Способ неразрушающего контроля адгезионной прочности соединений Советский патент 1991 года по МПК G01N19/04 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам неразрушающего контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам.

Целью изобретения является повышение точности контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам.

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения адгезионной прочности диэлектрического покрытия к металлической подложке; на фиг. 2 - зависимость тока, возникающего в адгезионном соединении фторолон - сталь, от температуры; на фиг. 3 - зависимость адгезионной прочности (о) пленки - фторолона на стали, определенной механическим методом, от величины энергии активации (Е) процесса возникновения тока в адгезионном соединении при толщинах пленки 10 (кривая 1), 20 (кривая 2) и 100 мкм (кривая 3).

Устройство содержит нижний электрод 1 и верхний электрод 2, между которыми размещен испытуемый образец 3 металла с диэлектрическим покрытием 4, цепь 5 измерения силы тока и нагреватель 6

Способ реализуется следующим образом.

Испытуемый образец 3 металла с покрытием 4 фиксированной толщины помещают между двумя плоскими электродами 1 и 2, включенными в цепь 5 измерения ,;илы тока, подвергают нагреву нагревателем 6 с заданной скоростью, измеряют электрический ток в цепи, возникающей при повышении температуры, снимают кривую ток - температура, по восходящему участку которой определяют энергию активации процесса генерации тока, функционально

ON О 00

Јb

41

о

связанную с адгезионной прочностью покрытия.

Цель достигается с помощью обнаруженного явления возникновения тока между электродами, в зазор между которыми помещено нагреваемое адгезионное соединение. Причина возникновения тока требует специального исследования, по-видимому, механизм возникновения тока связан с разделением зарядов двойного слоя на границе металл - диэлектрик и аналогичен механизму возникновения тока термодеполяризации в диэлектриках. Энергия активации процесса возникновения тока в адгезионном соединении Е (так же, как и других термостимулированных электронных процессов в твердых телах) и может быть определена по возрастанию тока с ростом температуры Используя уравнение Рендала-Уилкинса, можно определить Е по формуле

ТтТа ,И

Е К

- п, Тг - Ti 1з

где К - постоянная Больцмана;

Ti и Та - температуры на восходящей ветви кривой;

h и h величины тока при соответствующих температурах.

Как показывают проведенные эксперименты, величина энергии активации процесса возникновения в адгезионном соединении тока деполяризации Е при одной и той же толщине диэлектрического покрытия на металле пропорциональна величине адгезионной прочности покрытия. Это позволяет использовать величину тока деполяризации в качестве критерия качества покрытия. Кроме того, температура нагрева может быть взята такой, чтобы не нарушать целости покрытия, В этом случае возникает возможность реализации неразрушающего контроля качества покрытий.

Предлагаемый способ реализуется с помощью устройства (фиг. 1). Нижний электрод 1, на котором покрытием 4 вверх кладется испытуемый образец 3, подогревается нагревателем 6, верхний электрод 2 прижимается к покрытию упругим зажимом (не показан). Исследуют пленки различных полимеров, наносимые на поверхность стальных образцов размером 10 х 10 мм2. Толщина пленок одинакова - 40 мкм. Покрытия подвергают испытаниям на адгезионную прочность методом нормального отрыва с помощью приклеенных к покрытию штифтов и параллельно предлагаемым способом. При этом нагрев осуществляется со скоростью 0,4 с. Максимальная температура нагрева не превышает 120°С. Для расчета энергии активации берут значения тока деполяризации при 60 и 100°С. Энергия активации процесса возникновения тока в адгезионном соединении определяется для различных уровней адгезионной прочности соединений металл - диэлектрик, которая изменяется путем введения в раствор фторсополимера различных количеств модификатора АСОТ (аминоэтоксисилана).

В таблице приведены результаты испытаний адгезионной прочности пленок фто- ролона (сополимера винилиденфторида с

тетрафторэтиленом) на поверхности стали. Из таблицы видно, что способ позволяет оценивать качество покрытий, определяя их адгезионную прочность

Способ позволяет повысить точность

контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам реальных изделий и может быть использован в различных областях промышленности.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля адгезионной прочности соединений, заключающийся в том, что образец в виде подложки с покрытием помещают между двумя электродами, включенными в цепь измерения силы тока, нагревают образец со стороны подложки и определяют параметр, по которому судят об адгезионной прочности, о т- л имеющийся тем, что, с целью повышения точности контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам, образец нагревают с постоянной скоростью до температуры, не превышающей температуру разрушения покрытия, а в качестве параметра, по которому судят об адгезионной прочности, определяют зависимость изменения силы тока, возникающего между электродами, от изменения температуры образца.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам неразрушающего контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам. Цель изобретения - повышение точности контроля адгезионной прочности диэлектрических покрытий к металлическим подложкам. Образец в виде металлической подложки с диэлектрическим покрытием фиксированной толщины помещают между двумя электродами, включенными в цепь измерения силы тока. Нагревают образец со стороны подложки с постоянной скоростью до температуры, не превышающей температуру разрушения покрытия Регистрируют зависимость силы тока, вызванного повышением температуры образца, от температуры и вычисляют энергию активации, по которой судят об адгезионной прочности. 3 ил., 1 табл.

u-fof

Ц .

300

чоо

Фиё.1

500

боо т,К

.2

КГ СП

300

150

1Z5,дв

Фиг.З

1