RU1796886C - Мера толщины пленок - Google Patents

Abstract

Использование: поверка и градуировка толщиномеров пленок и покрытий. Сущность изобретени : подложка 1 выполнена в виде полого цилиндра. На наружную и внутреннюю поверхность подложки 1 нанесены равномерные покрыти  2 и 3 с кольцевыми .пазами, заполненными пленками 5 и 7. Положительный эффект: возможность поверки и градуировки толщиномеров дл  измерени  многослойных покрытий на криволинейных поверхност х. 1 ил,

Description

:

J 5 4 / /

г

Ш

XI

о о

СО СО

о

Изобретение относитс  к метрологии, а именно к средствам дл  поверки и градуировки толщиномеров пленок и покрытий.

Известна мера толщины пленок с трехслойной цилиндрической подложкой, на наружной и внутренней поверхност х которой имеютс  участки дл  настройки на О толщиномеров , а также пазы, заполненные материалом пленки, так что свободные цилиндрические поверхности пленки совпадают соответственно с наружной или внут- ренней цилиндрической поверхностью подложки.

Однако известна  мера воспроизводит только одно значение толщины пленки, а составна  подложка из трех элементов приводит к дополнительным погрешност м при поверке по ней вихретоковых и радиационных толщиномеров.

Известна также мера толщины пленок, содержаща  подложку в виде полого цилиндра , на наружной и внутренней поверхност х которой имеютс  два паза в виде кольцевых канавок с глубиной, равной требуемой толщине пленки. Пленка заполн ет эти пазы так, что ее свободные цилиндрические поверхности совпадают соответствен- но с наружной или внутренней цилиндрической поверхностью подложки.

Дл  поверки и градуировки толщиномеров , например вихретоковых и радиационных толщиномеров, позвол ющих измер ть без разрушени  толщины двухслойных покрытий на цилиндрических наружных поверхност х , а также на внутренних поверхност х трубчатых деталей и двухслойных покрытий на криволинейных поверхност х , необходимо иметь аттестованные по толщине покрыти  и подсло  меры из материалов, составл ющих покрытие , подслой и подложку детали, так как поверка толщиномеров по нормативным документам стандартов производитс  в нормальных услови х их применени .

Недостатком известной меры  вл етс  то, что она не позвол ет проводить поверку и градуировку толщиномеров дл  измерени  толщин двухслойных покрытий на криволинейных наружных поверхност х и на внутренних поверхност х трубчатых деталей , так как имеет только однослойное покрытие , аттестованное по толщине на криволинейных поверхност х.

Цель изобретени  - расширение области применени  меры путем создани  комбинаций различных толщин пленок и подслоев из различных материалов на выпуклых и вогнутых поверхност х.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в мере толщины пленок, содержащей подложку в виде полого цилиндра, на внутренней и наружной поверхност х которого выполнены пазы, аттестованные по глубине и заполненные материалом пленки так, что ее

поверхность, соприкасающа с  с окружающей средой, совпадает с внутренней и наружной поверхност ми, согласно изобретению на наружную и внутреннюю поверхность подложки перед выполнением

0 пазов нанесено равномерное покрытие с толщиной больше глубины пазов на указанных поверхност х соответственно, а пазы выполнены в теле этого покрыти .

В насто щее врем  выпускаютс  толщи5 номеры покрытий, например вихретоковые, радиационные и др., которые позвол ют измер ть без разрушени  толщину двухслойного покрыти  (или толщину отдельных слоев этого покрыти ) на разнообразных де0 тал х, а также труднодоступных участках труб и в отверсти х. Дл  поверки этих толщиномеров необходимо иметь меры толщины пленок из тех же материалов, с той же конфигурацией и кривизной, что и детали,

5 подвергаемые контролю этими толщиномерами , так как поверка толщиномеров по нормативным документам стандартов производитс  в нормальных услови х их применени . С целью поверки толщиномеров дл 

0 измерени  двухслойных покрытий и за счет исключени  вли ни  кривизны поверхностей подложки, покрыти  и подсло  при измерении толщин двухслойных покрытий на цилиндрических и трубчатых детал х под5 ложка выполнена в виде цельного полого цилиндра. Цельность полого цилиндра нужна также, чтобы исключить в показани х вихретоковых и радиационных толщиномеров переходы от одного элемента на другой,

0 которые всегда имеютс  при составной подложке . Пазы в покрытии цельной подложки на ее наружной и внутренней поверхност х выполнены в виде цилиндрических канавок, что позвол ет повышать точность аттеста5 ции толщины покрыти  на подслое в двухслойном покрытии.

На чертеже представлен вид спереди в сечении меры толщины пленок.

Мера толщины пленок содержит под0 ложку 1 в виде полого цилиндра, на наружной и внутренней поверхност х которого нанесено равномерное покрытие 2 и 3 С толщинами hi + hie и h2 + П2С соответственно . На наружной поверхности покрыти  2

5 выполнен кольцевой паз, дно 4 которого удалено от наружной цилиндрической поверхности покрыти  2 на величину hi, равную требуемой толщине пленки 5 меры. Пленка 5 заполн ет паз так, что ее поверхность , соприкасающа с  с окружающей

средой, совпадает с цилиндрической поверхностью покрыти  2, соприкасающейс  с окружающей средой. Кроме того, на внутренней поверхности покрыти  3 выполнен второй кольцевой паз, однородный с основным , дно б которого удалено от цилиндрической поверхности покрыти  3, соприкасающейс  с окружающей средой, на величину h2, равную требуемой толщине пленки или покрыти  7 меры. Пленка 7 заполн ет второй паз так, что ее поверхность, соприкасающа с  с окружающей средой, совпадает с цилиндрической поверхностью покрыти  3, соприкасающейс  с окружающей средой. Прочие линейные размеры меры толщины пленок определ ютс  исход  из размеров и характеристик датчиков повер емых толщиномеров, а также исход  из кривизны поверхностей контролируемых этими толщиномерами деталей.

Изготовл ют предложенную меру следующим образом. Выбирают полый цилиндр , обрабатывают наружную и внутреннюю поверхности до необходимого диаметра таким образом, чтобы соблюдалась толщина подложки Н в пределах 5-8 мм. Нанос т на наружную и внутреннюю поверхности покрытие из одинакового или из разных материалов с толщинами покрыти  больше, чем hi + hie и ha + П2С. Оп ть обрабатывают наружную и внутреннюю поверхности теперь уже покрыти  2 и 3, выполн ют кольцевые пазы с глубиной hi и и обрабатывают донь  4 и 6 пазов в соответствии с требовани ми допусков цилиндрич- ности и параметров шероховатости. Далее обрабатывают боковые поверхности полого цилиндра таким образом, чтобы на шлифах боковых поверхностей можно было бы измерить толщины покрытий hi + hie и ha + h2C микроскопом. . .

После указанных операций аттестуютс  толщины hi + hie и h2 + h2C и глубина кольцевых пазов hi и h2 по направлению радиуса кривизны доньев 4 и 6 пазов с высокой точностью , например, с помощью оптических методов. Далее нанос т в наружный паз пленку 5 так, чтобы ее поверхность, соприкасающа с  с окружающей средой, совпадала с наружной цилиндрической поверхностью покрыта  2. Провер ют ци- линдричность и профиль продольного сечени  наружной поверхности меры, т.е. совпадение поверхностей пленки 5 и покрыти  2, соприкасающихс  с окружающей средой. После этого нанос т пленку 7 во внутренний паз меры, т.е. в паз в покрытие 3 так, чтобы ее свободна  поверхность совпадала с цилиндрической поверхностью покрыти  3, соприкасающейс  с окружающей

средой. Провер ют цилиндричность и профиль продольногосеч.ени  внутренней поверхности меры, контролиру  совпадение поверхностей.пленки 7 и покрыти  3, соприкасающихс  с окружающей средой. Несовпадение вышеупом нутых поверхностей допускаетс  в пределах до .+10 мкм, и по результатам измерени  значение несовпадени  в качестве поправки учитываетс  в

0 аттестате меры толщины пленок. После этих операций у меры толщины пленок аттестованы толщины многослойного покрыти , т.е. толщины наружных слоев hi и П2 (толщины пле нок5и7), толщины подслоев цс и h2C

5 и толщины покрыти  2 и 3 hi hie и h2 + h2C. Поверку и градуировку толщиномеров покрытий с помощью данной меры осуществл ют следующим образом. Устанавливают датчик толщиномера на участок меры с

0 пленкой 5. Показани  толщиномера при нахождении датчика на этом участке сравнивают с аттестованной суммарной толщиной hi + hie при измерении двухслойного покрыти  или толщиной hi при измерении толщи5 ны только наружного сло  покрыти . При нахождении датчика на участке поверхности только покрыти  2 показани  толщиномера также сравнивают с аттестованной толщиной hi + hie. Но в этом случае толщи0 номер должен быть настроен на измерение толщины однослойного покрыти .

При поверке толщиномеров дл  измерени  толщин двухслойных покрытий на внутренних цилиндрических поверхност х

5 датчик повер емого толщиномера устанавливают на любой участок меры с пленкой 7. Сравнивают показани  толщиномера с аттестованным значением суммарной толщины ti2 + n2C двухслойного покрыти  меры и по разнице суд т о годности повер емого

0 толщиномера. Также можно повер ть толщиномер по аттестованным значени м толщин h2 пленки 7 и П2 + П2С покрыти  3, если повер емый толщиномер настроен на измерение толщины только наружного сло  по5 крыти  или толщины однослойного покрыти . Далее берут другую меру толщины пленок с другими значени ми аттестованных толщин hi, h2, hic-и h2C, и так производитс  поверка, по всем повер емым

0 точкам толщиномера в диапазоне его измерени .

Выполнение цилиндрического паза на поверхност х покрытий 2 и 3, нанесенных на наружную и внутреннюю поверхности

5 подложки, выполненной в виде цельного полого цилиндра, позвол ет расширить функ- циональныё возможности меры путем комбинировани  различных толщин пленок и подслоев из различных материалов. При

этом цельность подложки в виде полого цилиндрического элемента при поверке вих- ретрковых и радиационных толщиномеров покрытий исключает погрешности поверки, св занные с переходами от одного элемента на другой, использованием подложки из трех сопр женных между собой цилиндрических элементов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Мера толщины пленок; содержаща  подложку, выполненную в виде полого цилиндра , аттестованные по глубине пазы, выполненные в виде кольцевых канавок на

   0

   внешней и внутренней поверхност х меры, и заполн ющие эти пазы пленки, поверхности которых совпадают с соответствующей внешней и внутренней поверхност ми меры , о тли ч а ю щ а   с   тем, что, с целью расширени  области применени  путем создани  комбинаций различных толщин пленок и подслоев из различных материалов, на наружную и внутреннюю поверхности подложки дополнительно нанесено равномерное покрытие, толщина которого превышает глубину кольцевых пазов на соответствующей поверхности, а пазы выполнены в теле этого покрыти .