Способ определения толщины покрытия

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1 В 7/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2514 й ститут,химическ ладимирский хим я И.В.Я сихин определенног 1: покрытия о ремени , деляют по толщинувисимо СССР1984.ССР 1983(57) Изобретельной тех РЕЛЕЛЕНИЯ ТОЛ 1 ЦИНЫ ение относитс испыт испол ке и ожет быт нии толщ зовано при определ крытия, Цель изобр ние точности опред гы поповыше ни ения счет исмерениинтакт ключения погрешностеи при температуры, Осуществляют(21) 3941796/ (22) 10.07.85 (46) 15,04.87 (7) Тамбовск машиностроени ческий завод (72) В.АеПопо В.НеЧернышов, влева, В.И.Ля (53) 620.1 72. (56) Авторско Р 1111021, клАвторское Р 004758, кл в, Ю.Л.МуромцЛ.Н.Малышев,шков и М.А.Вл25(088.8)е свидетельстС 01 В 7/06свидетельствоС 01 В 21/О между плоским образцом с исследуемым покрытием и эталонной пластиной, изготовленной из материала образца. Контакт осуществляют по всей поверхности пластины, Создают термические напряжения путем нагрева поверхности контакта, измеряют температуру Т пластины на заданном расстоянии х от поверхности контакта в течение 1=Ьае)пЬ (Ь -1) /(2212 ае-Ь Ве) еар2 я(-х /4 а). -х/2 ап/а,где Ь=(Ъаа)/(4 а +Ъ 4 а); Ь -термические напряжения; Ъи- коэффициенты теплопроводности соответственно покрытия и материала пластины; а и а - коэффициенть 1 температуропроводности соответственно покрытия и материала пластины, зи,Ф-лы, 1 ил, 1 30381 3Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способамопределения толщины покрытия.Цель изобретения - повьшение точности определения эа счет исключенияпогрешностей при измерении температуры.На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа,Способ осуществляется следующимобразом.На плоский образец 1 с нанесен"ным на его поверхность исследуемымпокрытием 2 накладывают эталоннуюпластину 3, выполненную из того жематериала, что и образец 1, Предварительно в плоскости контакта покрытия 2 и пластины 3 размещают плоский импульсный нагреватель 4, а внутри пластины Зна заданном. расстоянииот контактной поверхности размещают термопару 5. В процессе испытанияконтакт осуществляется по всей поверхности пластины 3,При помощи нагревателя 4 в образце 1 и пластине 3 создают термические напряжения, максимальную величину Ъ ,которых определяют иэ соотношенияЪ =21 а /Ь/Т, нф .1 (1 )(4 Хм Га-хГа 1максеР 4 аа 999где х - расстояние от плоскостиконтакта до точки контролятемпературы в пластине,м;- время измерения температуры, с;Ъ,Ъ - коэффициенты теплопроводности, соответственно покрыВттия и материала образца, -- ;м к а и а - коэффициенты температуроипроводности, соответственно, покрытия и материалаобразца, м /с.где ЬТ - абсолютная погрешность измерения температуры, к;1 ас - максимально возможная толщина покрытия, м;- минимально возможная толщина покрытия, м.При этом температуру Т в пластине 3 измеряют на расстоянии х, которое определяют из соотношения-47 5 МИН а 9 где Ъ - термическое напряжение, при котором происходит разрушение покрытия, а измерение температуры Т осуществляют в момент времениС094(х+1 ) /а, (4) По величине измеренной температуры Т К определяют толщину покрытия 2 по зависимости 1(Ь -1)Ьх 27 а Т-Ъ (В+1) ехр4 а 20 ха(5)2 1 а где Ъ - термическое напряжение, определенное по формуле (1). 25 град м.Таким образом измерение температуры эталонной пластины в предложенном способе осуществляется только в одной точке, в отличие от прототипа, в котором измерение температуры необходимо осуществлять в трех точках, За счет измерения температуры в одной точке снижается погрешность при измерении температуры, что обеспечивает повышение точ ности определения толщины покрытия. 1П р и м е р. Проводили измерение толщины термостойкого покрытияВт -7 м Щ (=0,42 -- , а =3,17 10 - ),с нанесенного на стеклотекстолит типа ВФТ=С Вт -7 м2 5 (9=0,37 -- , а=2,08 10 - ).сНанесли покрытие толщиной 1=1. 1(Г м, При этом принимали7 =:0 и 1 =2"10 м, 50МНнмаС На основании соотношений (1) и (4) определилиЬ, ;-0962 град м, с 17,3 с(принимали =5,0 с), 55Температурные измерения проводили на расстоянии х =3 0 мм от плосМИН 9 кости контакта в эталонной пластине, которое определяли иэ соот1303813 а иах Га 2 а ношения (3), 11 ри этом экспериментально была определена величина Ь= , =2,5 град м. Для нагрева использовали плоский нихромовый нагреватель толщиной 0,1 мм. Тепловое воздействие осуществляли при величине термических напряжений Ь=О,8; Ь =2,0 град м.11 о формуле 15) вычислили толщину покрытия. При этом погрешность при определении толщины покрытия составила не более 1,17. Формула изобретения Ф1. Способ определения толщины 15 покрытия,по которому приводят плоский образец с исследуемым покрытием в контакт с эталонной пластиной по всей ее поверхности, создают в образце и эталонной пластине терми ческие напряжения Ь и определяют температуру эталонной пластины, с учетом которой судят о толщине покрытия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за 25 счет исключения погрешностей при из мерении температуры, эталонную пластину изготавливают из материала образца, термические напряжения создают путем нагрева поверхности кон такта по закону Ь =212 ГаС (и ЬТ42 иГа-х.Га 9МаКсе"Р 4 а а ф где х - расстояние от поверхности 35контакта до точки контролятемпературы в эталонной пла.стине, м;С - время измерения температуры, с; а а.- Э,4 аЪ Га+ 9 акоэффициенты теплопроводности соответственно покрытия и материала пластины,Вт/м к; коэффициенты температуропроводности, соответственно покрытия и материала пластины, м /с;абсолютная погрешность измерения температуры, К; мин1 -; - соответственно минимальнои максимально допустимаятолщина покрытия, м,измерение температуры осуществляют вмомент времение0,4 -- шш-,/ а толщину покрытия 2 определяют по формулеП 1= ай 1 п2 Т а ай-Ь (В+1) ехр - - - 4 а 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что расстояние х от поверхности контакта до точки контроля температуры в эталонной пластине определяют из соотношениягде Ь - термическое напряжение,при котором разрушается материал покрытия.Составитель М.МатюшиРедактор И.Келемеш Техред Н.Глущенко рректор С, Черщ каз 1295/3 нопигрзЬическое препирия гие, г, Ужгородуц. Пролая,П ро 1 тв1 д с т вТираж 679 ВНИИПИ Государственног но делам изобретений 3035, Москва, Ж-Э 5, Рау