Способ определения коэффициента вязкости металлов Советский патент 1986 года по МПК G01N11/00 

го

Од

ю I Изобретение относится к способам определения коэффициента вязкости ме таллов и может найти применение при исследовании физико-химических свойств жидких металлов, а также в пленочной технологии и научно-технических экспериментах, использующих тонкопленочные металлические системы Цель изобретения - определение коэффициента вязкости металлов в тон ких слоях и определение коэффициента растекания. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. На подложку из огнеупорного материала напьшяют в вакуумной камере ме тодом термического испарения пленку из металла, толщиной J , равной 10 -10 см. На пленку метгшла наносят каплю исследуемого металла мас сой TOfl 10 г, используя для этого маску с отверстием. Поддерживают температуру подложки, равную температуре плавления исследуемого металла, и регистрируют перемещение границы капли х во времени, используя для этого микроскоп или лупу. По полученным данным строят графическую зависимость в координатах Х-ХдX-Xo где X, XQ - положения границы капли в моменты времени t и t( соответственно, Определяют тангенс угла наклона А, прямой +BT с осью абсцисс и отрезок 1% 5 отсекаемьй той же прямой на оси ординат. По полученным из гра фических зависимостей данным А, и В определяют коэффициент вязкости, используя формулу п a2|2A,B и коэффициент растекания - по формуледС г 6 пь 2 С/,,, удельная поверхностная энергия жидкого металла; тПо- масса капли; а - ширина дорожки, по которой .растекается капля; А.. - тангенс угла наклона прямой ) с осью абсцисс В - отрезок, отсекаемый прямой (L;) на оси ординат; с - концентрация; - плотность жидкого металла в подложке сплава. 11 .2 Для повышения точности определеия коэффициентов вязкости и растека ия в тонких слоях наносят через отерстия в маске серию капель, строят ерию графических зависимостей и пределяют усредненные значения коэфициентов вязкости и коэффициентов растекания по серии нанесенных капель. П р и м е р. В качестве подложки , взята пленка серебра, нанесенная на пластинку из стекла. Толщина пленки серебра 30 нм, В качестве жидкого растекающегося металла, коэффициент вязкости которого определяется, взят галлий. На поверхность пленки серебра через маску с серией отверстий нанесены капли разной массы, изменяющейся в интервале 5,35-10 г - 1,8 10 г. На чертеже представлены графические зависимости для некоторых капель полученной серии, построенные по данным о временных зависимостях величины х. Из полученных зависимостей определены значения А и В для всех капель нанесенной серии, по формулам рассчитаны значения коэффициентов вязкости и коэффициенты растекания, которые приведены в таблице. Значения коэффициентов вязкости и коэффициентов растекания рд1я серии капель галлия, нанесенных на поверхность пленки серебра ( нм, h 50 нм) ., После усреднения по серии капель получаем: П -5,3 , ,1 2 эрг/см. Формула изобретения Способ определения коэффициента вязкости металлов, заключающийся в том, что на пластину из огнеупорного материала, нагретую до температуры плавления исследуемого металла, наносят исследуемый металл, измеряют изменение его границы во времени, о тличающийся тем, что, с целью определения коэффициента вязкости в тонких слоях и коэффициента растекания, на пластину с нанесенной на нее пленкой испытуемого металла толщиной j, равной см, наносят каплю исследуемого металла массой г, регистрируют перемещение границы капли во времени и из графической зависимости (t), построенной в координатах z, T-(z x -х /х-Хо ;/t t-to/x-Xo), где х, Хд положения границь1 капли в моменты времени t и t соответственно, определяют коэффициент вязкости по формуле

gG-nin

УЛ -

- ,B

CTjj - удельная поверхностная

энергия жидкого металла; масса капли; а - ширина дорожки, по которой . капля растекается;

211 .4

AT - тангенс угла наклона прямой ) с осью абцисс; Вт - отрезок, отсекаемый прямой

) на оси ординат; f - плотность металла капли, а коэффициент растекания - по формуле

G |ll- 6 Ek-2Acf,,

где С - концентрация образующегося при растворении жидкого металла в подложке сплава; плотность образующегося сплава.

Изобретение относится к технике измерения реологических характеристик жидких металлов. Цель изобретения.расширение функциональных возможностей за счет определения коэффициента вязкости в тонких слоях и коэффициента растекания. На подложку из огнеупорного материала наносят пленку из металла толщиной см. На пленку наносят каплю исследуемого металла массой 10 -10 г. Регистрируют перемещение границы капли во времени. По формулам рассчитывают искомь1е характеристики. 1 ил.Ф