Способ определения площади шероховатой поверхности электропроводных изделий Советский патент 1983 года по МПК G01B7/32 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТЮПРОВОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ

1Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения неэлектрмческих величин электрическими методами, и может быть использовано для измерения площадей поверхностей изделий в хим|1ческом и электронном машиностроении.

Известен способ определения площади шероховатой поверхности электропроводных изделий, заключающийся в том, что устанавливают контролируемое изделие в вакуумной камере с измерительным электродом на фиксированном расстоянии от последнего, подключают изделие и измерительный электрод к разным полюсам источника питания постоянного тока и по величине эмиссионного тока определяют площадь щероховатой поверхности 1.. /

Недостаток этого способа состоит в низкой точности измерений, так как в нем измерение эмиссионного тока проводится при наложении внешнего ускоряющего поля высокой напряженност, что приводит к возникновению погрешности от острийных эффектов, зависящей от кривизны поверхностей элементов микрорельефа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения площади шероховатой поверхности электропроводных изделий, заключающийся в том, что наносят на измеряемое изделие МОН9СЛОЙ материала с низкой работой выхода электронов, нагревают измеряемое изделие и контролируют термоэмиссионный ток

10 с его поверхности. О площади монослоя судят по величине термоэмиссионного тока насыщения 2.

Недостатками указанного способа являются наличие ограниченного диапазона взаимосвя15занных параметров, влияющих на точность измерений, и сложность оптимизащ1И этих параметров.

Цель изобретения - повышение точности

20 измерений.

Эта цель достигается тем, что согласно способу измеряют время нарастания термоэмиссионного тока до насьш ения и по нему 39 судят о площади монослоя, равной площа ди поверхности измеряемого изделия. Кроме того, одновременно наносят моиослой материала с низкой работой выхода электронов на поверхность эталонного электрода, измеряют время нарастания термоэмиссионного тока с его поверхности до насыщения и по нему корректируют результат измерения площади монослоя измеряемого изделия. На чертеже представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит вакуумную камеру 1 с нагревателями 2, в которую помещены измеряемое изделие 3 и эталонный электрод 4. жду последними установлен источник 5 пучка атомов материала с низкой работой выхода, перекрываемый заслонкой 6 и системой формирующих диафрагм 7. Над поверхностями измеряемого изделия 3 и эталонного электрода 4 размещены измерительные электроды 8. Вакуумирование камеры 1 производят через вентиль 9, а впуск пара через вентиль 10 из источника 11 пара, установленного в нагревательную печь 12 с термопарой 13 контроля температуры. Способ определения площади шероховатой поверхности электропроводных изделий осуществляется следующим образом. Поверхности измеряемого изделия 3 и зта Л01ШОГО электрода 4 устанавливают напротив источника 5 пучка атомов материала с низко работой выхода, который закрывают заслонкой 6. Через вентили 9 и 10 вакуумируют объем вакуумной камеры 1 и объем источника И пара до давления меньще 5 10 мм рт. ст., после чего измеряемое изделие 3 и эталонный электрод 4 с помощью нагре вателей 2 нагревают до температуры порядка 600 К, контролируя последнюю термопарой 13. Вентиль 10 закрывают и нагре вают источник 11 пара материала с низкой работой выхода и его свободный объем с помощью нагревательной печи 12 до температуры выще температуры нагрева измеряемого изделия 3, например, до 700 К. На измерительные электроды 8 подают по ложительный относительно измеряемого изде лия 3 и эталонного электрода 4 потенщ1ал. Открывают заслонку 6, одновременно вклю чая секундомер. Измеряют термоэмис нные токи с поверхностей измеряемого изелия 3 и эталонного электрода 4 и отмечают моменты времени достижения ими насыщения. Определяют время f нарастания термоэмиссионного тока с поверхности измеряемого изделия 3 до насыщения и анаогичное время для эталонного электроа 4. Площадь монослоя S, равную площади поверхности измеряемого изделия 3, определяется по формуле S- Q , ti Ьэт где § - известная площадь поверхности эталонного электрода. Предлагаемый способ позволяет соответствующим подбором эталонного электрода дополнительно повысить точность измерений. Способ нечувствителен к ощибкам в установлении температур измеряемого изделия и эталонного электрода. I Формула изобретения 1.Способ определения площади нкроховатой поверхности электропроводных изделий, заключающийся в том, что наносят на измеряемое изделие монослой материала с низкой работой выхода электронов, нагревают измеряемое изделие и контролируют термоэмиссио1шый ток с его поверхности, отличающ и, и с я тем, что, с целью повыщения точности измерений, измеряют время нарастания термоэмиссионного тока до насыщения и по нему судят о площади монослоя, равной площади поверхности измеряемого изделия. 2.Способ по п. 1,отличающийс я тем, что одаовременно наносят монослой материала с низкой работой выхода электронов на поверхность эталонногй электрода, измеряют время нарастания термоэмиссионного тока с его поверхности до насыщения и по нему корректируют результат измерения площади монослоя измеряемого изделия. Источ 1ики информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 587319, кл. G 01 В 7/34, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 875208, кл. G 01 В 7/32, 1979 (прототип). S

/v

fj I