SU1193535A1 - Method of inspecting quality of heat conducting coating-to-backing adhesion - Google Patents
Method of inspecting quality of heat conducting coating-to-backing adhesion Download PDFInfo
- Publication number
- SU1193535A1 SU1193535A1 SU843748016A SU3748016A SU1193535A1 SU 1193535 A1 SU1193535 A1 SU 1193535A1 SU 843748016 A SU843748016 A SU 843748016A SU 3748016 A SU3748016 A SU 3748016A SU 1193535 A1 SU1193535 A1 SU 1193535A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- coating
- heat
- substrate
- coefficient
- coating material
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам контроля качества сцепления теплопроводящих покрытий с подложками.The invention relates to a testing technique, and in particular to methods of monitoring the quality of adhesion of heat-conducting coatings to substrates.
Цель изобретения - повышение точности контроля качества сцепления теплопроводящих покрытий с подложкой.The purpose of the invention is to improve the accuracy of quality control of adhesion of heat-conducting coatings to the substrate.
На чертеже показан пример осуществления способа.The drawing shows an example of the method.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
На подложку наносят покрытие одним из известных способов, а на поверхность покрытия воздействуют тепловым потоком. В процессе воздействия теплового потока измеряют параметр, характеризующий качество сцепления, например, коэффициент отражения теплового потока от поверхности покрытия. При этом длительность £ воздействия теплового потока на поверхность покрытия и плотность Р его мощности выбирают иэ условийThe substrate is coated with one of the known methods, and the surface of the coating is affected by heat flow. In the process of exposure to heat flux, a parameter characterizing the quality of adhesion, for example, the coefficient of reflection of heat flux from the surface of the coating, is measured. In this case, the duration £ of the effect of the heat flux on the surface of the coating and the density P of its power is chosen according to the conditions
‘"МИН 4 4 сА\акс'"MIN 4 4 with A \ ax
^макс »^ max
где ^Мин и Рмякс определяют из системы уравненийwhere ^ Min and Р myaks are determined from the system of equations
о. п: ~ Рмакс^мич ,about. n: ~ Pmax ^ mitch,
Тх - То-----(1)T x - T about ----- (1)
о оτ’ \ _ Рмякс^ммм Рмакс 1o ot ’\ _ Rmeks ^ mmm Pmax 1
0,8(Тх - То ) - -“-р“ " ,0.8 (T x - T o ) - - “- p"",
(2)(2)
а ^макс и определяют из системы a ^ max and determined from the system
уравненийof equations
20 с1р(Т х - То) = Рмин С'макс О)20 c1p (T x - T o ) = P min C'max O)
г., _ т - 1+ 1И Ί », _ t - 1+ 1I Ί "
ϊχ - То” 1+ к 'ϊχ - That ” 1+ k '
,1 . -55----- ехрС - —55— ) .,one . -55 ----- exp - —55—).
I - "к ' (4)I - ' to ' (4)
где То - начальная температура соединения;where T about - the initial temperature of the connection;
Τχ - температура, при которойΤ χ is the temperature at which
происходит характерное изменение измеряемого параметра;there is a characteristic change in the measured parameter;
у - плотность материала покрытия;y is the density of the coating material;
с - теплоемкость материала покрытия ;c is the heat capacity of the coating material;
к - коэффициент теплопроводности материала‘покрытия;k is the coefficient of thermal conductivity of the material of the coating;
X - коэффициент температуропроводности материала покрытия;X is the coefficient of thermal diffusivity of the coating material;
£ - толщина покрытия;£ is the coating thickness;
И - термическая проводимость границы покрытие-подложка.And - thermal conductivity of the boundary of the coating-substrate.
При воздействии тепловым потоком короткой длительности на тонкое теплопроводящее покрытие, нанесенное на теплопроводящую подложку, проис$ ходит локальный разогрев покрытия в области действия потока. Температура поверхности покрытия при этом зависит от таких параметров теплового потока, как длительность воздействияWhen exposed to a short-duration heat flow, a thin heat-conducting coating applied to the heat-conducting substrate undergoes a local heating of the coating in the area of flow action. The temperature of the surface of the coating depends on such heat flow parameters as the duration of exposure.
10 и средняя плотность мощности, и теплофизических параметров материала покрытия и подложки, а также и от термической проводимости границы · покрытие - подложка, которая определяется качеством сцепления покрытия с подложкой. Связь максимальной температуры на поверхности покрытия с термической проводимостью границы проявляется только в определенной10 and the average power density, and thermophysical parameters of the coating material and the substrate, as well as the thermal conductivity of the boundary · coating - substrate, which is determined by the quality of adhesion of the coating to the substrate. The connection of the maximum temperature on the surface of the coating with the thermal conductivity of the boundary appears only in a certain
20 области значений длительности воздействие и плотности мощности, Для заданных теплофизических параметров материала покрытия и толщины покрытия указанная область определяется20 areas of duration of exposure and power density. For specified thermal parameters of the coating material and coating thickness, this area is determined
25 путем решения уравнения теплопроводности для двух частных случаев, между которыми заведомо лежат все возможные варианты. Первая система уравнений (1) и (2)" характеризует25 by solving the heat equation for two special cases, between which all possible variants obviously lie. The first system of equations (1) and (2) "characterizes
30thirty
случай с плохой,термической прово35the case of bad, thermal wire35
4040
4545
5050
димостью, что соответствует плохому качеству сцепления покрытия с подложкой.dosing, which corresponds to the poor quality of adhesion of the coating to the substrate.
Уравнение (1) представляет собой условие равенства температуры на внешней поверхности покрытия некоторой характерной температуре, при которой происходит существенное изменение коэффициента отражения теплового потока. Уравнение (2) является условием равенства температуры на границе контакта покрытия с подложкой температуре 0,8Тх , где 0,8 числовой параметр, формально учитывающий влияние границы контакта покрытия с подложкой на температурное поле в покрытии.Equation (1) is a condition for the equality of the temperature on the outer surface of the coating to a certain characteristic temperature, at which a significant change occurs in the reflection coefficient of the heat flux. Equation (2) is a condition that the temperature at the interface with the substrate coating temperature 0,8T x, where 0.8 numerical parameter formally into account the influence of contact with the substrate boundary coating on the temperature field in the coating.
Вторая система уравнения (3) и (4) характеризует малое термическое сопротивление границы раздела покрытие-подложка, что соответствует хоро шему качеству сцепления покрытия с подложкой. Уравнение (3) задает отно· шение между частью теплового потока, пошедшей на нагрев покрытия до тем55 пературы Ту, и частью потока, ушедшей в подложку. Уравнение (4) опреде· ляет температуру на внешней поверхности покрытия. Величина Гм«кс , полу·The second system of equations (3) and (4) characterizes the low thermal resistance of the coating – substrate interface, which corresponds to the good quality of adhesion of the coating to the substrate. Equation (3) sets the ratio between the part of the heat flux going to heat the coating to the temper ature T y , and the part of the flux that goes to the substrate. Equation (4) determines the temperature on the outer surface of the coating. The value of G m "COP, semi ·
33
11935351193535
ченная из системы уравнений (3) и (4), позволяет работать с нестационарными потоками тепла, а следовательно, в области малых длительностей. Температура Тх, при которой происходит харак-5 терное изменение коэффициента отражения теплового потока от поверхности покрытия, характеризуется образованием на поверхности покрытия окислов, приводящих к потемнению поверхности Ю покрытия. Сравнивают коэффициент отражения с таким же коэффициентом, измеренным на эталонном соединении, и по результатам сравнения судят о качестве сцепленияпокрытия сподложкой. 15 При этом, чем больше величина коэффициента отражения теплового потока от поверхности покрытия контролируемого соединения совпадает с величиной коэффициента отражения теплово- 20 го потока эталонного соединения, тем лучше качество сцепления покрытия с подложкой в контролируемом соединении.The system of equations (3) and (4) allows one to work with unsteady heat fluxes, and, therefore, in the region of small durations. The temperature T x , at which a characteristic change occurs in the coefficient of reflection of the heat flux from the surface of the coating, is characterized by the formation of oxides on the surface of the coating, leading to darkening of the surface of coating Yu. Compare the reflection coefficient with the same coefficient measured on the reference compound, and the results of the comparison are judged on the quality of the adhesion of the coating with a hollow. 15 In this case, the greater the value of the heat flux reflection coefficient from the surface of the coating of the monitored compound coincides with the magnitude of the reflection coefficient of the thermal flux of the reference compound, the better the quality of adhesion of the coating to the substrate in the monitored compound.
Пример. Тепловой поток7соэда-25 ется путем воздействия излучением лазера 1 модели ГОС-ЗОЗ в режиме свободной генерации, причем расположение оптических элементов - стеклянных пластин 2 и 3 позволяет создавать на зо поверхностях покрытий 4 и 5 эталонного и контролируемого образцов строго одинаковые плотности мощности излучения и тем самым исключить влияние нестабильности работы лазера. Луч гелий-неонового лазера 6 модели ГЛ-2, прошедший через делительную пластину 7, используется для наведения мощного лазера на покрытия 4 и 5, а луч, отраженный делительной пластиной 7, проходя через систему прйзм 8 и 9, попадает на поверхность покрытия 4 контролируемого образца. Рассеянное излучение собирается коллекторным устройством 10 на фотодиоде 11 модели ФД-ЗА, по величине тока на котором можно определить относительное изменение коэффициента отражения поверхности контролируемого образца. В качестве образцов используются плоские циркониевые образцы с медным покрытием толщиной 20 мкм, нанесенные электрохимическим способом. С целью уменьшения потерь на отражение, по-верхность образцов покрывается слоем графита толщиной не более 1 мкм.Example. The heat flux 7 soED-25 is produced by exposure to laser radiation 1 of the GOS-ZOZ model in the free generation mode, and the location of the optical elements - glass plates 2 and 3 - allows to create on the surfaces of 4 and 5 of the reference and controlled samples strictly identical radiation power densities and thereby eliminating the effect of laser instability. The beam of helium-neon laser 6 of the GL-2 model, which passed through the separating plate 7, is used to guide a powerful laser to the coatings 4 and 5, and the beam reflected by the separating plate 7, passing through the system of prizm 8 and 9, hits the surface of the coating 4 controlled sample. Scattered radiation is collected by the collector device 10 on the photodiode 11 of the PD-ZA model, from which the relative change in the reflectance of the surface of the sample under test can be determined. As samples, flat zirconium samples with a copper coating of 20 microns thick, applied by an electrochemical method, are used. In order to reduce reflection losses, the surface of the samples is covered with a graphite layer with a thickness of not more than 1 micron.
Из уравнений (1) - (4) получены следующие ограничения на параметры теплового потока:From equations (1) - (4) obtained the following restrictions on the parameters of the heat flow:
= 8 · 10-‘ ί С^макс= 2 - - 7-101 = 8 · 10- 'ί С ^ max = 2 - - 7-10 1
ВТBT
СМ.2*CM. 2 *
т?t?
Длительность импульса лазера 1 в режиме свободной генерации составляет 1 ,5 мс.The duration of the laser pulse 1 in the free-running mode is 1, 5 ms.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843748016A SU1193535A1 (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Method of inspecting quality of heat conducting coating-to-backing adhesion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843748016A SU1193535A1 (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Method of inspecting quality of heat conducting coating-to-backing adhesion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1193535A1 true SU1193535A1 (en) | 1985-11-23 |
Family
ID=21121787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843748016A SU1193535A1 (en) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Method of inspecting quality of heat conducting coating-to-backing adhesion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1193535A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109870406A (en) * | 2019-03-12 | 2019-06-11 | 西北核技术研究所 | A kind of material surface coating adhesion test method and system |
-
1984
- 1984-06-01 SU SU843748016A patent/SU1193535A1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109870406A (en) * | 2019-03-12 | 2019-06-11 | 西北核技术研究所 | A kind of material surface coating adhesion test method and system |
CN109870406B (en) * | 2019-03-12 | 2021-08-31 | 西北核技术研究所 | Method and system for testing adhesive force of material surface coating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Meissner et al. | Experimental evidence on time-dependent specific heat in vitreous silica | |
Shaw et al. | The effect of the cutting fluid upon chip-tool interface temperature | |
RU2006144788A (en) | METHOD AND DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE CONTROL OF INSULATING COATING | |
SU1193535A1 (en) | Method of inspecting quality of heat conducting coating-to-backing adhesion | |
US6543931B2 (en) | Method of evaluating the glass-transition temperature of a polymer part during use | |
US4281533A (en) | Apparatus for measuring soot concentration in engine oil | |
KR20050084282A (en) | Method and apparatus for measuring thickness of thin films via transient thermoreflectance | |
Tam et al. | Measurement of air gap thickness underneath an opaque film by pulsed photothermal radiometry | |
Fabula | The dynamic response of towed thermometers | |
CA1262291A (en) | Method and apparatus for measuring the ion implant dosage in a semiconductor crystal | |
Lu et al. | Free-standing white diamond for thermal and optical applications | |
Suber et al. | Transverse photothermal deflection spectroscopy (PDS) applied to thermal diffusiyity measurements | |
US20040040842A1 (en) | Electrochemical analytical apparatus and method of using the same | |
CN217542957U (en) | Sample clamp for LFA series laser thermal conductivity instrument | |
SU1456841A1 (en) | Method of estimating thermal resistance of cutting tool | |
Quoc et al. | Phase lock-in thermography for metal walls characterization | |
Steiger et al. | Practicability of absorption measurements according to ISO/DIS 11551 | |
SU1420548A1 (en) | Method of measuring specific resistance | |
JPH0115141B2 (en) | ||
JPS6110751A (en) | Measurement for diffusivity of heat by intermittent heating | |
SU1520398A1 (en) | Method of determining porosity of solids | |
SU1002930A1 (en) | Material humidity determination method | |
CN115524360A (en) | Method and device for measuring thermal diffusion coefficient by micron-thickness film method | |
Cozzens et al. | Laser degradation of polymer coatings on reflective heat sinks | |
JPS637618B2 (en) |