Устройство для измерения внутреннего трения твердых тел Советский патент 1983 года по МПК G01N11/16 

Г

СП

Т

И

SD

10

иг.1

Изобретение относится к исследованию релаксационных свойств твердых материалов, в частности к устройствам для измерения внутреннего трения.

Известна установка для измерени внутреннего трения свободно подвешенного бруска, содержащая два проволочных подвеса и магнитоэлектрические возбудитель и приемник механических колебаний ij . -.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения внутреннего трения твердых тел, содержащее диэлектрическое основан на поверхности которого закреплены прямые стеклянные нити для поддержки образца и нанесены пленочны электроды 21 .

Однако это устройство имеет огрниченный частотный диапазон вследствие фиксированной длины исследуемого образца..

Целью изобретения является увеличение получаемой информации о вязкоупругих характеристиках испытуемого образца путем расширения диапазона частот колебаний.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для измерения внутреннего трения твердых тел, содержащем основание из диэлектрического материала, на поверхности которого закреплены стеклянные нити для установки испытуемого образца и нанесены пленочные электроды, основание выполнено в виде двух плоских прямоуголных пластин, установленны на направлякяцих с возможностью перемещения в одной плоскости, при этом на каждой из пластин расположены по два пленочных электрода и одной стеклянной нити, ось котор перпендикулярна направлению перемешения пластин.

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство, общий вид на фиг. 2 - разр,ез А-А на фиг. 1.

Устройство содержи диэлектрическое основание, состоящее из плоских прямоугольных пластин 1, 2 на которых закреплены прямые стеклянные нити 3, 4 и нанесены пленочные электроды 5 - 8, а также направляю11)1ие 9, 10 и исследуемый образец 11 прямоугольного сечения.

Пластины 1, 2 установлены на направляющих 9, 10 в одной плоскости. Исследуемый образец 11 опирается на нити 3, 4 в своих узловых на точках, расположенных на расстоянии равном 0,224Р, где Е - длина образца 11.

Устройство работает следующим o6pa3Of.i.

При подаче напряжения звуковой частоты на электроды 7, 8 в образце 11 электростатическим путем возбуждаются поперечные изгибные колебания с частотой Механического резонанса, определяемой по формуле

l-Ki,

гдеk - постоянный коэффициент, зависящий от свойств материала образца 11; h и Р - соответственно толщина и длина образца 11 (фиг. 2). Амплитуда колебаний определяется по изменению электрической емкости между электродами 5, 8 и образцом а величина внутреннего трения - по времени затухания колебаний после отключения возбуждения.

Изменять частоту f для одного типа материала в небольших пределах (2-3 раза) можно варьируя тол.щиной Ь, величина которой ограничена сверху трудностью возбуждения образца, сйизу - влиянием термоупругого затухания.

Изменение частоты i в широких пределах осуществляется за счет применения исследуемых образцов раличнЬй длины. При этом для обеспечения высокой добротности колебатеной системы необходимо совмещение точек опоры (нитей 3, 4) с узлами колебаний образца 11, которое осущестйляется путем перемещения пластин 1,2 вдоль направляющих 9, 10.

Описанная конструкция позволяет изменять частоту механического резонанса исследуемого образца в широких пределах, в частности дает возможность при одной толшине образца изменять частоту колебаний в 15 - 20 раз.

Измерение внутреннего трения на разных частотах дает обширную информацию о свойствах исследуемог материала, в частности об энергии активизации релаксационных процессов, природе пиков внутреннего трения и других. Эти данные необходимы для совершенствования технологического процесса получения полупроводниковых материалов.

Кроме того, при производстве полупроводниковых приборов, где изменение толщины пластины со струтурой представляется затруднительным или невозможным без разрушения структур, изобретение может найти применение при контроле качества на операциях, что приводит к снижению себестоимости продукции и увличению производительности труда. Эффективным также может быть использование установки в научно-исследовательских целях.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ТВЕРДЬТХ ТЕЛ, содержащее основание из диэлектричес.кого материала, на поверхности которого закреплены стеклянные нити для установки испытуемого образца и нанесены пленочные электроды, отличающееся тем, что, с целью увеличения получаемой информации о вязкоупругих характеристиках испытуемого образца -путем расширения диапазона частот колебаний, основание выполнено в виде двух плоских прямоугольных пластин, установленных на направляющих с возможностью перемещения в одной плоскости, при этом на каждой из пластин располо.жены по два пленочных электрог.а г и одной стеклянной нити, ось кото- .. рой перпендикулярна направлению V) I перемещения пластин.