Голографический способ определения реологических характеристик тонких пленок термопластических сред Советский патент 1982 года по МПК G03H1/18 

идпльного рельефа поверхности и не пбзволяет раздельно определить вязкость и коэффициент поверхностного натяжения ТС Наиболее близким к предлагаемому и вестным техническим рещением является голографический способ определения реологических характеристик тонких пленок термопластических сред (2), заключающийся в формировании синусоидального рельефа поверхности, сглаживании синусо идального рельефа поверхности, во время которого измеряют времена механической релаксации, по которым определяют вязкость и коэффициент поверхностного на- тяжения. Этот способ отличается простотой формирования синусоидального репьефа поверхности, более высокой чувстви тельностью, так как амплитуда синусосдельного рельефа поверхности определяет ся по значению корня квадратного из отношения интенсивности света в первом порядке дифракции к интенсивности паДаюшего света, что позволяет надежно измерять значения амплитуд синусоидального рельефа до уровня л/ 4ОА 2. Однако и этот способ не позволяет раздельно определить вязкость и коэффициент поверхностного натяжения при из- мерении времени механической релаксации Целью изобретения является раздельное определение значений вязкости и коэффициента поверхностного натяжения. Поставленная цель достигается тем, что согласно голографическому спосо определения реологических характеристик тонких пленок термопластических сред, заключающемуся в формировании синусоидального рельефа, сглаживании синусоидального рельефа, во время которого измеряют времена механической релаксации, по которой определяют вязкость и коэффициент поверхностного натяжения, Дополнительно развивают синусоидальный рельеф на поверхности равномернозаряжен ной термопластической среды при постоян ных .температуре и потенциале поверхности, во время чего определяют времена механической релаксации развития рельефа и по значениям времен механической релаксации сглаживания Тдд и развития Х синусоидаribHoro рельефа расчитывают вязкость /W и коэффициент поверхност ного натяжения по следующим соотноще - ниям: т (лк d где К - пространственная частота ре- пьефа; f - диэлектрическая постоянная терьмоппастической среды; S - толщина термопластической V - потенциал поверхности. Способ осуществляется следующим образом. Дополнительно к измерению зависимости (1) и определению из (1) времени механической релаксации Т (2), на равнсмернозаряженной поверхности ТС, на ходяшейся в вязко-текучем состоянии, при постоянных температуре и потенциале поверхности вследствие электрокапиплярно- го эффекта развивают синусоидальный рельеф, амплитуда которого как нами было экспериментально установлено развивает ° экспоненциальному закону ij-Ke . U) С постоянной времени Т определяемой, для области высоких пространственных частот (Kd 1) и значений напряженности электрического поля VM E 5 эмпирической зависимостью (4), Для раздельного определения вязкости и коэффициента поверхностного натяжения дополнительно к определению времени механической релаксации Т/у (2) из зависимости (1), измеренной при сглаживании синусоидального рельефа поверхности при постоянной температуре, определяют время механической релаксации раз-;; витияСдЗ (4) из зависимости (З), измеренной при развитии синусоидального рельефа на равномернозаряженной поверхности ТС при постоянных температуре и потенциале поверхности. Далее по значению времени ТГд CwN известным значениям пространственной частоты, потенциала поверхности, толщины ТС и формулам (2) и (4) расчитывают вязкость и коэффициент поверхностного натяжения. На чертеже приведена блок-схема стройства для ocyщecтвлe гия голографиеского способа измерения времен механической релаксации Т м tj при сглаживании и развитии синусоидального рельефа поверхности. Устройство состоит из истрчника 1 когерентного электромагнитного излучения линзы 2 осуществляющей преобра- . зование Фурье, термопластической среды 3, нанесенной на стеклянную подложку 4 покрытую проводящим слоем 5 двуокиси олова, блока 6 нагрева ТС до постоянной температуры, блока зарядки поверхности ТС, включающего высоковольтный выпрямитель 7 с коронирующим электро- ,дом 8 и управляющей сеткой 9, поддерживающей постоянным потенциал поверхности термопластической среДы во время измерений,, фотоприемников 10, рас положенных в выбранных точках частотной плоскости для измерения интенсивности света и подсоединенных на вход регистрирующего устройства 11 через коммута тор 12, Пример. Способ измерения вре мени, механической релаксации проводили на тонкой пленке ТС на основе гидрированной канифохш, толщиной 1,7 мм при 104 С, при которой тонкая пленка ТС находится в вязко-текучем состоянии. Для осуществления способа поверхность ТС 3 (фиг. 1) равномерно заряжают с помощью блока зарядки 7-9 до значения потенциала поверхности 13О В. Далее с помощью блока 6 нагрева ТС нагревают до постоянной температуры за время ,1 мс, значительно меньщее временС н Г/ и температуру поддерживают с точностью ± . После нагрева ТС до постоянной температуры на ее заряженной поверхности вследствие электро капиллярного эффекта развиваются синусоидальные деформации некоторой области пространствеHHtix частот, определяемой толщиной ТС и потенциалом поверхности. В это время ТС освещается когерентным светом и с помощью фотоприемника 1О, распопожеиного в точке частотной плоскости, соответствующей пространственной частоте 50О лин/мм (для выполнения условия Kd), коммутатора 12 и регист рирующего устройства 11 измеряется зависимость (2). Амплитуду синусоидально го рельефа развивают до значений, при которых дифракция света на каждой си нусоидальной деформации развиваемого спектра частот происходит независимо од на от другой. Для остановки процесса ра вития синусоидальных деформаций выключают нагрев ТС. Результаты измерений обрабатывают. Измеренную зависимость (3) логарифмируют и .по тангенсу угла наклона EVI Vi (k) к оси времени определя946 ЮТ время механической релаксации развития TjX которое для даньсых измерений составляло . Далее измеряют время механической релаксации Тд. Для этого деформированную при измерениях тгД поверхность ТС разряжают, на коронирующий электрод 8 подают отрицательный потенциал и на сетку 9 подают потенциал О. ТС нагревают до 1О4°С, освещают когерентным светс с помощью фотоприемника 10, расположенного в точке частотной плоскости, соответствующей 5ОО лин/мм, коммутатора 12, регистрирующего устрсйства 11 измеряют зависимость (1). Измеренную зависимость (1) логарифмируют и по тангенсу угла наклона EviViCt) к ос времен определяют время механической релакса- ции t/vN, которое для данных измерений составляло / 1-10 сек. . Измеренные значения G - О,3 мс, ТАЛ- мс, а также значения пин/мм, И-1.7 мкм, V-13O В подставляют в формулы (2) и (4) и по ним рассчитывают вязкость и коэффициент поверхностного натяжения, которые для этих измереНИИ соответственно составляли 42 П и 3,01 дин/см. Предлагаемый способ выгодно отга1чаётсЯ от известных тем, чтр позволяет раздельно определить значения вязкости и коэффициента поверхностного натяжения. Формула изобретения Голографический способ опрелепения реологических характеристик тонких пленок термопластических сред, заключа.. щийся в 4юрмировании синусоидального рельефа пойерхности, сглаживании синусоидального рельефа, во время которого измеряют времена механической релаксации, по KOTOpftiiM определяют В51зкость и коэффициент поверхностного натяжения, отличающийся тем, что, с целью раздельного определения вязкости и коэффициента поверхностного натяжения, дополнительно развивают синусоидальный рельеф на поверхности равномернозаряженной термопластической среды при постоянных-температуре и потенциале поверхности, во время чего определяют. времена механической релаксации развития рельефа, и по значениям времен механической репаксашш сглаживанияС и развития синусоидального репьефа рассчитывают вязкость / м коэффициент ТАА по спе поверхностного натяжения шим соотношениям: Тддк- V /d К - пространственная частота р пьефа; g W диэлектрическая постоянная термопластической среды; 46 «3 - тогацина термопластической среды; V - потенциал поверхности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Несеребряные и необычные среды для голографии. Под ред. В. А. Барачевского, 1978, с. 85-95. . 2. Кувшвнский Н. Г. и Барабаш Ю. М. Кинетика проявления морозной деформации на Термопластических носителях. Ж. Н. и ПФ и К, 1976, т. 21, N9 2, с. 88-95 (прототип).