Способ определения теплофизических параметров тонких изоляционных пленок в стационарных условиях и устройство для его осуществления Советский патент 1977 года по МПК G01N25/18 

ва Т ппового потока через подножку с помощью.: той же ппенки}опредепяют перепады температур на исспедуемой и эталонной пп кахпо отношениюк подложке и по попученным данным рассчитывают необходимый тенпофи эический параметр, например коэффициент геплопроводносги исспедуемого материапа по формуле; , f (T,-T5)hj где Аj( -известный коэффициент теппо дроводности этапонного покрытия (пленки) Ьэ J1. г олщины1эталонного и исследуемого (пленок); TJ - температура подложки; Т температура на поверхности исследуемого и эталонного покрытий. способ можно осуществить с помощью устройства, содержащего аодпоЛскуг с нанесенными на нее исспедуемой и этало ной ппенками, имеющую участки, свободны от, покрытия, и жидкокристаллическую ппен ку. Участки погпожки с нанесенными исслед мой и эталонной ппенками выполнены равными по ппошади, не касаются друг друга и чередуются с участками подпожки, свободными от покрытия. На чертеже показано устройство дня осуществления предлагаемого способа. Устройство состоит из подпожки 1, на которую нанесены этапов ся 2 и исследуемая 3 пленки, свободных от покрытия учас ков; 4 подпожки и жидкокристаллической. пленки 5. Измерение теплофиаических свойств тоикиз{ изсЛпяционных пленок осуществляется следующим образом. Постоянный тепловой поток через подложку может поддерживаться различными известными способами.. В выполненном эксперименте постоянство теплового потоку через подложку поддерживалось тем, чт подложка помещалась на массивную металлическую подставку, погруженную в маслованну с постоянной температурой. , С помощью жидкокристаллического индикаторь 5 холестерического типа, обладающего высокой чувствительностью к изменению теплового потока, определяют i. ;репады температур, создаваемые эталонным 2 и исследуемым 3 покрытиямидТ,ииТ Коэффициент теппощ оводности опре по формуле , -..Д% НТлТ, - f. , По неизменному во времени цвету идкокристаллической ппенки на свободных от покрытия этапонной и исследуемой пленками участках подпожКи судят о постоянстве теплового потока через подложку, йпияющего на точность измерения. , Теплоемкость жидкокристаллической пленки в десятки раз меньще теплоемкости термопар, поэтому применение жидкокрис аллического Термоиндикатора ведет к снижению погрешности,присущей прототипу из-за искажения теплового поля термоиндикчторами. Погрещностью за счет теплоотдачи на воздух можно пренебречь, поскольку измеряют коэффициент теплопроводности исследуемого эталонного покрытия, площади которых равны, а тепловые активности близки по величине. Предварительные подсчеты показали, что 1рименение данного способа определения геплофизических параметров тонких изоляционных ппеяок по сравнению с известным способом позволяет повысить точность измерения более чем в три раза благодаря использованию одного термоиндикатора в виде) жидкокристаллической пленки-; для измерения температуры подложки, температур на поверхности исследуемой и эталонной ппенок и контроля постоянства тепловогб потока через подложку, который обладает малой инерционностью, высокой чувствительностью и точностью; исключению необходимости измерять температуру окружающей среды и исключению погрещности от выравнивания температур, так как эталонная и исследуемая пленки не соприкасаются и находятся в равных условиях по теплоотдаче. Более вы.сокой точности измерения можно достигнуть путем нанесения нескольких одинаковых исследуемых пленок на одну подложку с определением результата как среднего арифметического. Одновременное исследование нескольких пленок различных материалов, нанесенных Ht. одну и ту же подложку, значительно сокращает технологическое время исследования теплофизических свойств пленок. Формула изобретения 1. Способ опредепения теплофизических параметров тонких изоляционных ппенок в стационарных условиях, заключающийся в том, что исследуемую и эталонную пленки наносят на падпожку, измеряют их толщины, српвнив/чот их парамггры, пропускают

постоянный геппсвой поток со гюдпожки и регистрируют перепады температур, отличающийся тем, что, с цевью повышения точности измерения и использования дня намерения одного термэивдикатора, иоспедуемую, эталонную ппенки и подпожку покрывают жидкокристаппичьской ппенкой и по изменанию цвета последней при одновременном контропе постоянства теплового потока через подложку с помощью той же ппенки определяют перепады температур на исследуемой и эталонной пленках по отношению к подложке и по полученным данным рассчитывают необходимый теплофизический параметр, например коэффициент теплопроводности исследуемого материала по форму . ,А,(Т.-Тд)Ь,

(T,-rj)ti3

где Дх известный коэффициент теплопро водности эталонного покрытия :(пленки); ( - ТОЛЩИНЫ эталонного и нсспедуемогб покрьггий (птюнок);

Tj - температура подложки;

I э тэмпература на поверхности исследуемого и эталонного покрытий.

2, Устройство дпя осуществления способа по п. 1, содержащее подложку с нанесе нымя на нее исследуемой и эталонной пленками, отличающееся тем, что оно содержит участки подложки, свободные от покрытия, причем площади подложки с нанесенными исследуемой и эталонной пленкми выполнены равными по величине, участки с (нанесенными исспедуемой и эталонной пленкам( не касаются друг друга и чередуются с участками подложки, свободныг-ш от покрытия.

Источники информации, принятые во вни-. мание при экспертизе ,

1.Вопькенштейн В. С. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материалов. Л., Энергия 1 971, с.бв.

2.Новиченок Л. Н. Исследование теплсн. физическиххаракт исти тонксхзлойных полимерных покрытий. Тепло и | массообмен в неньютоновских жидкостях. М., Энергия г 1968,с. 217.

3.Авторское свидетельство N 279119, кл. Q01N 25/18, 1970.