Способ контроля качества токопроводящих покрытий Советский патент 1978 года по МПК G01N27/20 G01N21/16 

.1

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения дефектов токопроводящих покрытий.

Известен способ контроля качества диэлектрических покрытий, нанесенных на проводпик 1.

Способ состоит в том, что электролитом пропитывается губка, которая накладывается на место возможного дефекта. Проводник с дефектоскопируемым покрытием служит одним электродом, второй электрод накладывается на противоположную сторону губки. В случае каких-либо дефектов в диэлектрическом покрытии (трещин, раковин), они заполняются электролитом, который замыкает электроды, и в цепи протекает ток.

Однако таким способом, во-первых, дефектоскопируются только диэлектрические покрытия, панесенпые на проводник, во-вторых, этим способом невозможно определить геометрическую форму и размеры дефекта.

Из известных способов неразрушающего контроля электропроводящих покрытий для выявления дефектов наиболее близким к предлагаемому является способ 2,заключающийся в том, что между двумя электродами, одним из которых является испытуемый образец, помещают чувствительное цветообразующее вещество, дающее цветовую индикацию

испытуемого покрытия при пропускапии электрического тока через электроды.

Указанный способ обладает следующими недостатками.

Сложностью осуществления контроля, т. е. способ включает целый ряд подготовительных операций, как-то: приготовление гелей, их последовательное напыление на испытуемую поверхность. При этом необходимо обеспечить строго заданную толщину гелей, так как парушение ее приводит к парзшению цветовой контрастности, а, следовательно, к искажению картины дефектов.

Недостаточной контрастностью цветового перехода в месте наличия дефекта.

При пропускании электрического тока рН цветообразующего геля изменяется во всем объеме и поэтому контуры окраски, возникающей в месте дефекта, будут размыты. Это позволяет судить лищь о наличии дефектов поверхности, но не об их истинных размерах.

Данная дефектоскопирующая система пригодна лишь для однократного использования.

Целью изобретения является повышение точности и контрастности, упрощение и обеспечение возможности многократного определения качества токопроводящих покрытий.

Эта цель достигается тем, что между двумя электродами, одним из которых является пспытуемый образец, помещают пленку гидрофильного полимера, в которую вводят цветоооразующее вещество. Это вещество дает цветовую индикацию испытуемого покрытия при пропускании электрического тока через электроды. В качестве цветообразующего вещества используют соли органических гетероциклических соединений общей формулы:

х 5

Rj. В,..Кз

4z) 2Y . BS Дв -

где X.N-R;0;

R-Rio - атом водорода, алил, арил или арилкил;

Z - алкил, арил; у- - анион.

К веществам, предлагаемым для использования в системе дефектоскопии токонроводящих покрытий, предъявляются следующие требования.

Окраска должна образовываться в тонком приэлектродном слое и от этого процесс должен протекать с больщой скоростью. Для этого необходимо создать направленный поток окрашивающихся частиц, управляемый электрическим полем, т. е. частицы должны быть ионами.

Цветовой переход должен быть очень контрастным, для этого исходная частица должна быть бесцветная, а окрашенная - иметь максимум поглощения, лежащий в области наибольшей чувствительности глаза.

Для фиксации дефектов токопроводящих покрытий пеобходимо достаточно длительное сохранение возникающей цветовой картины.

Для многократного использования дефектоскопирующей системы, частицы, образующие окраску под воздействием либо импульса обратной полярности, либо кислорода воздуха должны переходить в бесцветное состояние, идентичное исходной частице, т. е. активное вещество должно быть электрохимически полностью обратимым.

Вещества предлагаемой формулы в ионной форме бесцветны (спектр поглощения лежит за пределами видимого оптического диапазона). Окраска возникает только в результате одноэлектронного электрохимического обратимого восстановления этих соединений,, причем окрашенная частица является свободным стабильным катион-радикалом.

Скорость окрашивания велика, так как активные вещества заряжены и их движение сильно ускоряется электрическим полем.

Применение гидрофильной полимерной пленки приводит к уменьшению скорости диффузии окрашенных частиц (стабильных катион-радикалов), что позволяет достаточно долго сохранять цветовую картину дефектов токопроводящего покрытия.

Таким образом, предложенные вещества, в сочетании с гидрофильной полимерной пленкой, обладают физико-химическими свойствами, необходимым для реализации предложенного способа дефектоскопии.

Сущность изобретения состоит в том, что на металлический стол из (А1, Fe, Си и т. д.), служащий анодом, накладывают носитель - слой гидрофильного полимера (целлофан, обеззоленная бумага, задубленная желатина), толщиной не более 1,5 мм, пропитанный раствором цветообразующего вещества общей формулы (1) и в полярном растворителе (вода, диметилсульфоксид (ДМС), ацетонитрил (АН) и т. д.). Для увеличения электропроводности в композицию добавляют фоновый электролит - соли калия, тетраэтил-аммония и др. На носитель накладывают испытуемое покрытие, которое служит катодом. При пропускании электрического тока определенной величины в полимере появляется окраска, равномерность и интенсивность которой зависит от

имеющихся на покрытии дефектов. В месте

дефекта окраска значительно меньше, либо

вообще отсутствует.

После окончания испытания полимер обесцвечивается на воздухе и может быть использован повторно.

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность 1:оспроизвести в тонком слое полимера истинную картину состояния поверхности покрытия, видимую глазом.

Пример 1. На металлический стол (Си), служащий анодом, помещают носитель гидрофильного нолимера толщиной Об мм (целлофан), пропитанный 12%-ным раствором, N, N -дигeнтил-4,4-диnиpидилий хлорида в ДМС с добавлением 25%-ного раствора тетраэтиламмоний хлорида в качестве фоно- вого электролита. На полимер накладывают испытуемое покрытие (SnOg), которое служит

катодом. От источника тока на электроды подают напряжение 1,0 В. В полимере появляется изображение состояния поверхности ОПТН синего цвета (контрастность 1 :20, оптическая плотность ). В результате нарушения равномерности распределения тока в месте наличия дефекта окраска совсем отсутствует. Размеры неокрашенного участка точно соответствуют размерам дефекта: длина - 5 мм, ширина - 0,5 мм.

Нзображение обесцвечивается на воздухе в течение 2 мин, после чего полимер может применяться повторно. Количество циклов срабатывания (кратность срабатывания) дефектоскопирующей системы- 100.

Пример 2. Способ аналогичен примеру 1 и отличается тем, что в качестве носителя используют обеззоленную бумагу толщиной 1,0 мм, пропитанную 15%-ным раствором N, М1-ди-параметил-4,4-дипиридилий бромида в

воде с добавлением 25%-ного бромистого калия в качестве фонового электролита.

При напряжении 2 В в полимере появляется изображение сиреневого цвета, оптическая плотность которого -0,8Д, контрастность

1 : 15, время обесцвечивания 1 мин. Кратность

срабатывания системы без замены носителя и цветообразующей жидкости-100.

Формула изобретения

Способ контроля качества токопроводящих покрытий, но которому между двумя электродами, одним из которых является испытуемый образец, помещают чувствительное цветообразующее вещество, дающее цветовую индикацию испытуемого покрытия нри нропускании электрического тока через электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и контрастности, упрощения и обеспечения возможности многократного определения качества токопроводящих покрытий, между электродами помещают пленку гидрофильного полимера, в которую вводят цветообразующее вещество, в качестве которого используют соли органических гетероциклических соединений общей формулы:

R-r-rsJ r S

I I2Y- .

- X RS На -X RIO

где X,N-R;0;

R-Rio - атом водорода, алил, арил или арилкил;

Z - алкил, арил; У - анион.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 274450, кл. G 01N 27/20, 1968.

2.Патент США № 3530045, кл.С 01N 31/00, 1970.