SU1714473A1 - Method for determining reflective capability of surface - Google Patents

Method for determining reflective capability of surface Download PDF

Info

Publication number
SU1714473A1
SU1714473A1 SU884353757A SU4353757A SU1714473A1 SU 1714473 A1 SU1714473 A1 SU 1714473A1 SU 884353757 A SU884353757 A SU 884353757A SU 4353757 A SU4353757 A SU 4353757A SU 1714473 A1 SU1714473 A1 SU 1714473A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
reflectivity
sample
frequency
distribution
surface layer
Prior art date
Application number
SU884353757A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Васильевич Запорожец
Владимир Васильевич Цыганов
Владимир Васильевич Варюхно
Original Assignee
Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср
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 Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср filed Critical Киевский Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.60-Летия Ссср
Priority to SU884353757A priority Critical patent/SU1714473A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1714473A1 publication Critical patent/SU1714473A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, точнее к измерению tBnTwmeских характеристик материалов, и может иепоАьзовано дл  определеии  отра жзтепьной способности полированных MeтаАлических .|1оверхндстей деталей сложной конфигурации.The invention relates to a measurement technique, more precisely to the measurement of the tBnTwme characteristics of materials, and can be used to determine the reflective ability of polished MetaAlic. | 1 superstructures of complex configuration.

lieJTib изобретени  - повышение Точности . ; - . . , . :-:- .-Способ осуществл ют следующимобра .3..:. - ,. , . , . ; : -;.. hoBepxtidCTb детали сканируют йагруженньт инДентором склерометрйч кого прибора. Измер ют величину тангейццаль: ной сост|(вл1 ющей силы сопротйШ1вни  певерхностного сло  материала п|ри контактном деформировании вдоль трассмlieJTib invention - increased accuracy. ; -. . , : -: -. -The method is carried out as follows .3 ..:. -, , , ; : -; .. hoBepxtidCTb details scan the device with an indenter of a sclerometer. The magnitude of the tangeyzzal: noe composition | is measured (the apparent force of the resistance of the surface layer of the material during contact deformation along the tracks

сканировани . Определ ют частотное распределение плотности веро тности отклонени  этой величины от среднего значени . По полученному частотному распределению определ ют частоту, раздел ющую зто распределение на две равноверо тные области , и по градуировочной зависимости суд т об отражательной способности материала. На фиг, 1 изображена зависимость тангенциальной составл ющей силы сопротивлени  поверхностного сло  нержавеющей стали от различной прочности и размеров кристаллитов вдоль трассы,сканировани , на фиг. 2 - соответствующее частотное распределение плотности веро тности отклонени  тангенциальной составл ющей силь| сопротивлени  атдго поверхностного сло  6т среднего значени  вдоль трассы сканировани ; на фиг. 3 - зависимость.тангенциальной составл ющей силы сопротивлени  поверхностного сло  нержавеющей стали от размеров кристаллитов вдоль трассы сканировани ; на фиг. 4 - соответствующее частотное распределение плотности веро тности отклонени  тангенциальной составл ющей силы сопротивлени  этого пЪверхнортного сло  от среднего значени  вдоль трассы сканировани ; на фиг. 5 частотные распределени  плотности веро тности отклонени  тангенциальной составл ющей силы сопротивлени  поверхностных слоев полированных образцов из нержавеющей стали с различной отражательной способностью оптического излучени . В качестве измер емыН образцов вз ты образцы гор чекатаной термообработанной стали 12Х18Н10Т после обработки абразивными лентами. Дл  исключени  вли Н1и  микрогеометрии поверхности на величину зеркального отражени  сравнивают поверхности образцов одинаковой шероховатости. Различное состо ние поверхностного сло  получают путем варьировани  условий ленточного шлифовани . Услови  обработки и характеристики обработанной поверхности представлены в таблице. Приведенные в таблице величины коэффициентов зеркального отражени  этих образцов определ ют фотоэлектрическим блескометром ФБ-2 по сравнению с коэффициентом зеркального отражени  зеркала бытового по ГОСТ 17716-82, величину которого принимают за 100%. Поверхности образцов сканируют индентором , нагруженным силой 3,5Н, со скоростью ..5 мкм/с. При сканировании поверхности образца нагруженным индентором в зависимости от размеров и прочности кристаллитов измен етс  тангенциальна  составл юща  силы сопротивлени  поверхностного сло  контактному деформированию (фиг. 1), частотное распределение плотности веро тности отклонени  от среднего значени  которой вдоль трассы сканировани  (фиг. 2) содержит информацию о, структуре поверхностного сло , эффективном размере фрагментов Р. . .r ,,,.-аМ который определ етс  по формуле с , где f-частота всплесков. Всплески значени  тангенциальной составл ющей силы сопротивлени  возникают либо на кристаллитах низкой твердости, либо между кристаллитами . Величина отражательной способности св зана с размерами твердых кристаллитов на поверхности преобладание которых характеризуетс  снижением частоты всплесков тангенциальной составл ющей силы сопротивлени  (фиг. 3} и смещением частотного распределени  плотности веро тности отклонени  этой силы от среднего значени  вдоль трассы сканировани  в область низких частот (фиг. 4), Таким образом, стйук.турное состо ние поверхностного сло  определ етс  сопротивлением локальных участков контактному деформированию при сканировании алмазным индентором на приборе дл  склерометрических исследований материалов. При испытани х этими прибЬрами сила трени  алмазного индёнтора модулируетс  с частотой расположени  фрагментов, характеризуетс  близкими по значению амплитудами вследствие изменени  прочности на границе и внутри локальных областей. В общем случае Математическое описание Структурного состо ни  поверхностного сло  даетс  совокупностью следующих основных характеристик., Математическое ожидание входного (выходного) сигнала j x(t)dt,t6T, где x(t) - входной (выходной) .сигнал; Т-интервал времени наблюдени . Математическое; ожидание оценивает статическую , не завис щую от времени t составл ющую входного (выходного) сигнала. Дисперси  входного (выходного) сигнала Dx lim ( Дисперси  оценивает динамическую составл ющую входного (выходного) сигнала как его среднюю мощность колебаний отно-. сительно статической составл ющей. Коррел ционна  функци  входного (выходного ) сигнала Rx(t, -i J x(t)-inxIx(, T- I где T, r- приращение времени. Коррел ционна  функци  оценивает св зь значений входного (выходного) сигнала в различные моменты времени со скоростью его изменени .scan. The frequency distribution of the probability density of the deviation of this magnitude from the average value is determined. According to the obtained frequency distribution, the frequency dividing this distribution into two equally-sized regions is determined, and the reflectivity of the material is judged by the calibration dependence. Fig. 1 shows the dependence of the tangential component of the resistance force of the surface layer of stainless steel on various strengths and sizes of crystallites along the path, and scanning; Fig. 2 - the corresponding frequency distribution of the probability density of the tangential component deviation | the resistance of the surface layer of the average value of 6m along the scan path; in fig. 3 - dependence of the tangential component of the resistance of the surface layer of stainless steel on the size of the crystallites along the scan path; in fig. 4 shows the corresponding frequency distribution of the probability density of the deviation of the tangential component of the resistance of this supersport layer from the average value along the scan path; in fig. 5 frequency distributions of the probability density of the tangential component of the resistance of the surface layers of polished stainless steel specimens with different reflectivity of optical radiation. As measured samples, samples of hot rolled 12X18H10T steel were taken after treatment with abrasive tapes. To eliminate the effect of surface microgeometry on the amount of specular reflection, the surfaces of samples of the same roughness are compared. The different state of the surface layer is obtained by varying the conditions of belt grinding. Treatment conditions and characteristics of the treated surface are presented in the table. The values of the specular reflection coefficients of these samples given in the table are determined by the photoelectric gloss meter FB-2 in comparison with the specular reflection coefficient of a household mirror according to GOST 17716-82, the value of which is taken as 100%. The surfaces of the samples are scanned by an indenter loaded with a force of 3.5N at a speed of ..5 μm / s. When scanning the sample surface with a loaded indenter, depending on the size and strength of the crystallites, the tangential component of the resistance force of the surface layer to contact deformation (Fig. 1) changes, the frequency distribution of the probability density of the deviation from the mean value of which contains the information o, the structure of the surface layer, the effective size of R. fragments. .r ,,, .- aM which is determined by the formula c, where f is the frequency of the bursts. Bursts of the value of the tangential component of the resistance force occur either on low hardness crystallites or between crystallites. The magnitude of reflectivity is related to the size of solid crystallites on the surface, the predominance of which is characterized by a decrease in the frequency of bursts of the tangential component of the resistance force (Fig. 3} and a shift in the frequency distribution of the probability density of the deviation of this force from the average value along the scanning path to the low frequencies (Fig. 4) Thus, the internal state of the surface layer is determined by the resistance of local areas to contact deformation when scanning with diamond The detector on the device for sclerometric studies of materials. When tested using these tools, the friction strength of the diamond indenter is modulated with the frequency of fragments, characterized by amplitudes of similar magnitude due to strength changes at the boundary and within local regions. In general, the Mathematical description of the structural state of the surface layer is given by an aggregate following main characteristics., The mathematical expectation of the input (output) signal jx (t) dt, t6T, where x (t) is the input (output) signal. al; T observation time interval. Mathematical; the expectation evaluates the static, time independent component of the input (output) signal. Dispersion of the input (output) signal Dx lim (Dispersion estimates the dynamic component of the input (output) signal as its average power of oscillations relative to the static component. The correlation function of the input (output) signal Rx (t, -i J x (t ) -inxIx (, T- I where T, r is the time increment. The correlation function evaluates the relationship of the values of the input (output) signal at different points in time with the rate of its change.

Частотное распределение плотности веро тности отклонени  входного (выходного ) сигнала от среднего значени , т.е. спектральна  плотность входного (выходного ) сигналаThe frequency distribution of the probability density of the input (output) signal deviation from the average value, i.e. spectral density of the input (output) signal

+ -2WJfTdT+ -2WJfTdT

Sx(f) J Rx(t,U)eSx (f) J Rx (t, U) e

, - 00...., - 00 ....

, ., ..

Эта характеристика дает представление о гармоническом составе сигнала, распределении дисперсйи по частотам и позвол ет оценить долю крупных и твердых кристаллитов Hd поверхности по смещению частотного распределени  в область частот.This characteristic gives an idea of the harmonic composition of the signal, the distribution of the dispersion in frequencies and allows us to estimate the fraction of large and solid crystallites of the Hd surface from the shift of the frequency distribution in the frequency range.

Смещение ч.астотного распределени  плотности веро тности отклонени  сигнала от среднего значени  дл  различных образцов удобно характеризовать частотой fcp. раздел ющей соответствующее распределение на две равноверо тные области; Эта частота определ етс  из соотношени Offset of the frequency distribution of the probability density of the signal deviation from the average value for various samples is conveniently characterized by the frequency fcp. separating the corresponding distribution into two equal areas; This frequency is determined from the ratio

fcp-boofcp-boo

J Sx(f)df / Sx(f)df,J Sx (f) df / Sx (f) df,

оfcpofcp

как абсцисса, раздел юЩ.а  ограниченную графиком-Sxff) м осью 01 фигуру на две равных по площади части.as the abscissa, the section of the SSCH and limited schedule-Sxff) m axis 01 figure into two equal parts of the area.

отражательной способности исследуемой поверхности материала определ етс  по заранее построенной градуировочной зависимости от fcp дл  образцов с различной однородностью поверхностного сло  и известной отражательной способностью . The reflectivity of the material surface under study is determined by the pre-constructed calibration dependence on fcp for samples with different surface uniformity and known reflectivity.

Графики (фиг. 5) отображают частотные распределени  плотности веро тности отклонени  тангенциальной составл ющей силы сопротивлени  поверхностного сло  образцов,.представленных в таблице, при контактном деформировании от среднего знамени  вдоль трассы сканировани .The plots (Fig. 5) show the frequency distributions of the probability density of the tangential component of the resistance force of the surface layer of the samples shown in the table, with contact deformation from the mean banner along the scan path.

Кривые на фиг. 5 и данные таблицы показывают , что наиболее низка  зеркальна The curves in FIG. 5 and the data in the table show that the mirror is the lowest

Отражаемость 14% соответствует поверхностному слою неоднородной структуры с наличием крупных и мелких фрагментов на частотах 0,20; 0,30:0; 60 и 0,75 Гц (крива  1).The reflectivity of 14% corresponds to the surface layer of a heterogeneous structure with the presence of large and small fragments at frequencies of 0.20; 0.30: 0; 60 and 0.75 Hz (curve 1).

Более однородный поверхностный слой с преобладающей фрагментацией на частоте 0,25 Гц имеет и более высокую зеркальную отражаемость, составл ющую 18% (крива  2). Сама  высока  зеркальна  отражаемостьA more uniform surface layer with predominant fragmentation at a frequency of 0.25 Hz has a higher specular reflectance of 18% (curve 2). Mirror reflection itself is high

35% получена на поверхности с однороднонапр женной крупнофрагментной структурой поверхностного сло  фрагментаци  на частотах 0-0,75 Гц (крива  3). Соответствующие дл  этих графиков значени  частот35% was obtained on the surface with a uniformly strained large-fragment structure of the surface layer of fragmentation at frequencies of 0-0.75 Hz (curve 3). The corresponding frequencies for these plots

fcp, раздел ющих спектры колебаний на две равноверо тностные области, имеют значени  0,39; 0,27 и 0,2 Гц- Коэффициенты коррел ции между fcp и коэффициентом зеркальной отражаемости находитс  в интервале от-0,8 до-0,78.the fcp separating the vibration spectra into two equiparate domains have a value of 0.39; 0.27 and 0.2 Hz. The correlation coefficients between fcp and the specular reflectance are in the range of-0.8 to-0.78.

Способ позвол ет определ ть отражательную способность поверхности металлических деталей сложной конфигурации без доступа оптических приборов с погрешностьюоколоЗО% .The method makes it possible to determine the reflectivity of the surface of metal parts of a complex configuration without access of optical devices with an error of about 10%.

Форм ул а и 3 об ре т е н и   Способ определени  отражательной способности поверхности материалов, заключающийс  в том, что поверхностьForms of the street and 3 turn and Method of determining the reflectivity of the surface of materials, which consists in the fact that the surface

сканируют, измер ют характеристику поверхности вдоль трассы сканировани  и по результатам измерени  суд т о величине отражательной способности поверхности материала , о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, сscan, measure the surface characteristic along the scan path, and judge the magnitude of the reflectivity of the surface of the material using the measurement results;

целью повышени  точности, поверхность сканируют индентором и измер ют величину тангенциальной составл ющей силы сопротивлени  поверхностного сло  при контактном деформировании, определ ютIn order to improve accuracy, the surface is scanned by an indenter and the tangential component of the resistance force of the surface layer is measured during contact deformation, the

частотное распределение плотности веро тности отклонени  этой величины от среднего значени  вдоль трассы сканировани , определ ют частоту, раздел ющую это распределение на две равноверо тные рбласти , и по градуировочной зависимости суд т об бтражаТельной способности поверхности материала.The frequency distribution of the probability density of the deviation of this magnitude from the average value along the scan path, determines the frequency dividing this distribution into two equally-sized regions, and determines the reflectance of the surface of the material from the calibration curve.

Г;G;

0US,J0US, J

Фие.2Fie.2

,33

ФизЛLLF

Claims (1)

Форм ул а и з о б р е т е н и яClaim Способ определения отражательной способности поверхности материалов, заключающийся в том, что поверхность сканируют, измеряют характеристику поверхности вдоль трассы сканирования и по результатам измерения судят о величине отражательной способности поверхности материала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, поверхность сканируют индентором и измеряют величину тангенциальной составляющей силы сопротивления поверхностного слоя при контактном деформировании, определяют частотное распределение плотности вероятности отклонения этой величины от среднего значения вдоль трассы сканирования, определяют частоту, разделяющую это распределение на две равновероятные области, и по градуировочной зависимости судят об отражательной способности поверхности материала.The method for determining the reflectivity of the surface of materials, which consists in the fact that the surface is scanned, the characteristic of the surface is measured along the scanning path, and the measurement results judge the magnitude of the reflectivity of the surface of the material, such as In order to improve accuracy, the surface is scanned by the indenter and the tangential component of the resistance force of the surface layer is measured during contact deformation, the frequency distribution of the density The deviations of this value from the average value along the scan path determine the frequency dividing this distribution into two equally probable regions, and the reflectivity of the surface of the material is judged by the calibration curve. 1714473 81714473 8 Характеристики об- | работанной поверх- ! ности J Features ob- | worked on top! J ь.н* шч 8 δ * « о м bh * nh 8 δ * "o m ХГ СО Ш т- т- СП HG SO SH t-t-SP Шероховатость, П О Ra , мкм Roughness, P About Ra, microns СП сч см см сч см о о о' Joint venture midrange cm cm midrange cm o o o ' 1 Условия ленточного шлифования 1 Belt grinding conditions сож sozh Эмульсия Emulsion i 1 в к к ! К О) тМ. i 1 in to to! K O) tM. ООО С© <0 <0 LLC C © <0 <0 Скорость перемещения образца, м/мин The speed of movement of the sample, m / min tn in to tn in to Скорость .ленты, м/с Speed. Tapes, m / s t-· |> t< см' см' см' см см см t- · |> t <cm 'cm' cm 'cm cm cm Машинное время, мин Machine time, min о о to со со см oh oh to soo see Усилие прижатия. 1 Н/см- Clamping Force 1 N / cm СО СО Г*“ СЧ SO SO G * “SCH Размеры, мм Sizes, mm обрабатываемого образца processed sample ООО г- гсм см см 6 о о CD со СП X XX да со to OOO g- gcm see cm 6 about about CD with the joint venture X XX yes with to [ ленты [tapes 65х1900 65x1900 65x1900 65x1900 65x1900 65x1900 Характеристика ленты Tape characteristic c'fct да tn tn I см см CM < OO '4· » T4 in tn c'fct yes tn tn I cm cm CM <OO '4 · "T4 in tn Образец Sample CM cn CM cn
Составитель С.Чукляев Compiled by S. Chuklyaev Редактор О.Юрковецкая Editor O. Yurkovetskaya Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец Tehred M. Morgenthal Corrector T. Malets
Заказ 688 Тираж ПодписноеOrder 688 Circulation Subscription ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the State Committee for Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, 101 Gagarin St.
SU884353757A 1988-01-04 1988-01-04 Method for determining reflective capability of surface SU1714473A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884353757A SU1714473A1 (en) 1988-01-04 1988-01-04 Method for determining reflective capability of surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884353757A SU1714473A1 (en) 1988-01-04 1988-01-04 Method for determining reflective capability of surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1714473A1 true SU1714473A1 (en) 1992-02-23

Family

ID=21346436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884353757A SU1714473A1 (en) 1988-01-04 1988-01-04 Method for determining reflective capability of surface

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1714473A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7484190B1 (en) * 2008-04-15 2009-01-27 International Business Machines Corporation Method to optimize the manufacturing of interconnects in microelectronic packages

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бердников Н.В.и др, П)рмборы дл измерени коэффициентов отражени зеркал. - OMR.1977.r*4, С.67.Топорец А.С. Оптика шероховатой по->& вер^хности. - Л.: Машиностроение, 1988» с.173-178. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7484190B1 (en) * 2008-04-15 2009-01-27 International Business Machines Corporation Method to optimize the manufacturing of interconnects in microelectronic packages

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schneider et al. Non-destructive characterization and evaluation of thin films by laser-induced ultrasonic surface waves
Schneider et al. Non-destructive evaluation of diamond and diamond-like carbon films by laser induced surface acoustic waves
Yamanaka Surface acoustic wave measurements using an impulsive converging beam
Brinksmeier State-of-the-art of non-destructive measurement of sub-surface material properties and damages
SU1714473A1 (en) Method for determining reflective capability of surface
Schneider et al. Elastic modulus: a suitable quantity for characterization of thin films
CN107634000A (en) Method, gallium arsenide substrate for preparing gallium arsenide substrate and application thereof
Bögli et al. Tribological properties of smooth polycrystalline diamond films
Burnett et al. The elastic properties of ion-implanted silicon
Yamanaka et al. Application of scanning acoustic microscope to the study of fracture and wear
Arakawa et al. Accurate calibration line for super-precise coefficient of thermal expansion evaluation technology of TiO2-doped SiO2 ultra-low-expansion glass using the line-focus-beam ultrasonic material characterization system
Kushibiki et al. Material characterization by acoustic line-focus beam
Lavrentyev et al. Ultrasonic measurement of residual stress in shot peened aluminum alloy
Cornwell et al. Noncontact determination of the bending stiffness of paper using laser ultrasonics and wavelet analysis: effects of moisture and temperature
Arakawa et al. Accurate Velocity Measurement of Periodic Striae of TiO2–SiO2 Glasses by the Line-Focus-Beam Ultrasonic Material-Characterization System
Yuhas et al. Scanning laser acoustic microscope visualization of solid inclusions in silicon nitride
Weglein et al. SAW dispersion in diamond films on silicon by acoustic microscopy
Soileau et al. 2.2 10.6 μm PULSED LASER DAMAGE STUDIES OF DIAMOND TURNED KC1 WINDOW SURFACES
Fei et al. Imaging defects in thin DLC coatings using high frequency scanning acoustic microscopy
Blau et al. Applications of scanning acoustic microscopy in analyzing wear and single-point abrasion damage
Sathish et al. Scanning Acoustic Microscopy of SCS‐6 Silicon Carbide Fiber
Saffari et al. Lamb Wave Imaging and V (Z) Using a Broadband System
Dubois et al. Rapid microstructure assessment in rolled steel products using laser-ultrasonics
Takahashi et al. Thermal diffusivity measurement of chemical-vapor-deposited diamond by an AC calorimetric method
Gondard et al. Surface Characterization of Material Using Rayleigh Velocity Measurement in the Broad-Band Mode