Способ определения удельной площади поверхности твердых тел Советский патент 1992 года по МПК G01B15/02 

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для контроля площади поверхности твердых тел

Известен способ определения удельной площади поверхности (УПП) твердых тел путем снятия профилограмм поверхности которые содержат информацию о величине удельной площади поверхности Для этой цели контактным или бесконтактным методом определяют один из параметров профи- ля например угол наклона микронеровности расстояние между ними или сред неарифметическое отклонение профиля по которому судят об УПП

Однако этот способ обладает недостаточным разрешением

Наиболее близким к предлагаемому яв ляется способ в котором определяют хчрак герметический параметр поверхности угон при вершине микронеровнсн ти на проф илограмме по которому судят от УПП

Недостатками известного способа явля ются большое время затрачиваемое на определение характеристическою параметра и расчет УПП невозможность определения УПП в различных размерных диапазонах ограниченный объем обрабатываемой ин формации

Цель изобретения попнипмше Ч/RLT витальности за счет ncnoni «гжчнмя в к IMP стве зонда пучка электронов догтчтср ности за счет болей точного шо ч .ы реальной повер-.ногти атаь чкгп|к(но

Ј

,ч|

со ч

сти за счет увеличения объема получаемой в единицу времени информации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу на исследуемую поверхность направляют сфокусированный пучок электронов, разворачивают его растр, регистрируют интенсивность истинно вторичных электронов, определяют ее среднее и минимальное значения и по их отношению судят о величине удельной площади поверхности.

Измерение удельных площадей проводят при двух диаметрах пучка электронов, соответствующих минимальному и максимальному шагам исследуемого диапазона неровностей, а об изменении удельной площади поверхности этих неровностей судят по их отношению.

На фиг.1 изображена схема взаимодействия пучка электронов (зонда) с исследуемой поверхностью; на фиг.2 измерительный комплекс.

Способ осуществляют следующим образом.

На исследуемую поверхность твердого тела направляют сфокусированный пучок электронов, разворачивают его в растр, регистрируют интенсивность истинно вторичных электронов, определяют среднее i и минимальное мин значения интенсивности, а об удельной площади поверхности (5УД) судя т по отношению

оуд i /1миц.

Поскольку неровности шероховатой по- верхности имеют размеры, находящиеся в широком диапазоне значений, измеренная величина УПП зависит от размера зонда (диаметра пучка электронов).

Для определения изменения УПП производят измерение при двух диаметрах пучка электронов, соответствующих минимальному и максимальному шагам исследуемого диапазона поверхностей, а об УПП этих неровностей судят по их отношению.

Реализация способа осуществлялась на измерительном комплексе (фиг.2): растровый электронный микроскол РЭМ (ISM - 50 А) микроЭВМ (Искра 226)

Исследовали образцы из стали 45, обработанные плоским шлифованием, имеющим шероховатость Ra 0,2 - 1,6 мкм ( кл).

Исследуемый образец помещают в камеру микроскопа. Электронный зонд, сформированный с электронно-оптической системой микроскопа 1, разворачивается в растр по образцу 2. Возникающее вторичное электронное излучение регистрируется детектором 3, сигнал с которого через блок А сопряжения подается на ЭВМ 11. Блок сопряжения содержит цифровой генератор

5 развертки, управляющий разверткой зонда и дисплеем РЭМ, аналого-цифровой преобразователь 6 для ввода сигнала, цифроаналоговый преобразователь для вывода результатов, схему 7 управления для

синхронизации комплекса и программного переключения режимов работы РЭМ,

Комплекс содержит ряд периферийных устройств - графопостроитель 8, матричное печатающее устройство 9, накопитель 10 на

гибких магнитных дисках,

Аналоговый сигнал с микроскопа после преобразования обрабатывается ЭВМ по специальной программе, которая включает е себя операции усреднения и сравнения.

Результат выдается на матричном печатающем устройстве 9. При необходимости опре- деления УПП в заданном размерном диапазоне dt - 62 устанавливают диаметр зонда (пучка электронов) d2, проводят цикл

измерения, определяют 5УД2, изменяют диаметр зонда d i, повторяют цикл измерений, определяют $УД1 и по их отношению судят от УПП в диапазоне шагов неровностей di - d/

Вся процедура вычислений автоматизирована.

Формула изобретения 1. Способ определения удельной площади поверхности твердых тел, заключающийся в том, что определяют характеристический параметр поверхности, по которому судят о величине ее удельной площади, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, достоверности и экспрессности измерений, на исспеду- емую поверхность направляют сфокусированный пучок электронов, разворачивая его в растр, регистрируют интенсивность истинно вторичных электронов, определяют ее среднее и минимальное значения и по их отношению судят о величине удельной площади поверхности.

2. Способ по п.1,отличающийся тем. что, с целью определения измерений удельной площади поверхности, определяют измерение удельных площадей при двух диаметрах пучка электронов, соответствующих минимальному и максимальному шагам исследуемого диапазона неровностей, а об измерении удельной площади поверхности этих неровностей судят по их отношению.

I Яербичныи пучок ЭлектромоЗ

Истинно дто0мчнб/е электроны

Поберхносгль

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля площади поверхности твердых тел Цель изобретения повышение чуяст в ельности за счет использования в каче стве зонда пучка элрктронов досто верности за смет более точного отображения реальной поверхности и достоверности за счет увеличения обьема получаемой в единицу времени информации На исследу емую поверхность направляют сфокугиро ванный пучок электронов развернутый в растр регистрируют интенсивность истин но вторичных электронов определяют ре среднее и минимальное значения по и от ношению судят о величине удельной плота ди поверхности (УПП) Изм ргние проводят при двух диэметра пучкч inet тронов гоот ветствующих минимальному и макиимзль ному шагам иггледуемогп диапазона неровностей 2 з п ф пы 2 ил сл с

Фиг.1

Фиг. 2