Способ дефектоскопии оптических поверхностей Советский патент 1986 года по МПК G01N21/91 

.Изобретение относится к оптическому приборостроению .

Известны способы дефектоскопии оптических поверхностей методами прямого визуального контроля или с применением оптических приборов (луп, микроскопов и т.д.)

Цель изобретения - визуализация геометрических микродефектов поверхностей.

Сущность способа заключается в том, что в качестве визуализирующей среды исПЪльзуется слой жидкого кристалла .(ЖК) толщиной до 1 мкм, наносимый путем смачиваний на контролируемую поверхность. Для получения тонкого ориентированного слоя ЖК, последний наносится на поверхность нагретым до изотропного сос гояния. При соприкосновении с контролируемой поверхностью ЖК охлаждается и переходит в мезоморфное состояние, в котором обладает большой величиной оптической анизотропии ( «0,2),

В ЖК может быть добавлен 1-2% по весу ориентанта. Толщина слоя жидкого кристалла (ЖК) до 1 мкм позволяет реализовать интерференцию обыкновенных и необыкновенных лучей в зонах локальной деформации оптически анизотропного слоя ЖК, проходящей в зо- йах геометрических дефектов поверхности. При уменьшении толщины слоя ЖК резко падает цветовой контраст в изображении областей локальной деформации жидкого кристалла, а при увеличении слоя ЖК интерференция просто не реализуется.

Размеры деформированных областей ЖК за счет его вязко-упругих свойств значительно больше размеров самих дефектов, что также повышает вероятность их обнаружения.

Слой ЖК снимается с контролируемо поверхности с помощью растворителей (ацетона, гептана и др.), которые не нарушают состояния самой поверхности Поэтому предлагаемый способ относитс к методам неразрушающего контроля. Размеры выявляемых дефектов находятс в зависимости от толщины нанесенного слоя ЖК. Чем тоньше слой ЖК, тем меньше размеров дефектов, которые удается визуализировать. Чем толще

ВНИИПИ Заказ 5220/41 Тираж 778 Подписное Филиал mm Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, А

2607802

слой ЖК, тем больше возникают искажения и тем больше эффект увеличения размеров дефектов.

Образец представляет собой оптичес5 ки прозрачную илоскопараллельную деталь из стекла К-8, обработанную методом ионной полировки. В зоне нанесения слоя ЖК отлично визуализированы царапины итрещины, которые оказались

10 вскрытыми после воздействия на полированную поверхность конной бомбардировки . Размеры разрешаемых трещин по ширине - менее 1 мкм. В качестве ЖК использовался нематик МББА, наносимый

15. в расплавленном состоянии на исследуемую поверхность кисточкой методом центрифугирования. Скорость вращения центрифуги 2000-3000 об/мин; для уменьшения Вязкости ЖК разводят в 3-5

20 объемах ацетона, что исключает необ- димость перевода ЖК в изотропное состояние..

Нанесение ЖК в расплавленном состоянии позволяет исключить влияние

25 способа нанесения (направления нама- зьшания ЖК кисточкой) на ориентацию ЖК и получить слои малой толщины, ,. поскольку расплавленный ЖК равномерно растекается по поверхности.

ЗЬ .Предлагаемый способ дефектоскопии визуализирует за счет локального изменения угла или зоны изменения плотности ван-дер-ваальсового поля, или изменения в энергии связи молекул ЖК

3J с подложкой. Кроме того, может быть визуализирован и геэметрический рельеф поверхности. Именно эти случаи и возникают при визуализации царапин, трещин, нарушения физической однород40 ностИ поверхности и т.д.

Формула из обретен.и я

Способ дефектоскопии оптических 45 поверхностей, включающий нанесение слоя жидкого кристалла на контролируемую поверхность с последующим наблюдением дефектов с помощью поляризационного микроскопа, отличающийся тем, что, с целью визуали- ,зации геометрических микродефектов поверхности, жидкий кристалл нагревают до изотропного состояния и нано- слоем толщиной порядка 1 мкм.

50

Изобретение относится к дефектоскопии. Цел1гЮ изобретения является визуализация геометрических дефектов микроповерхности, которая реализуется нанесением нагретого немати- ческого жидкого кристалла толщиной 1 мкм на контролируемую оптическую поверхность. ю Од о « 00