Способ контроля дефектов материалов и изделий

Союз СоветсиивСфциалнстичвсиикРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а 945761(51) М. Кл. С 01 й 23/18 с присоединением заявки И 3 ЬвуюаРстквай комитет ССФ.Р аф ааам взоврвтекий Ф и фткрыти 1(71) Заявитель Иинский радиотехнический институт(5 Й) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ МАТЕРИАЛОВИ ИЗДЕЛИИ 1Изобретение относится к неразрушающему контролю структуры твердых тел при помощи мессбауэровского излучения и может быть, в частности, Использовано для выявления и анализа дефектов произвольной природы в материалах и изделиях электронной техники.Известен способ контроля дефектов материалов и иэделий, включающий просвечивание объекта потоком рентгеновского излучения и электронов и регистрацию прошедшег через объектив излучения1 3.Недо 7 атком такого способа является низкая чувствительность к выявлению микроскопических дефектов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ контроля дефектов материалов и изделий, включающий облучение контролируемого объекта мессбауэровским излучением, регистрацию когерентно рассеянного материалом объекта излу 2чения, энергетическую селекцию регистрируемого излучения и его последующий анализ 121.Недостатком известного способаявляется отсутствие воэможности контроля материалов, не содержащих гаммареэонансные ядра, и низкая точностьизмерений.Цель изобретения - обеспечение возможности контроля материалов, не содержащих гамма-резонансных ядер, иповышение точности измерений.Эта цель достигается тем, что вспособе контроля дефектов материалови изделий, включающем облучение контролируемого объекта мессбауэровскимизлучением, регистрацию когерентнорассеянного материалом объекта излучения, энергетическую селекцию ре 2 о гистрируемого излучения и его последующий анализ, контролируемый объектподвергают одновременному воздействию статической и вибрационной нагрузок, а регистрацию излучения про 3 9476водят под разными углами с направлением приложения статической нагрузкик контролируемому объекту,На чертеже схематично представленодин из возможных вариантов блок-схемы устройства, реализующего предлагаемый способ,Устройство содержит источник 1мессбауэровского излучения, установленные по ходу рассеянного излу- Очения резонансный поглотитепь 2, приводимый в движение вибратором 3, детектор 4 и блок 5 обработки информации. Кроме того, устройство содержит источник 6 вибрационной нагрузки, источник 7 статической нагрузкии поворотное устройство 8. На чертеже показан также контролируемыйобъект 9.Осуществляется способ следующим 2 Ообразом.При исследовании дефектов контролируемого объекта 9 включают источник7 статической нагрузки, источник 6вибрационной нагрузки, представляющий собой источник. ультразвука, иисточник 1 мессбауэровского излучения, который в каждом .конкретномслучае выбирается из семейства месс-бауэровских изотопов. ЭО9В результате включения источника 7статической нагрузки, сжимающей конт.ролируемый материал, на дефекте происходит концентрация механических напряжений, что резко меняет преломляю- з 5 , щие свойства материала в этом местедля .мессбауэровского излучения. Вклю-чение же источника 6 вибрационной нагрузки в этих условиях (при определенных частотах) приводит к появлению дополнительных спектральных составляющих колебаний решетки, обусловленных наличием и типом дефектов.Пучок мессбауэровского излучения из источника 1 попадает на вращаемый ф 5 контролируемый объект 9.Часть мессбауэровского излучения, испытав при определенной ориентации объекта 9 резонансное когерентное рассеяние Фа атомах основной решетки и 5 О дефектах, попадает в резонансный поглотитель 2, представляющий собой материал, содержащий мессбауэровские ядра с энергией резонансного погло щения, равной энергии излучения месс бауэровских ядер источника 1.Для исследования всех точек спектра рассеянного мессбауэровского из 1 4лучения резонансный поглотитель 2приводится в движение вибратором 3, частота вибрации которого позволяет осуществить полное разрешение спектра. Прошедшее через резонансный поглотитель 2 мессбауэровское излучение попадает в детектор 4.Взаимодействие мессбауэровскогоизлучения с материалом сцинтилляторадетектора 4 приводит в итоге к появлению на его выходе электрическихимпульсов, поступающих в блок 5 обработки информации. Создание вибрационной нагрузки на контролируемый объект приводит к появлению колебательного спектра дефектов и атомов матрицы.Создание статической нагрузки приводит к концентрации механических напряжений на дефекте в определенном направлении. Это резко меняет колеба-тельные спектры дефектов и матрицы и приводит к появлению дополнительных спектральных составляющих по сравнению с бездефектным образцом.Анализ характеристик спектральных составляющих в.совокупности с закономерным изменением параметров дефектов при помощи внешнего воздействия и определение допплеровского смещения частоты, обусловленного движением дефектов, позволяет определить концентрацию дефектов, их колебательные характеристики, асимметрию связей дефекта в решетке и относительное содержание каждого типа дефектов в образце. При контроле изделий предлагаемым способом открывается возможность выявления скрытых дефектов технологии и конструкции без разрушения образца.Строгое соответствие резонансных частот дефектам определенного типа позволяет осуществить их раздельное изучение.Положение дополнительных спектральных составляющих зависит от угла между направлением приложения статической нагрузки и регистрации излучения, поэтому регистрацию излучения проводят для разных углов между этими направлениями, что обеспечивает оптимальную чувствительность способа.Предлагаемый способ позволяет анализировать дефекты произвольной природы в материалах, не содержащих мессбауэровских изотопов, Способ позволяет также анализировать структуру бездефектных образцов произвольной945761 формула изобретения Составитель Н, Валзаренко Техред М. Рейвес орректср М Коста актор В ое СС Тираж 887НИИПИ Государспо делам изоб35, Москва, Жэ 5321/63 Подписн твенного комитета С ретений и открытий 35 Раушская.наб.,4/5 на, ул. Про природы и агрегатного состояния, приэтом сохраняется высокая точность,свойственная мессбауэровской спектроскопии. Способ контроля дефектов материалов и иэделий, включающий облучение 10 контролируемого объекта мессбауэровским излучением, регистрацию когерент. но рассеянного материалом объекта излучения, энергетическую селекцию регистрируемого излучения и его по следующий анализ, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обесилиал ПОП "Патент", г, У печения возможности контроля материалов, не содержащих гамма -резонансных ядер, и повышения точности измерений, контролируемый объект подвергают одновременному воздействию статической и вибрационной нагрузок, а регистрацию излучения проводят под раэ.ными углами с направлением приложения статической нагрузки к контролируемому объекту.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3428803,кл. О 01 й 23/04, опублик. 1969.2. Шпинель В.С. Резонанс гаммалучей в кристаллах. М., "Наука",1969, с, 337 (прототип).