RU2616356C1 - Device for controlling object surface purity - Google Patents

Device for controlling object surface purity Download PDF

Info

Publication number
RU2616356C1
RU2616356C1 RU2016115692A RU2016115692A RU2616356C1 RU 2616356 C1 RU2616356 C1 RU 2616356C1 RU 2016115692 A RU2016115692 A RU 2016115692A RU 2016115692 A RU2016115692 A RU 2016115692A RU 2616356 C1 RU2616356 C1 RU 2616356C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring unit
plate
pressure measuring
unit
mode setting
Prior art date
Application number
RU2016115692A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Алексеевич Деулин
Сергей Сэмович Машуров
Александр Андреевич Гаценко
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Аэрокосмический Мониторинг И Технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Аэрокосмический Мониторинг И Технологии" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Аэрокосмический Мониторинг И Технологии"
Priority to RU2016115692A priority Critical patent/RU2616356C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616356C1 publication Critical patent/RU2616356C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention may find application in the vacuum and electronic instrument engineering, nuclear engineering and other applications requiring high purity of surfaces, working in conditions of the controlled ambient, in particular very strict requirements to the surfaces of cathodes for night vision devices, to the walls of vacuum chambers and equipment of thermonuclear synthesis installations, the device surfaces for vacuum measurement, and can be used at pressures in the range of 105-10-10 Pa, at the operating atmospheric humidity in the range of 0.1-0.95 RH and temperatures of -40 to 150°C. The device for controlling the object surface purity comprises a polished stationary clamping plate, a movable plate with a sample surface, a stationary base plate, all successively located. Also, the device comprises a rack, on which a stationary base plate and resilient plates are fixed, one of which is connected to the clamping plate and provides a clamping force, and the second, via the connecting member, is fixed to the test plate and provides a breakaway force, a strain gauge mounted and fixed to the second resilient plate. Furthermore, the device comprises piezo drives connecting the resilient plates with the base, and a breakaway force measurer connected to the load cell. Herewith a pressure measuring unit, a saturating vapour pressure measuring unit, a temperature measuring unit, a humidity measuring unit, a mode setting unit, a special computing unit are additionally introduced into the device. Herewith there are thin polished films on the surface of the plates having adsorption energy Ea identical to the test surface, the outputs of the pressure measuring unit, the saturating vapour pressure measuring unit, the temperature and humidity measuring units are connected to the inputs of the mode setting unit, and the outputs of the breakaway force measurer and the mode setting unit are connected to the inputs of the special computing unit.
EFFECT: increasing the measurement reliability for objects having different chemical surface composition and, accordingly, different absorption energy Ea, that expands their field of application.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в вакуумном и электронном приборостроении, ядерной технике и других областях, где предъявляющих высокие требования к чистоте поверхности изделий, работающих в условиях контролируемой внешней среды, в частности очень жестких требований к поверхностям катодов для приборов ночного видения, к стенкам вакуумных камер и приборов в установках термоядерного синтеза, поверхностям приборов для измерения вакуума, и может быть использовано при давлениях в диапазоне 105-10-10 Па, при влажности рабочей атмосферы в диапазоне 0.1-0,95 RH и температурах от -40 до +150°С.The invention relates to the field of measuring technology and can find application in vacuum and electronic instrumentation, nuclear engineering and other fields where high demands are placed on the surface cleanliness of products operating in a controlled environment, in particular, very stringent requirements on the cathode surfaces for night vision devices , to the walls of vacuum chambers and devices in fusion plants, the surfaces of devices for measuring vacuum, and can be used at pressures in the range of 10 5 -10 -10 Pa, with a humidity of the working atmosphere in the range 0.1-0.95 RH and temperatures from -40 to + 150 ° C.

Требования к чистоте поверхности зависят от уровня реализуемой технологии и параметров изготавливаемого изделия. На практике применяется большое количество различных методов по оценке качества очистки поверхностей деталей. Существуют разновидности фотометрического метода, дифракционный метод, масс-спектрометрический метод, различные электрохимические методы, радиохимические, электронная Оже-спектроскопия, метод локального рентгеновского анализа, вторичной ионной масс-спектроскопии сканирующей зондовой микроскопии (см., например, патент РФ №2515117, МПК G01N 19/08, 2012 г., опубл. заявку РФ №2007108635, МПК G01N 13/02, 2007 г., патент РФ №2358249, МПК G01L 19/06, 2005 г., патент РФ №2380684, МПК G01N 13/02, 2008 г. и др.). Методы, основанные на смачиваемости поверхности пластин жидкостями, позволяют фиксировать физическую неоднородность поверхности, обнаруживать органические загрязнения.The requirements for surface cleanliness depend on the level of technology being implemented and the parameters of the manufactured product. In practice, a large number of different methods are used to assess the quality of cleaning surfaces of parts. There are varieties of the photometric method, diffraction method, mass spectrometric method, various electrochemical methods, radiochemical, Auger electron spectroscopy, local X-ray analysis, secondary ion mass spectroscopy of scanning probe microscopy (see, for example, RF patent No. 2515117, IPC G01N 08/19, 2012, published RF application No. 2007108635, IPC G01N 13/02, 2007, RF patent No. 2358249, IPC G01L 19/06, 2005, RF patent No. 2380684, IPC G01N 13/02 , 2008, etc.). Methods based on the wettability of the wafer surface with liquids make it possible to fix the physical heterogeneity of the surface and detect organic contaminants.

Указанным методам присущи недостатки: малая чувствительность при низких концентрациях загрязнений.These methods have inherent disadvantages: low sensitivity at low concentrations of pollution.

Известно техническое решение, описывающее устройство контроля плоских поверхностей пластин, содержащее пластину с исследуемой поверхностью, установленную с возможностью движения между неподвижными базовой пластиной и прижимной неподвижной полированной пластиной, стойку, на которой закреплены подвижная и неподвижные пластины, выполненные полированными, упругие пластины, одна из которых соединена с прижимной пластиной и обеспечивает силу прижатия, а вторая через соединительный элемент с исследуемой пластиной и обеспечивает силу страгивания, тензодатчики, установленные на упругих пластинах, пьезобиморфрые приводы, соединяющие тензодатчики с базой, измерительный блок выполнен в виде измерителей силы прижатия и силы страгивания (см. заявку РФ №2016105979 от 20.02.2016 г., МПК G01N 19/02). Указанное устройство позволяет измерять чистоту поверхностей приборов и механизмов, работающих в широком диапазоне давлений (105-10-10 Па), и в условиях изменения влажности рабочей атмосферы в диапазоне 0.1-0,95 RH, за счет одновременного измерения рабочего давления (вакуум) и коэффициента покрытия поверхности сорбатом, т.е. ее загрязнения молекулами сорбированных газов. Для устранения влияния температуры, возникающей при трении - движения пластин, устройство устраняет динамическую составляющую силы, возникающую при страгивании образцов с точек контакта.A technical solution is known that describes a device for monitoring flat surfaces of plates, containing a plate with a test surface, mounted for movement between a fixed base plate and a clamping fixed polished plate, a rack on which movable and fixed plates polished are mounted, elastic plates, one of which connected to the pressure plate and provides a pressing force, and the second through the connecting element with the studied plate and provides the strength of aging, strain gauges mounted on elastic plates, piezobimorphic actuators connecting the strain gauges to the base, the measuring unit is made in the form of pressure and shearing force meters (see RF application No. 2016105979 dated 02.20.2016, IPC G01N 19/02). The specified device allows you to measure the cleanliness of the surfaces of devices and mechanisms operating in a wide pressure range (10 5 -10 -10 Pa), and in conditions of changes in the humidity of the working atmosphere in the range 0.1-0.95 RH, due to the simultaneous measurement of working pressure (vacuum) and the surface coating coefficient of the sorbate, i.e. its pollution by molecules of sorbed gases. To eliminate the influence of the temperature that occurs during friction - the movement of the plates, the device eliminates the dynamic component of the force that occurs when straining samples from contact points.

Однако измеряемый коэффициент покрытия поверхности исследуемой пластины сорбатом - слоем, состоящим из молекул сорбированных газов, является многопараметрической функцией, зависящей от температуры, давления, влажности, химического состава поверхности, что проявляется через энергию адсорбции Еа, характерную для каждой пары «газ - твердое тело». Изменения каждого из указанных параметров сказывается непосредственно на достоверности результатов измерений. Кроме того, ограниченность и невоспроизводимость реальных объектов исследования также сказывается на достоверности результатов, поскольку в устройстве предполагается использование пластин, выполненных из одного материала: либо из кварца, либо из кристаллического кремния, хотя реальные объекты могут иметь различный состав поверхностей и могут не соответствовать материалу, используемому потребителем устройства.However, the measured coating coefficient of the surface of the studied plate with a sorbate — a layer consisting of molecules of adsorbed gases — is a multi-parameter function that depends on temperature, pressure, humidity, and chemical composition of the surface, which is manifested through the adsorption energy E a , which is characteristic for each gas-solid pair ". Changes to each of these parameters directly affect the reliability of the measurement results. In addition, the limited and irreproducibility of real objects of research also affects the reliability of the results, since the device is supposed to use plates made of the same material: either quartz or crystalline silicon, although real objects may have different surface compositions and may not correspond to the material, used by the consumer device.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является разработка устройства, измеряющего чистоту поверхности изделий и работающего в широком диапазоне давлений (105-10-10 Па), в условиях изменения температуры от -40 до +150°С и в условиях изменения влажности рабочей среды в диапазоне 0.1-0,95 RH. Повышение достоверности результатов измерений для объектов, имеющих разные Еа, позволяет использовать их в вакуумной технике, электронике, точном приборостроении, в аэрокосмическом машиностроении, химической, нефтегазовой и в других отраслях промышленности.The technical problem posed in the present invention is the development of a device that measures the surface cleanliness of products and operates in a wide range of pressures (10 5 -10 -10 Pa), under conditions of temperature changes from -40 to + 150 ° C and in conditions of changing working humidity environment in the range of 0.1-0.95 RH. Improving the reliability of measurement results for objects with different E a allows you to use them in vacuum technology, electronics, precision instrumentation, aerospace engineering, chemical, oil and gas and other industries.

Для реализации поставленной технической задачи в устройство контроля чистоты поверхности объектов, содержащее последовательно расположенные последовательно полированные неподвижную прижимную пластину, подвижную пластину с исследуемой поверхностью, неподвижную базовую пластину, стойку, на которой закреплена неподвижная базовая пластина, упругие пластины, одна из которых соединена с прижимной пластиной и обеспечивает силу прижатия, а вторая, через соединительный элемент, прикреплена к исследуемой пластине и обеспечивает силу страгивания, тензодатчик, установленный и закрепленный на второй упругой пластине, пьезоприводы, связывающие упругие пластины с базой, измеритель силы страгивания, соединенный с тензодатчиком, введены блок измерения давления, блок измерения давления насыщающих паров, блок измерения температуры, блок измерения влажности, блок задания режима, спецвычислитель, при этом на поверхности пластин нанесены тонкие полированные пленки, имеющие энергию Еа адсорбции, идентичную исследуемой поверхности, выходы блока измерения давления, блока измерения давления насыщающих паров, блока измерения температуры и блока измерения влажности соединены с входами блока задания режима, а выходы измерителя силы страгивания и блока задания режима подключены к входам спецвычислителя.To implement the technical task, a device for monitoring the cleanliness of the surface of objects, which contains sequentially sequentially polished a stationary pressure plate, a movable plate with a surface to be examined, a fixed base plate, a rack on which a fixed base plate is attached, elastic plates, one of which is connected to the pressure plate and provides the pressing force, and the second, through the connecting element, is attached to the test plate and provides the strength of the stragg a strain gauge mounted and secured to a second elastic plate, piezoelectric actuators connecting the elastic plates to the base, a straining force meter connected to the strain gauge, a pressure measuring unit, a saturating vapor pressure measuring unit, a temperature measuring unit, a humidity measuring unit, a mode setting unit are introduced , spetcvychislitelej, the wafers deposited on the surface of the polished thin film having an adsorption energy E and identical to the investigated surface, the outputs of the pressure measuring unit measuring unit The pressure of the saturating vapor, temperature and humidity measuring unit measuring unit connected to the mode setting unit inputs and outputs, and measuring the pushing force mode setting unit connected to spetcvychislitelej inputs.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1 - устройство контроля чистоты поверхности объектов;in FIG. 1 - device for monitoring the cleanliness of the surface of objects;

на фиг. 2 - зависимость силы страгивания (коэффициента страгивания) от давления Р (кривая «а») и как функция коэффициента покрытия поверхности сорбатом Θ (кривая «б»);in FIG. 2 - dependence of the pulling force (pulling coefficient) on pressure P (curve "a") and as a function of the coefficient of surface coverage by sorbate Θ (curve "b");

на фиг. 3 - зависимость силы страгивания (коэффициента страгивания) от температуры Т (кривая «а») и как функция коэффициента покрытия поверхности сорбатом Θ (кривая «б»);in FIG. 3 - dependence of the straining force (coefficient of straining) on the temperature T (curve "a") and as a function of the surface coating coefficient of the sorbate Θ (curve "b");

на фиг. 4 - зависимость силы страгивания (коэффициента страгивания) от влажности окружающей среды RH для различной температуры (кривая «а») и как функция силы страгивания от коэффициента покрытия поверхности сорбатом Θ (кривая «б»).in FIG. 4 - dependence of the pulling force (pulling coefficient) on the ambient humidity RH for different temperatures (curve "a") and as a function of the pulling force on the surface coating coefficient of the sorbate Θ (curve "b").

Устройство контроля чистоты поверхности объектов (фиг. 1) содержит полированные неподвижную прижимную пластину 1, исследуемую подвижную пластину 2, неподвижную базовую пластину 3, закрепленную на основании стойки 4, на поверхности которых нанесены тонкие пленки толщиной 1-3 нм, повторяющие профиль исходной поверхности с энергией адсорбции Еа, идентичной энергии поверхности контролируемого изделия, упругую пластину 5 для создания силы страгивания FT, упругую пластину 6, соединенную с прижимной пластиной и обеспечивающую силу прижатия FN, тензодатчик 7 для измерения силы страгивания FТ, соединительный элемент 8, пьезопривод 9 страгивания, пьезопривод 10 прижатия, база 11, блок 12 измерения силы страгивания FТ, блок 13 измерения давления (Р), блок 14 измерения давления насыщающих паров (PL), блок 15 измерения температуры (Т), блок 16 измерения влажности, блок задания режима 17, спецвычислитель 18, входы которого подключены к выходу блока 12 измерения силы страгивания FT и выходу блока 17 задания режима, упругие пластины 5 и 6, как и приводы 9 и 10, расположены перпендикулярно друг другу.The object surface cleanliness control device (Fig. 1) contains a polished stationary pressure plate 1, a movable plate 2 under study, a fixed base plate 3 fixed to the base of the rack 4, on the surface of which thin films of a thickness of 1-3 nm are applied, repeating the profile of the initial surface with adsorption energy E a identical surface energy of the test object, an elastic plate 5 to generate the pushing force F T, an elastic plate 6, coupled with the pressure plate and provides a pressing force F N, t nzodatchik 7 for measurement of the pushing F T, the connecting member 8, piezodrive 9 breakaway, piezo 10, a pressing base 11, the measurement unit 12 forces the pushing F T, the pressure measuring unit 13 (F), a pressure measuring unit 14 saturating vapor (P L) unit 15 measuring the temperature (T), unit 16 humidity measurement unit setting mode 17 spetcvychislitelej 18 whose inputs are connected to the output unit 12 the pushing force measurement F T and the output unit 17 setting mode, the resilient plate 5, and 6, as well as actuators 9 and 10 are perpendicular to each other.

Принцип работы устройства основан на использовании трех гладких пластин: одной подвижной - исследуемой 2, с нанесенной на нее тонкой пленкой, повторяющей профиль исходной поверхности и с энергией адсорбции Еа, характерной для исследуемого объекта. Химический состав и адгезионные свойства поверхности пленок, нанесенных на рабочие элементы устройства, идентичны объекту изучения.The principle of operation of the device is based on the use of three smooth plates: one movable - test 2, with a thin film deposited on it, repeating the profile of the initial surface and with an adsorption energy E a characteristic of the studied object. The chemical composition and adhesive properties of the surface of the films deposited on the working elements of the device are identical to the object of study.

Для случая изменения состава и свойств поверхности контролируемого объекта у потребителя устройства имеются сменные пластины с соответствующим покрытием. Использование сменных запасных пластин вместо исходных может обеспечить достоверность измеряемых результатов, что позволяет производить быструю замену рабочих элементов (пластин) самим оператором без использования специального инструмента.For a case of changing the composition and surface properties of the controlled object, the consumer of the device has interchangeable plates with an appropriate coating. The use of replaceable replacement plates instead of the initial ones can ensure the reliability of the measured results, which allows the operator to quickly replace the working elements (plates) without using a special tool.

Параметр Еа по требованию потребителя обеспечивается созданием на поверхностях всех пластин слоев заданного материала. Так:Parameter E a at the request of the consumer is provided by the creation on the surfaces of all plates of layers of a given material. So:

для пары железо-водород Еа=50,8-55,7 10-8 Дж/кмоль;for a pair of iron-hydrogen E a = 50.8-55.7 10 -8 J / kmol;

для пары никель-водород Еа=24,7 10-8 Дж/кмоль;for a nickel-hydrogen pair, E a = 24.7 10 -8 J / kmol;

для пары нержавеющая сталь-водород Еа=10,7 10-8 Дж/кмоль;for a stainless steel-hydrogen pair E a = 10.7 10 -8 J / kmol;

для пары медь-водород Еа=760,7 10-8 Дж/кмоль;for a pair of copper-hydrogen E a = 760.7 10 -8 J / kmol;

для пары железо-кислород Еа=17,5 10-8 Дж/кмоль;for a pair of iron-oxygen E a = 17.5 10 -8 J / kmol;

для пары медь-кислород Еа=33,5 10-8 Дж/кмоль.for a pair of copper-oxygen E a = 33.5 10 -8 J / kmol.

Две неподвижные пластины 1 и 3 в плоскости их взаимных контактов с поверхностью пластины 2 (см. фиг. 1), прижимаемые пьезоприводом 10 к исследуемой подвижной пластине 2, создают нормальную (и при этом одинаковую) силу прижатия FN - нормальную нагрузку сразу в двух плоскостях. Тангенциальная сила страгивания FT, инициирующая начало движения исследуемой подвижной поверхности пластины 2, обеспечивается пьезоприводом 9 страгивания. С помощью пьезопривода 9 страгивания через упругую пластину 5 задается движение пластины 2. Сила прижатия FN обеспечивается через упругую пластину 6 пьезоприводом прижатия 10. Вследствие перемещения пластины 2 сменяются зоны контакта всех пластин, измеряется сила страгивания FT, являющаяся функцией коэффициента покрытия, т.е. показателя покрытия поверхностей сорбатом. При измерении силы страгивания выделяется та составляющая, которая зависит только от количества слоев молекул, сорбированных на поверхностях и выступающих как «загрязнениие», поэтому устройство использует образцы с гладкими поверхностями, где «механическая» составляющая от срезания микронеровностей минимальна, а измерения проводят в момент страгивания поверхностей образцов с точки зрения статического контакта. Поэтому в качестве пары контакта для измерения были выбраны полированные пластины, покрытые тонкими пленками с энергией адсорбции Еа идентичной поверхности контролируемого объекта и обеспечивающие наибольшую поверхность контакта поверхностей.Two fixed plates 1 and 3 in the plane of their mutual contacts with the surface of the plate 2 (see Fig. 1), pressed by the piezo drive 10 to the investigated movable plate 2, create a normal (and at the same time identical) pressing force F N - normal load in two planes. The tangential force of moving F T , initiating the beginning of the motion of the investigated movable surface of the plate 2, is provided by the piezoelectric drive 9 of the moving. Using the piezo drive 9 through the elastic plate 5, the movement of the plate 2 is set. The pressing force F N is provided through the elastic plate 6 by the piezo-drive pressing 10. Due to the movement of the plate 2, the contact zones of all the plates are replaced, the shear force F T , which is a function of the coating coefficient, is measured, e. an indicator of surface coverage with a sorbate. When measuring the force of stripping, a component is released that depends only on the number of layers of molecules adsorbed on surfaces and acting as “contamination”, therefore, the device uses samples with smooth surfaces, where the “mechanical” component from cutting microroughnesses is minimal, and measurements are carried out at the time of straining surfaces of samples in terms of static contact. Therefore, polished plates coated with thin films with an adsorption energy E a identical to the surface of the controlled object and providing the largest contact surface of the surfaces were chosen as the contact pair for measurement.

Сила FT позволяет определить коэффициент покрытия поверхности сорбатом. Коэффициент покрытия поверхности сорбатом или количество слоев сорбата на поверхности может быть найдено по уравнению БЭТ (С. Брунауэра, П. Эммета и Е. Теллера (БЭТ) (см. Saul Dushman, Scientific Foundations of Vacuum Technique, New York-London, John Willey & Sons, Inc., 1962), работающем в широком диапазоне давлений: от атмосферного и до давления на 15 порядков ниже атмосферного):The force F T makes it possible to determine the surface coverage coefficient with a sorbate. The surface coverage coefficient of the sorbate or the number of layers of sorbate on the surface can be found by the BET equation (S. Brunauer, P. Emmett and E. Teller (BET) (see Saul Dushman, Scientific Foundations of Vacuum Technique, New York-London, John Willey & Sons, Inc., 1962), operating in a wide range of pressures: from atmospheric and to pressures 15 orders of magnitude lower than atmospheric):

Figure 00000001
Figure 00000001

где Θ - коэффициент покрытия поверхности сорбатом или количество слоев сорбированных молекул на поверхности;where Θ is the surface coverage coefficient by the sorbate or the number of layers of sorbed molecules on the surface;

Р - давление;P is the pressure;

PL - давление насыщающих паров сорбата;P L is the pressure of the saturating vapor of the sorbate;

Еа - энергия адсорбции;E a - adsorption energy;

EL - теплота парообразования (конденсации) сорбата;E L is the heat of vaporization (condensation) of the sorbate;

R - универсальная газовая постоянная;R is the universal gas constant;

Т - температура поверхности твердого тела (сорбата).T is the surface temperature of the solid (sorbate).

Как следует из формулы, коэффициент покрытия поверхности сорбатом является функцией давления Р в газовой среде над поверхностью, давления PL насыщающих паров сорбата, энергии адсорбции Еа и теплоты парообразования (конденсации) сорбата EL (определяет показатель относительной влажности RH).As follows from the formula, the surface coating coefficient of a sorbate is a function of the pressure P in the gaseous medium above the surface, the pressure P L of the sorbate saturating vapor, the adsorption energy E a and the heat of vaporization (condensation) of the sorbate E L (determines the relative humidity index RH).

В зависимости от указанных параметров и сил страгивания, возникающих при движении пластин 1, 2 и 3, возможно определить необходимый режим измерений, учитывающий необходимый диапазон давлений, и зависимость силы страгивания FT от давления Р и от коэффициента покрытия Θ (см. фиг. 2), зависимость силы страгивания от температуры Т и от коэффициента покрытия Θ (см. фиг. 3) и зависимость силы страгивания от влажности окружающей среды RH и от коэффициента покрытия Θ (см. фиг. 4). Для устранения зависимости Θ от вышеперечисленных параметров и повышения достоверности результатов в процессе контроля потребителем задается необходимый режим измерения в блоке 17, и соответствующие им параметры вводятся в спецвычислитель 18.Depending on the indicated parameters and the straining forces arising from the movement of the plates 1, 2 and 3, it is possible to determine the necessary measurement mode, taking into account the necessary pressure range, and the dependence of the straining force F T on the pressure P and on the coating coefficient Θ (see Fig. 2 ), the dependence of the breaking force on the temperature T and on the coating coefficient Θ (see Fig. 3) and the dependence of the breaking force on the humidity of the environment RH and on the coating coefficient Θ (see Fig. 4). To eliminate the dependence of Θ on the above parameters and increase the reliability of the results in the process of control by the consumer, the required measurement mode is set in block 17, and the corresponding parameters are entered into the special calculator 18.

Claims (1)

Устройство контроля чистоты поверхности объектов, содержащее расположенные последовательно полированные неподвижную прижимную пластину, подвижную пластину с исследуемой поверхностью, неподвижную базовую пластину, стойку, на которой закреплена неподвижная базовая пластина, упругие пластины, одна из которых соединена с прижимной пластиной и обеспечивает силу прижатия, а вторая, через соединительный элемент, прикреплена к исследуемой пластине и обеспечивает силу страгивания, тензодатчик, установленный и закрепленный на второй упругой пластине, пьезоприводы, связывающие упругие пластины с базой, измеритель силы страгивания, соединенный с тензодатчиком, отличающееся тем, что в устройство введены блок измерения давления, блок измерения давления насыщающих паров, блок измерения температуры, блок измерения влажности, блок задания режима, спецвычислитель, при этом на поверхности пластин нанесены тонкие полированные пленки, имеющие энергию Еа адсорбции, идентичную исследуемой поверхности, выходы блока измерения давления, блока измерения давления насыщающих паров, блока измерения температуры и блока измерения влажности соединены с входами блока задания режима, а выходы измерителя силы страгивания и блока задания режима подключены к входам спецвычислителя.An object surface cleanliness control device comprising sequentially polished a stationary clamping plate, a movable plate with a test surface, a fixed base plate, a rack on which a fixed base plate is fixed, elastic plates, one of which is connected to the clamping plate and provides a pressing force, and the second , through the connecting element, is attached to the test plate and provides the force of movement, the strain gauge mounted and secured to the second elastically a plate, piezoelectric actuators connecting the elastic plates to the base, a straining force meter connected to a strain gauge, characterized in that a pressure measuring unit, a saturating vapor pressure measuring unit, a temperature measuring unit, a humidity measuring unit, a mode setting unit, a special calculator are introduced into the device on the surface of plates coated polished thin film having an energy E a adsorption identical to the investigated surface, the outputs of the pressure measuring unit, a pressure measuring unit saturating vapor block temperature measurements and a humidity measuring unit are connected to the inputs of the mode setting unit, and the outputs of the stragging force meter and mode setting unit are connected to the inputs of the special calculator.
RU2016115692A 2016-04-22 2016-04-22 Device for controlling object surface purity RU2616356C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115692A RU2616356C1 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Device for controlling object surface purity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115692A RU2616356C1 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Device for controlling object surface purity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616356C1 true RU2616356C1 (en) 2017-04-14

Family

ID=58642429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115692A RU2616356C1 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Device for controlling object surface purity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616356C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060604A (en) * 2018-08-28 2018-12-21 四川大学 For characterizing the tester and test method of material surface self-cleaning property

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0502837A1 (en) * 1991-03-06 1992-09-09 Varta Batteri Aktiebolag Process of detecting defects in solid coating layers
JP2005114615A (en) * 2003-10-09 2005-04-28 Canon Inc Method and apparatus for measuring wetting properties on solid surface
RU2307339C2 (en) * 2005-06-14 2007-09-27 Институт систем обработки изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН) Method for measuring cleanness of substrate surfaces
RU2515117C1 (en) * 2012-09-10 2014-05-10 Российская академия наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН) Method to measure purity of substrate surfaces

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0502837A1 (en) * 1991-03-06 1992-09-09 Varta Batteri Aktiebolag Process of detecting defects in solid coating layers
JP2005114615A (en) * 2003-10-09 2005-04-28 Canon Inc Method and apparatus for measuring wetting properties on solid surface
RU2307339C2 (en) * 2005-06-14 2007-09-27 Институт систем обработки изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН) Method for measuring cleanness of substrate surfaces
RU2515117C1 (en) * 2012-09-10 2014-05-10 Российская академия наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН) Method to measure purity of substrate surfaces

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060604A (en) * 2018-08-28 2018-12-21 四川大学 For characterizing the tester and test method of material surface self-cleaning property
CN109060604B (en) * 2018-08-28 2024-03-08 四川大学 Tester and testing method for representing self-cleaning performance of material surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160097743A1 (en) Method for measuring the properties of liquid based on a quartz crystal microbalance sensor
CN101561334A (en) Method for calibrating three-dimensional micro-touch force sensor
RU2616356C1 (en) Device for controlling object surface purity
CN105115822B (en) A kind of universality single shaft slide bar type deformeter high
Pantsialeyeu et al. Digital contact potential probe in studying the deformation of dielectric materials
Li et al. A QCM dew point sensor with active temperature control using thermally conductive electrodes
CN110662953B (en) Stress unit
CN101285772A (en) Thin film residual stress component analytical equipment
RU2617891C1 (en) Plate surface purity sensor
Wang et al. Novel full range vacuum pressure sensing technique using free decay of trapezoid micro-cantilever beam deflected by electrostatic force
CN210834519U (en) High-flux detection device for thermal spraying coating
RU2556288C2 (en) Analyser of total pressure, density and partial pressure of water vapours in low vacuum
Roellig et al. Solubility of helium in liquid hydrogen
US3569722A (en) Apparatus for measuring the thickness of a liquid draining from a vertically disposed surface
Jöhrmann et al. Accelerated Stress Testing for High-Cycle Fatigue of thin Al Films on piezo-driven MEMS Cantilever
Gavriushin et al. Physical basis of the device for surface cleanliness measurement
Park et al. Tensile and high cycle fatigue tests of NiCo thin films
Clayton et al. Tensile creep modulus, creep lateral contraction ratio and torsional creep measurements on small nonrigid specimens
Tanner et al. Accelerating aging failures in MEMS devices
Munro et al. Diamond Anvil Cell Technology for P, T Studies of Ceramics: ZrO 2 (8 mol% Y 2 O 3)
Balmer Resolving structural and dynamical properties in nano-confined fluids
EP4348233A1 (en) Measurement system and method of electric permittivity at 0 hz
US3495445A (en) Process for determining zero shear kinematic viscosity
Seugling et al. Traceable force metrology for micronewton level calibration
McKeith et al. An interferometric technique for the electromechanical calibration of piezoelectric transducers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190423