9-Диэтиламино-6-циано-5Н-бензо[ @ ]феноксазин-5-он в качестве регистрирующей среды для электроразрядного метода визуализации Советский патент 1990 года по МПК C07D265/38 G03C1/72 G03G5/22 

1

(21)4409418/31-04

(22)12.04.88

(46) 30.01.90. Бюл. № 4

(71)Институт физико-органической химии АН БССР

(72)Ю.И.Гудименко, Н.Н.Алексеев, Г.А.Жиженко, В.Е.Агабеков, В.С.Сол- датов и Л.Б.Шибаева

(53)547.867.7.03(088.8)

(56)Кожаринов В.В. и др. Электроразрядный метод визуализации. - Наука и техника, Минск, 1986, 134 с.

Дежкунова С.В. и др. Несеребряные материалы для электроразрядного метода выявления поверхностных дефектов. - Дефектоскопия, 1986, № 4, с. 53-57.

(54)9-ДИЭТИЛАМИНО-6-ЦИАНО-5Н-БЕНЗО А1ФЕНОКСАЗИН-5-ОН В КАЧЕСТВЕ РЕГИСТРИРУЮЩЕЙ СРЕДЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО МЕТОДА ВИЗУАЛИЗАЦИИ

(57)Изобретение касается гетероциклических веществ, в частности 9-ди- этиламино-6-циано-5Н-бензо а Ьенок- сазин-5-она, способного регистрировать изображение с помощью электрического разряда и может быть использовано для неразрушающего контроля качества изделий. Цель изобретения - создание новой регистрирующей среды с повышенным разрешением и чувствительностью. Синтез ведут из 9-диэтил амино-5Н-бензо а йеноксазин-5-она и брома в среде гексаметапола и диок- сана при 40-50°С с последующим взаимодействием образующегося 9-диэтил- амино-6-бром-5Н-бензоЈа}феноксазин- 5-она с цианистой медью в среде гексаметапола при 180-190°С. Выход 76%, брутто-ф-ла C21FnN3C2. Новое соединение по достигаемому разрешению (I мкм) превосходит сверхконтрастные галогенсеребряные фотопластинки (5 мкм) и фототермопластичные композиции на основе поливинилового спирта с добавками хлоридов железа или меди (10 мкм) и имеет чувствительность, близкую к чувствительности фо топластинок 5,5 ед. ГОСТ. Время экспозиции 0,5-2,0 с. Диапазон спектральной чувствительности 200-350 нм.

&

С/

з

СП

со со

со

00

Изобретение касается гетероциклических веществ, в частности 9-диэтиламино-6-циано-5н-бензо[A]феноксазин-5-она, способного регистрировать изображение с помощью электрического разряда, и может быть использовано для неразрушающего контроля качества изделий. Цель - создание новой регистрирующей среды с повышенным разрешением и чувствительностью. Синтез ведут из 9-диэтиламино-5Н-бензо[A]феноксазин-5-она и брома в среде гексаметапола и диоксана при 40 - 50°С с последующим взаимодействием образующегося 9-диэтиламино-6-бром-5н-бензо[A]феноксазин-5-она с цианистой медью в среде гексаметапола при 180 - 190°С. Выход 76%, брутто-ф-ла C₂₁H₁₇N₃O₂. Новое соединение по достигаемому разрешению (1 мкм) превосходит сверхконтрастные галогенсеребряные фотопластинки (5 мкм) и фототермопластичные композиции на основе поливилового спирта с добавками хлоридов железа или меди (10 мкм) и имеет чувствительность близкую к чувствительности фотопластинок 5,5 ед. ГОСТ. Время экспозиции 0,5 - 2,0 с. Диапазон спектральной чувствительности 200 - 350 нм. 2 ил., 4 табл.

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к 9- диэтиламино-6-циано-5Н-бензо/ а7 фен- оксазин-5-ону, обладающему свойством регистрировать изображение с помощью электрического разряда.

Указанное свойство предполагает возможность применения этого соединения в качестве регистрирующей среды ДоЧЯ электроразрядного метода визуализации для неразрушающего контроля качества изделий.

Целхю изобретения является создание нового производного 5Н-бензо а еноксазин-5-она, обладающего повышенной разрешающей способностью и чувствительностью при визуализации с помощью электрического разряда.

Пример 1. Получение 9-диэтил- амино-6-циано-5Н-бензо а фенокса- зин-5-она (соединение I).

К раствору 10 г (0,0314 моль) 9- диэтиламино-5Н-бензо а ЗЬеноксазин- 5-она в 100 мл гексаметапола при 40- 45°С прибавляют 5 г (0,0308 моль) брома в 30 мл диоксана и перемешивают 30 мин. Реакционную массу выпивают в 500 мл 5%-ного водного раствора соляной кислоты, осадок отфильтровывают, промывают водой, сушат и перекристаллизовывают из хлористого

метилена. Выход полученного 9-диэтил- 15 0,05-0,1 мкм составляет 0,5-2,0 с,

амино-6-бром-5Н-бензо а феноксазин- 5-она составляет 83% от теоретического. Далее смесь 10 г полученного бромпроизводного и 3 г цианистой меди в 60 мл гексаметапола перемешивают 4 ч при 180-190°С. Реакционную массу охлаждают до комнатной температуры, выливают в 200 мл 10%-ного водного раствора соляной кислоты, перемешивают 30 мин, осадок отфильтровывают, промывают водой, сушат и перекристаллизовывают из диметил- Аормамида. В результате получают соединение I с выходом 92%.

Найдено, %: С 73,0; Н 5,2; N

11,9

что близко к времени экспонирования галогенсеребряных материалов при те же режимах работы высоковольтного источника и в среднем в 10 раз мень

20 ше по сравнению с известными композициями на основе поливинилового спирта (ПВС) с добавлением хлоридов железа или меди.

Формирование регистрирующих сред

25 из соединения I на подложках разног типа.

П р и м е р 2. Навеску 0,001 г соединения I загружают в испаритель открытого типа установки ВУП-4. Сте

Зо лянную подложку размером 90 60 I

C71KUN30Z

N

Вычислено, %: С 73,5; Н 5,0; 12,2

ИК-спектр U, см О: 1627 (), 7730 (), 1570, 1590, 1490 ( аромат).

Изучение регистрирующих свойств

соединения IТонкие гленки соединения I напыляют в установках типа ВУП или УВР при остаточном давлении в рабочей камере (2-10) . Толщина пленки зависит от навески испаряемого вещества, конструкции испарителя, продолжительности испарения и расстояния между испарителем и подложкой. Пленки обладают хорошей адгезией к стеклянным, ситалловым и полупроводниковым подложкам.

Полученные из соединения I тонкие пленки являются электронеаморфными, что исключает ограничение разрешающей способности зернистостью материала. Соединение I не актинично к видимому свету.

Сущность процесса формирования изображения состоит в последовательном удалении вещества регистрирующег слоя вплоть до подложки за счет воз

действия жесткого УФ-излучения и ионов газоразрядной плазмы.

Удельная скорость удаления вещества регистрирующего слоя под действием газоразрядной плазмы является характеристической константой и практически не зависит от толщины, слоя при заданных параметрах эксперимента. Это позволяет, варьируя толщину, изменять время травления слоя до подложки.

Время экспонирования регистрирующего слоя из соединения I толщиной

что близко к времени экспонирования галогенсеребряных материалов при тех же режимах работы высоковольтного источника и в среднем в 10 раз меньше по сравнению с известными композициями на основе поливинилового спирта (ПВС) с добавлением хлоридов железа или меди.

Формирование регистрирующих сред

из соединения I на подложках разного типа.

П р и м е р 2. Навеску 0,001 г соединения I загружают в испаритель открытого типа установки ВУП-4. Стеклянную подложку размером 90 60 I

(фотопластинка с удаленным фотоэмульсионным слоем) помещают в стеклянный защитный цилиндр на расстоянии 100 мм от испарителя. Предварительно подложку подвергают химической обработке: выдерживают в парах Н 0 :NF3:HZ0 в соотношении 1:1:7, отмывают деиони- зованной водой и сушат в горячем воздухе. Рабочую камеру вакуумируют до

(2-5) i 103 Па. Температуру испарителя доводят до 200 МО0С, открывают заслонку и проводят напыление до полного испарения навески. В этих условиях на стеклянной подложке формируется равномерная глянцевая пленка тол

шиной 0,05 мкм.

Кикродефектность пленки анализируют на проекционном микроскопе Q E(BNC)-160. Проколов с размерами более 0,05 мкм не обнаружено, число включений с размерами более 0,2 мкм- 1-2 .

Данные по толщине образующейся пленки соединения I при постоянных конструкции испарителя, остаточном давлении в камере, расстоянии между испарителем и подложкой представлены в табл. 1.

Определение эффективной чувствительности пленок из соединения I.

ПримерЗ. Полученную в примере 2 пленку толщиной 0,05 мкм (сое динение I) на стеклянной подложке помещают в экспериментальную установку. При этом на нижний электрод помещают пластину с регистрирующим материалом, напыленным слоем вверх, а верхним электродом служит тест-объект, представляющий собой параллелепипед из нержавеющей стали, на рабочей поверхности которого, отполированной до чистоты vlO, нанесена группа поперечных пазов прямоугольного профиля шириной 0,3 мм и глубиной 0,5; 0,4; 0,3; 0,2 и 0,1 мм. Роль диэлектрика выполняет стеклянная подложка.

Форма сигнала высоковольтного источника - синусоида, частота (Н) - 17 кГц, амплитуда (U) - 7 кВ. Время экспозиции равно 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 с.

Для сопоставления результатов и определения эффективной чувствительности параллельно проводят при тех же условиях экспонирование штриховых сверхконтрастных фотопластинок светочувствительностью 5,5 ед ГОСТ. Минимальное время экспонирования фотопластинки 0,5 с.

При всех выбранных временах экспозиции на регистрирующем слое соеди- нения I изображение внешнего контура тест-объекта проработано до подложки Изображение границ пазов проработано до подложки при временах экспозиции Ъ 1 с. При экспозиции 0,5 с границы

пазов проработаны четко, но не на всю толщину пленки.

Основные параметры, определяющие эффективную чувствительность пленок (минимальное время формирования изоб- ражения в регистрирующем материале) на основе соединения I, приведены в табл. 2.

Таким образом, определенная эффективная чувствительность фотопластинок 5,5 ед ГОСТ и пленок соединения I близки.

На фиг. 1 представлено изображение границ пазов вышеописанного тест- объекта, полученное в условиях приме- ра 8 на штриховой галогенсеребряной фотопластинке; на фиг. 2 - то же, на регистрирующем слое соединения41.

5 0

5 0

5

0

5

Определение разрешающей способности регистрирующего материала из соединения I.

Пример 14. Полученную в примере 11 пленку толщиной О,1 мкм (соединение I) на стеклянной подложке помещают в экспериментальную установку и формируют изображение в условиях, аналогичных примеру 8. Для определения разрешения используют полированную до чистоты vll пластину из нержавеющей стали, содержащую усталостную микротрещину с минимальным раскрытием 1 мкм.

Изображение тест-объекта полностью прорабатывается при временах экспозиции 2 с. Разрешение краев микротрещины в месте минимального раскрытия установлено при просмотре изображения в измерительном микроскопе УИМ-23. Достигаемое разрешение регистрирующего материала равно 1 мкм.

В аналогичных условиях исследованы пленки соединения I на подложках разного типа.

Данные по разрешающей способности пленок соединения I представлены в табл. 3.

Сравнение характеристик регистрирующих сред на основе соединения I, композиций ПВС и галогенсеребряных фотопластин представлены в табл. 4.

Таким образом полученные результаты показывают, что регистрирующая среда на основе соединения I обладает более высокой разрешающей способностью и эффективной чувствительностью, проще технология ее изготовления и применения для электроразрядного метода визуализации.

Формула изобретения

9-Диэтиламино-6-циано-5Н-бензо аJ феноксазин-5-он Формулы

(С2Н5)2ЪГ

в качестве регистрирующей среды для электроразрядного метода визуализации.

1539198

Таблица 1

Основные параметры формирования пленок при полном испарении соединения I на подложки разного типа: стеклянная пластинка 90 60 1, ситалл 60 48 1 , КДБ-0,3 (кремний дырочный проводимости, легированный бором) диаметром 76 мм.

Таблии а2

Эффективная чувствительность пленок соединения I при кГц, кВ

Для оптимизации электроразрядного процесса на нижний электрод в качестве диэлектрика помещают слюдяную пластину толщиной 0,2 мм.

Таблица 3

Разрешение пленок соединения I при кГц, кВ

Стеклянная

Ситалл

КДБ-0,3

1,0 1,0 1,0

9153919810

Таблица 4

Характеристики регистрирующих сред, применяемых для электроразрядного метода визуализации

Галогенсереб- ряные фотопластинки, штриховые, сверх- контрасные Фототермопластические композиции на основе ПВС Термонапыля е- мые тонкие органические пленки соединения I

«г (

.-, ss J

Х

.да- 5ЙКч-)ая«яШЕ.

:tt

/

200-800 Химический

10

200-600 Тепловой

200-350 Без обработки

. ..

- na

V, -ч

,.

г

Ж1М

,4

-nf, f

TJS

Редактор Т.Лазоренко

Составитель З.Латыпова Техред М.Ходанич

Заказ 191

Тираж 323

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Корректор м.Кучерявая

Подписное