Способ определения физико-химических характеристик растекания веществ Советский патент 1980 года по МПК G01N13/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧГСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

РАСТЕКАНИЯ ВЕЩЕСТВ Возтпсновение колебаний резонатора, покры того затвердевшей пленкой исследуемогб веществаг, объясняется тем, что потери энергии в твердом веществе значительно меньше, чем в жидкости. Активное эквивалентное сопротивле ние резонатора, нагруженного твердой пленкой практически не меняется. А следовательно, и н меняется режим работы автогенератора, в кото руй включают пьезоэлектрический резонатор. В обицем виде закон имеет вид: R At где А и п параметры растекания; R - радиус капли; t- время Параметры растекания А и п наносят по экспериментальным кривым зависимости сдаига частоты колебаний резонатора от времени следуюшим образом. Процесс растекания капли исследуемого вещества нанесенного вНе зоны чувствительности резонатора имеющей высоту .fl , радиус R, массу Шп и плотность f , рассматрива ют как постепенно утоньшающий цилиндр. Количество вещества в чувствительной зоне резонатора находят из выражения: „,,гсооз 1 П I м-.- п-ь ,(1) где Во -- радиус чувствительной зоны; г - текущий радиус; а - расстояние от центра капли исследуемого вещества до центра чзшствительной зоны резонатора. По определению дифференциальная чувствительность резонатора есть . .FCv) dm где AF - полный сдвиг частоты колебаний ре зонатора под действием массы т. В общем случае зависимость дифференциал ной чувствительности от радиуса г представл ет собой колоколообразную функцию, имеющую максимум в центре чувствительной зонц и ржную нулю вне ее. Вид кривой Cf (г) находят, например, электрозондовым методом С учётом выражений (1) и (2) полный едвиг частоты резонатора будет ЛР(Ю- ° J a-iH.y sOrccos Интеграл (3) не имеет аналитического выражения. Но графич(бскй проинтегрировав его я conoctasHB рассчитанную завксимость (3) с экспериментально найденной (t), наг ходят параметры растекания А и п. Пример. Кварцевый резонатор AT среза с собственной частотой Fo 3,3 МГц помещают в криостат, с помощью которого люжно получать и поддерживать любую температуру, вплоть до температуры жидкого азота. Кварцевый резонатор подключают к автогенератору, собранному по схеме емкостной трехточки. Синусоидальное напряжение с выхода автогенератора усиливают с помощью 11шрокополостного усилителя, а затем подают на вход частотомера. Запись изменяющейся во времени частоты осуществляют с помэщью цифропечатающего устройства. При кинетики растекания на нечувствительную область резонатора наносят каплю жидкости, а затем, охлаждая резонатор через каждые 10-15 мин, регистрируют изменение частоты колебаний резонатора. Для получения кинетических характеристик растекания используют зависимость (3). Кривые в логарифмических координатах - прямые, поэтому соответствующим изменением масштаба по оси абсцисс получают величины А- и п. Полученные таким образом значения Аи п равны соответственно для часового масла С-3 0,6 и 4,3 для сквалана 0,3 и 3,7. Эксперименты показали, что критическая толщина, при которой срываются колебания резонатора, для сквалана не превышает 50 монослрев, т.е. п зимерно 200 А. Для воды - еще меньше, приблизительно 50 А. При изучении растекания данным способом толщины наносимых на поверхность резонатора слоев сквалана и часового масла доходили до 10 мкм т.е. в 500 раз превышали критические толщины слоев жидкости, растекание kOTOpbix можно с помощью прототипа. Таким образом данный способ имеет значительно больший диапазон по возможным толщинам СЛОИВ жидкости, а также простую математическую обработку результатов измерений. Формула изобретения Способ определения физико-химических характеристик растеканий веществ, включающий нанесение исследуемого вещества на поверхность пьезоэлектрического резонатора в зоне нечувствительности резонатора и измерение частоты колебаний пьезоэлектрического резонатора, по изменению которой определяют характеристики растекания, отличающийb я тем, i что, с целью определения характеjmcrak растекания в широком диапазоне толцдай наносимого слоя вещества, пьзоэлектрический резонатор охлаждают до температуры за5728053 4

теердевания исследуемого вещества, измеряя1. Т. Хасс и Р. Туи Физика тонких Лленок

при этом частоту колебаний пьезоэлектричес-М., 1970, с, 30-54

кого резонатора.j. Авторское свидетельство СССР № 252728.

Источники информации,з. Ж. Заводская лаборатория N«6. 1972.

принятые во внимание при зкспертмзес. 693-699 (прототип).

l-fs} -- - - кл. G 01 N 13/00. 1968.