от времени. Значешгя А и гг для сквалана равны соответственно 0,3 и 3.7.Для проверки предлагаемого сгособапроведены также парал.)ельиые наблюдения изменения частоты и диаметра растека)ощейся капли.Предлагаемый способ имеет значительноболее высокую чувствительность, а также несложную математическую оораоотку результатов измерений. Формула изобрстспияЗО Способ определеггия физико-химически.(характеристик растскапия и поверхностно 1диффузии, включающий иапсссн:1 е изучасмого вещества на поверхность кварцевоорезонатора н измерение сдвига собственнойЗ 5 частоты колебаний кварцевого резонатора, отличающийся тем, что, сцелью повышсшя чувствительности определения, исследуемое вещество наносят вцентр чувствительной зоны кварцевого резо 40 иатора и по изменению его частоты во времени определяют характеристики растекания и погсрхностной диффузии.Источники информации,иринятыс во внимание прп экспертизе5 1,;хасс Г., Туп Р. Физика топких пленок, М., 1970, с. 3051,2. Авторское свидетельство СССРМ 252728, кл. С 01 К 13/00, 1968 (протопи).Текред В. Серикова Редактор Н. Коляда Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 774/11 Изд.318 Тираж 1033 Подписное НПО Г 1 опск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская паб., д. 45