Способ определения площади шероховатой поверхности электропроводных изделий

(22) Заявлено ОЫ 079 (21) 2825154/25-28с присоединением заявки Йф(23) ПриоритетОпубликовано 231081 Бюллетень й 9 39 Сова Советских Соцналнстнческнх Республики 875208 Р 1 М 3 6 01 В 7/32 Государствеиимй комитет СССР по дедам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 23,1081 В.М.Гунько, А.Е.Клинков и В.Ф.Платонов."(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к измери- тельной технике, в частности к спо- ". собам измерения неэлектрических ве-, личин электрическими методами и может быть использовано при измерении5 площадей поверхностей изделий в химическом и электронном машиностроении.Известен способ определения площа-ди поверхности электроповодного.изделия путем установления соотношения между исследуемой площадью поверхности и площадью поверхности эталона, при котором обесжиренные контролируемое изделие и эталон взвешивают,помещают в ванну химического никелирования и одновременно никелируют до получения тонкого слоя никеля, затем повторно взвешивают.По соотношению привесов иэделия и 20 эталона судят о соотношении их площадей Г 13 .Однако этот способ не позволяет точно измерять Фактическую площадь ,мнкрошероховатой поверхности, так как заметное в весовом отношении никелирование проводит к сглаживанию шероховатости.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения площади Шероховатойповерхности электропроводных изделий,заключающийся в том, что контролируе.мое изделие устанавливают в вакуумной камере с измерительным электродом на Фиксированном расстоянии отпоследнего, подключают изделие и измерительный электрод к разным полю-сам источника питания постоянного тока и по величине эмиссионного токаопределяют площадь шероховатой поверхности 12 .Однако данный способ обладает невысокой точностью измерения, таккак в нем измерение эмиссионного то"ка проводится при наложении внешнегоускоряющего поля высокой напряженнос.ти, что не может не привести к возникновению погрешности от "острийныхэффектов, зависящей от кривизны поверхностей элементов микрорельефа,Погрешность возрастает с уменьшениемразмера шероховатости, так как суменьшением шероховатости на Фиксированной площади количество "углов" увеличивается.Цель изобретения - повышение точности,Указанная цель достигается тем,что вакуумную камеру термостатируют,в процессе измерения эмиссионного тока наносят покрытие из материала с низкой работой выхода на поверхности контролируемого изделия и измерительного электрода, фиксируют эмиссионный ток насыщейия с контролируемой поверхность, изменяют полярность подключения полюсов источника питания между поверхностями контролируемого изделия и измерительного электрода, фиксируют эмиссионный ток насыщения с поверхности измерительного электрода и по отношению измерительных токов насыщения определяют площадь шероховатой поверхности, в качестве покрытия иэ материала с низкой работой выхода используют покрытие из материала толщиной в 3-100 атомных слоев, а измерительный электрод используют в качестве эталона с известной площадью поверхности.На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого спо, соба.Устройство состоит из вакуумной камеры 1, с электроизоляторами 2, в которую помещают контролируемое изделие 3 и измерительный электрод- эталон 4. Вакуумную камеру 1 термостатируют с помощью печей 5, при этом температуру контролируют с помощью термопар б.Вакуумирование камеры 1 производят через вентиль 7, а впуск цеэиевого пара - через вентиль 8 из цезиевого термостата 9,Способ осуществляется следующим образом.В вакуумную камеру 1 с электроизоляторами 2 помещают контролируемоеизделие 3, изготовленное из любогоэлектропроводного материала, напримермолибдена, и измерительный электродэталон 4, изготовленный также иэ любого электропроводного материала, например молибдена, поверхность которого обработана по наивысшему клаСсучистоты. Поверхность контролируемогоизделия 3 размещают на фиксированномрасстоянии от поверхности измерительного электрода-эталона 4, величинакоторого зависит от давления парацезия при нпуске его в вакуумную камеру 1 и не должна превышать длинусвободного пробега электронов.Подключают контролируемое изделие3 и измерительный электрод-эталон 4к разным полюсам источника питанияпостоянного тока.Через вентиль 7 производят вакуумирование камеры 1 до давления меньше 510 мм рт. ст., после чего вакуумную камеру 1, технологическиелинии и цезиевый термостат 9 термостатируют прн температуре, меньшей или равной 475 К с помощью печей 5. Контроль температуры проводят с помощью термопар б. Вентиль 7 закрывают и открывают вентиль 8, черезкоторый цеэиевый пар начинает поступать в вакуумную камеру 1, постепенно конденсируясь на поверхности контролируемого иэделия 3 и поверхности измерительного электрода-эталона 4.В процессе впуска цезиевого пара,в вакуумную камеру 1 измеряют вольтамперную характеристику между контролируемым изделием 3 и измерительнымэлектродом-эталоном 4. В процессе нарастания атомных слоев цезия на поверхностях электронный ток эмиссиидостигает неличины тока насыщения,10 0 формула изобретения 1.Способ определения площади шерохонатой поверхности электройроводных иэделий, заключающийся н том, что контролируемое изделие устанавливают в вакуумной камере с измерительным электродом на фиксированном расстоянии от последнего, подключают изделие и измерительный электрод к разным полюсам источника питания постоянного тока и по величине измеренного эмиссионного тока определяют площадь шероховатой поверхности, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 55 60 65 которую фиксируют.Изменяют полярность подключения 15 полюсов источника питания между поверхностями контролируемого изделия3 и измерительного электрода-эталона 4.Ток эмиссии с измерительного эле- Щ ктрода-эталона 4 изменяется скачкомдо величины тока насыщения, которуюфиксируют.Отношение токов эмиссии ранно отношению площади контролируемого изделия 3 к площади поверхности измерительного электрода-эталона 4 и поданному отношению токов эмиссии определяют площадь поверхности контролируемого изделия 3.Ошибка измерения в предлагаемомспособе минимальна и ограничиваетсяошибкой измерений поверхности эталона и термоэмиссионного тона.Измерение тока современными методами осуществляется довольно точно (0,2) , а поверхность эталоналегко определить с ошибкой,не превышающей 0,5, например измерениемлинейных размеров микрометром, приусловии величины шероховатости эта лона пренебрежимо малой по сравнению с шероховатостью изделия.Таким образом, предлагаемый способ обладает повыаенной точностьюизмерений площади микрошероховатой 45 поверхности в широком диапазоне параметрон шероховатости при сравнительно простом устройстве осуществления и наипростейшем способе вычислений.875208 Составитель Т.Матюхинаактор В.Еремеев Техред М.Рейвес ектор Г.Назаро 9309/65 Тираж 645ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушакая наб., д Подписное Зак 4/5 илиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектна ч повышения точности, вакуумную камерутермостатируют, в процессе измерения эмиссионного тока наносят покрытие из материала с низкой работой вйхода на поверхности контролируемого изделия и измерительного электрода, Фиксируют, эмиссионный ток насыщения с контролируемой поверхности, изменяют полярность подключения полюсов источника питания между поверхностями контролируемого иэделия и измерительного электрода, Фиксируют эмиссионный ток насьзцения с повеохности измерительного электрода и по отношению измеренных токов насыщения ойределяют площадь шероховатой поверхности,15 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й ся тем, что в качестве покрытия из материала с низкой работойвыхода используют покрытие иэ материала толщиной в 3"100 атомных слоев.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что измерительныйэлектрод используют в качестве эталона с известной площадью поверхности.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 103750, кл. 6 01 В 19/30, 1956,2. Авторское свидетельство СССРВ 587319, кл. 8 01 В 7/34, 1975.