Способ определения адгезионной прочности токопроводящих покрытий Советский патент 1988 года по МПК G01N19/04 

4

4

|м4

to

Изобретение относится к испытательной технике о а именно к способам определения адгезионной прочности токопроводящих покрытий,

Целью изобретения является повышение точности определения адгезионной прочности токопроводящих покрытий и обеспечение неразрушающего контроля путем учетар наряду с поверх- ностными, объемных дефектов в соединении.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - эталонная зависимость адгезионной прочности от величины удельной флуктуации шума электрического тока.

Устройство содержит последовательно связанные регулируемый источ- ник 1 питаниЯд преобразователь 2 ток напряжение, например.малошумящий проволочный резистор, предварительный малопгумящий усилитель 3 с полосой пропускания О, - 20 Гц, например на основе операционного усилителя 284 УД1А, регулируемый усилитель 4j например, серии 140, квадратичный детектор 5, интегратор 6 и ийдикатор 7, например стрелочный вольтметр 8 постоянного напряжения, например цифровой типа ВК7-16, связанный с преобразователем 2, нагреватель 9 и измеритель 10 температуры. Выходы источника 1 питания и предварительного усилителя 3 предназначены для связи с испытуемым покрытием.

Способ осуществляют следующим образом.

В цепь источника питания и предварительного усилителя 3 подключают нанесенное на подложку 11 испытуемое токопроводящее покрытие i2, через покрытие i 2 пропускают электрический ток от преобразователя 2 порядка 100 мА и поддерживают эту силу тока постоянной. При увеличении тока возрастает мощность шумов источника питания. Нагревают покрытие 12 со стороны подложки I1 до температуры Т и измеряют мощность Р ..флуктуации электрического тока. При этом температуру нагрева покрытия I2 выбирают из условия, чтобы мощность Р. флук- туаций электрического тока была больше мощности Р шума источника 1 питания Величина напряжения на преобразователе 2 пропорциональна текущему

через покрытие 12 электрическому току - и его среднее яначение измеряют вольтметром 8, Флуктуации напряжения на преобразователе 2 усиливаются предварительным малошумявшм усилителем 3, а затем регулируемым усилителем 4, Регулировка усиления сигнала обеспечивает нормальную работу квадратичного детектора 5, снимаемый сигнал с которого усредняется интегратором 6 и индуцируется по мощности Р( на индукторе 7, Увеличивают температуру покрытия до величины Tg и напряжение электрического тока на преобразователе 2, измеря от температуру Т и мощность Р флуктуации электрического тока при этой температуре и рассчитывают величину / удельной флуктуации щума электрического тока по формуле

(Pg- Р, )/ Р, ( Т)

При этом нижнюю границу температуры нагрева выбирают в пределах 300 - 350 К, а верхнюю - 550 - 750 К В. этом диапазоне температур в соединении не происходит необратимых процессов, приводящих к разрушению покрытия, а изменением мощности флуктуации электрического тока позволяет выявить дефекты не только в поверхностном слое испытуемого покрытия, а и на границе контакта его с подложкой, что является определяюпщм для адгезионной прочности.

Величину адгезионной прочности А определяют по эталонной зависимости А (), приведенной на фиг. 2, где штрихпунктирными линиями показана область допустимой погрешности,

П Р и м. е Р, На ситалловую подложку СТ-50-1 наносили пленку хрома толщиной порядка 0,15 мкм. Поверхностное сопротивление пленки при комнатной температуре составляло R 1,1 10 Л/аПороговая чувствительность измерительного прибора 2-10 Вт в полосе частот 0,1-10 Гц. Пропускали через пленку ток I 100 мкА, При комнатной температуре регистрируемая мощность шума составляла 2,8 Вт, Эта мощность соответствовала флукту- ациям напряжения на пленке порядка 10 мкВ, Для питания использовали лошумящие химические источники тока Поскольку регистрируемая мощность незначительно отличалась от порога

чувствительности измерительного прибора, осуи1ествляли подогрев соединения и регистрацию его температуры. При Т i 312 К регистрируемая мощ - 10- Вт.

кость шума составляла Р 3 Измеряемая величина в полтора разе превышала порог чувствительности измерительного прибора. Этого достаточно для надежного измерения. Осуществляли дальнейший -нагрев соединения со стороны подложки. Температура измерялась на измеряемая мощность . равна A,4-10 iBT. Величина

пленке. При I. 5 К 7„ шума стала

t удельной флуктуации гаума электрического тока была равна 1,5-10 l/K, а адге- .зионная прочность А по эталонному графику составляла 8 -Ю. Н/м .

Формула изобретения

Способ определения адгезионной прочности токопроводящих покрытий, по которому через по крытие пропускают электрический ток, нагревают его

со стороны подложки и измеряют мощность флуктуации электрического тока, с учетом которой определяют адгезионную прочность, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения и обеспечения неразрушающего контроля, поддерживают силу электрического тока постоянной, изменяют температуру нагрева покрытия и напряжение электрического тока, а об адгезионной прочности судят по вел.ичине удельной флуктуации шума электрического тока в покрытии, определяемой из соотношения

где Т

(Pg- Р,) Т,), и Т

- значение двух температур нагрева в интервале их изменения; Р и Р- - мощности флуктуации электрического тока, соответствующие температурам Т и .Tg .

/f /y//f

Изобретение относится к испы- татель-ной технике, предназначено для определения адгезионной прочности токопроводящих покрытий и позволяет повысить точность определения и обеспечить неразрушающий контроль путем учета объемных дефектов в соединенин. Через испытуемое покрытие пропускают постоянной величины электрический ток. Изменяют температуру нагрева покрытия и напряжение электрического тока, измеряют мощности Р , Р флуктуации электрического тока при температурах Т,, Tj и рассчитьгаают величину ц удельной флуктуации шума электрического тока в соединении по формуле 1 (Pj- Р, )/Р, (Тд- Т). Изменение температуры и мощности флук- таций электрического тока позволяет обнаружить дефекты на границе раздела покрытие - подложка, а адгезионную прочность определяют по эталонной зависимости с учетом величины i удельной флуктуации шума электрического тока. 2 ил. to сл

10

iO

iO

10

-3

10

-v

wN

N

X

iO

-I

1-г

10- ,//Xr