Способ измерения контактных взаимодействий твердых тел Советский патент 1979 года по МПК G01N19/04 

проведение таких измерений и делает их трудоемкими.

Цель изобретения - увеличение точности измерения силы поджима .и отрыва образцов и сокращение времени проведения эксперимента.

Указанная цель достигается тем, что образцы совместно с магнитоэлектрической системой (МЭС) размещают в в.акуумной камере сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), подведение подвижного образца до контакта к неподвижному осуществляют с помощью МЭС, а моменты контакта и отрыва образцов фиксируют на видеомагнитофоне.

На чертеже схематически изображено устройство для реализации предложенного способа.

Устройство содержит магнитоэлектрическую систему / с пружиной 2 и рамкой 3, соединенной с рычагом 4, на котором укреплен подвижный образец 5, а также гониометрическое устройство 6 с жестко закрепленным неподвижным образцом 7. Магнитоэлектрическая система закреплена на шасси 8 для крепления в вакуумной камере 9 сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), имеющего устройство для видеозаписи изображения (на фиг. не показано). Выводы рамки 3 через электрический вакуумный разъем W и амперметр // соединены с источником 12 регулируемого тока.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Закрепляют исследуемые образцы 5 и 7 (подвил ный образец 5 - на подвижном элементе МЭС - рычаге 4, а неподвижный 7 жестко фиксируют на столике гониометрического зстройства 5), производят предварительную юстировку МЭС, заключающуюся в подборе с помощью гониометрического устройства такого взаимного расположения подвижного и неподвижного образцов, при котором ПОДВИЖНЫЙ образец 5 при поджиме будет обязательно соприкасаться с требуемым участком поверхности неподвижного образца 7. Подключив СЭЛ1 к источнику /2 регулируемого напряжения через электрический вакуумный разъем 10, закрывают вакуумную камеру СЭМ и получают рабочийвакуум. После получения изображения образцов 5 и 7 на экране СЭМ производят точную юстировку МЭС, заклрочающуюся в подведении образца 7 с помощью гониометрического устройства на расстояние, не превыщающее 10 м, к образцу 5. Пропуская ток через рамку МЭС, плавно подводят подвижный образец 5 к неподвижному 7 и измеряют величину IQ тока в момент касания образцов. Увеличивая силу тока до требуемого значения /ь производят поджим образца 5 к образцу 7 силой /1, пропорциональной разности (/о-h)Уменьшая величину силы тока в рамке МЭС, измеряют силу /г отрыва образца 5, пропорциональную разности (УО-h), где /г - величина силы тока в момент нарушения 5 контакта между образцами 5 и 7. Процесс поджима образцов и их отрыва наблюдается на экране СЭМ и параллельно записывается на видеомагнитофон для последующего изучения быстрых упругих и пластических деформаций, возникающих в зоне контакта образцов.

Применение предлагаемого способа позволяет значительно повысить точность измерения сил контактных взаимодействий в

вакууме (на три десятичных порядка), поскольку стало возможным точно и однозначно зафиксировать момент соприкосно-, вения образцов при пюджиме и момент их отрыва. Возможность прямого наблюдения

0 процесса контактирования образцов позволяет исключить неопределенность, связанную с дефектной структурой поверхности образцов, при интерпретации экспериментальных результатов по измерению контактных взаимодействий, а также значительно ускоряет время проведения эксперимента (в несколько раз) благодаря плавному подводу подвижного образца 5 и измерению силы тюка /о в момент касания образцов.

Формула изобретения

Способ измерения контактных взаимодействий твердых тел путем прикрепления образцов к подвижному и неподвижному

5 держателям, подведения подвижного образца до контакта с неподвижным, нагружения подвижного образца с помощью магнитоэлектрической системы, определения момента отрыва подвижного образца и расчета си- лы контактного взаимодействия по значениям тока нагружения и отрыва магнитоэлектрической системы, ютличающийс я тем, что, с целью увеличения точности измерения силы поджима и отрыва образ-, цов и сокращения времени проведения эксперимента, образцы совместно с магнитоэлектрической системой размещают в вакуумной камере сканирующего электронного микроскопа, подведение подвижного образца до контакта к неподвижному осуществляют с помощью магнитоэлектрической системы, а моменты контакта и отрыва образцов фиксируют на видеомагнитофоне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США N° 3523448, кл. 73-104, 1970.

2.Щукин Е. Д. и др. ЭкспериментальQ ные исследования сил сцепления в индивидуальных микроскопических контактах между кристаликами при поджиме и спекании. «Коллоидный журнал , 31, № б, 913, 1969 (прототип).