Мера толщины покрытия

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности аттестации толщин отдельных слоев. Мера толщины покрытия содержит подложку 1 и многослойное покрытие 2. На поверхности покрытия вьтолнено четыре -наклонных желобка 3. Точные значения толщин отдельных слоев покрытия определяются (аттестуются) с помощью межслойных эллиптических линий 5 на поверхностях наклонных желобков, рассматриваемых и измеряемых через микроскоп. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБ ЛИК (51) 4 С 01 В 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4195519/25-28 (22) 24.12.86 (46) 30.11.88. Бюл, N- 44 (71) Таллинский политехнический институт (72) P.À.Ëààíåîòñ (53) 620.179,14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1097891, кл. G 01 В 7/06, 1983. (54) МЕРА ТОЛЩИНЫ ПОКРЪ|ТИЯ (57) Изобретение относится к контроль»о-измерительной технике, Цель

„.Я0„„1441177 A 1 изобретения — повышение точности аттестации толщин отдельных слоев.

Мера толщины покрытия содержит подложку 1 и многослойное покрытие 2.

На поверхности покрытия выполнено четыре наклонных желобка 3. Точные значения толщин отдельных слоев покрытия определяются (аттестуются) с помощью межслойных эллиптических линий 5 на поверхностях наклонных желобков, рассматриваемых и измеряемых через микроскоп. 2 ил.

1441177

Изобретение относится к контроль-

-но-измерительной технике и может быть использовано при настройке, градуировке и поверке толщиномеров многослойных покрытий, нанесенных диф5 фузионным способом, и оксидных покрытий.

Цель изобретения — повышение точности аттестации толщин отдельных слоев за счет использования межслойных линий.

На фиг. 1 приведена мера толщины покрытия, вид сверху; на фиг. 2— сечение А-A на фиг. 1, 15

Предложенная мера содержит подложку 1 и многослойное покрытие 2, состоящее из и слоев и разных материалов с разной толщиной. На поверхности покрытия 2 выполнены четыре 20 наклонных желобка 3. Оси 4 желобков.

3 перпендикулярны между собой, параллельны соответствующим боковым поверхностям подложки 1 и удалены от них на расстояние а „ определяемое 25 из соотношения

010а < а, < 015а, а длина каждого желобка меньше длины отороны основания м подложки на вели-30 чину а = а„+К, где К вЂ” радиус кривизны наклонных желобков.

Кроме того, максимальная глубина 35 каждого желобка превышает толщину и-слойного покрытия.

Мера толщины покрытия изготавливается следующим образом.

На основании 1 меры наносят много-40 слойное покрытие 2 с п слоями.

Весовым способом определяют суммарную толщину покрытия по массе и на основе ее значения с учетом расстояний а, и а определяют угол с накло- 45 на желобка по формуле

11 м

Ы arctg — — — — -.

a-(a „+a ) где o(— угол наклона желобка;

h — суммарная толщина покрытия меры, определенная по массе.

Устанавливают цилиндрическое твердое тело с радиусом, соответствующим радиусу желобка1 под найденным у ло 55

o(наклона относительно поверхности покрытия меры, вводят тело в контакт с поверхностью меры и под нагрузкой дают твердому телу вращательное и вибрационные движения. В результате действия твердого цилиндрического тела из иэносостойкого материала на покрытие 2 меры остается отчетливый след износа в виде наклонного желобка 3. Аналогично выполняют остальные желобки 3.

На поверхности наклонных желобков

3 получают межслойные эллиптические линии 5. Толщины отдельных слоев многослойного покрытия 2 могут быть определены по расположению указанных линий 5.

Поверку и градуировку толщиномеров многослойных покрытий выполняют помещением датчика поверяемого толщиномера на любой участок 6 покрытия 2.

Показания толщиномера сравнивают либо с аттестованной толщиной одного подслоя меры при однопараметрическом измерении толщины покрытия 2, либо с суммарной аттестованной толщиной покрытия 2 при многопараметрическом измерении толщины покрытия, Могут быть также промежуточные варианты. Если толщиномер измеряет в многослойном покрытии 2 только толщину двух подслоев, то в этом случае при поверке толщиномера сравнивается показание толщиномера с аттестованной толщиной двух вышеназванных слоев меры.

Для градуировки и поверки толщиномеров, измеряющих толщины оксидных покрытии, а также толщиномеров, измеряющих толщины покрытий, нанесенных диффузионным способом, нужны меры толщины с указанными покрытиями. Известные меры толщины покрытий негодны для этой цели, негодны известные способы изготовления мер, так как при оксидировании, а также при насыщении поверхностного слоя основания активным компонентом внешней среды рост покрытия 2 главным образом происходит от поверхности подложки 1 в его глубину, и ее верхняя поверхность не может служить базисом для аттестации толщин покрытий 2 мер. Техническая характеристика предложенной меры в отличие от известных мер не зависит от способа нанесения покрытия, т,е. не влияет на фактор, что покрытие проникло в материал основания.

Аттестация толщин слоев у предложенной меры выполняется с очень высокой точностью, так как при выполнении наклонных желобков 3 на их боковых поверхностях появляются межслойные

10 (-н 1п- ) 80

0,10а а, 0,15a, где а — длина стороны основания подложки, максимальная глубина каждого желобка превышает толщину и-слойного покрытия, а его длина меньше длины стороны основания подложки на величину а, определяемую из соотношения ат= а,+ R, где К вЂ” радиус кривизны наклонных желобков, Составитель И. Рекунова

Техред М. Ходанич Корректор С. Черни

Редактор М. Келемеш

Заказ 6274/41

Тираж 680

Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

14411 эллиптические линии 5, взаимное расположение которых с очень высокой точностью описывает толщины отдельных слоев покрытия 2. Это связано с тем, что желобки 3 имеют незначительS ный угол / наклона. При этом толщины отдельных слоев могут быть определены по соотношению где h > — толщина и-го слоя многослойного покрытия;

1„-1 „, — расстояние между вершинами эллиптических линий 5 и и (n-1)-го слоев между собой (для первого слоя (n-1)-ro многослойного покрытия

1„,= )(, = а ); — угол наклона желобков, Значения а, и а выбраны из условия обеспечения равномерности покрытия 2. В зависимости от типа покрытия 2 равномерность распределения гальванического осадка на подложке 1 25 начинается с разного расстояния от ее края, Так как предложенные меры главным образом предназначены для воспроизведения толщин многослойных покрытий 2, нанесенных диффузионным способом, и толщин оксидных покрытий, то эти йокрытия на расстоянии от края

77

4 (О, 10-0, 15) размера о подло жи явпяются всегда равномерными по толщине.

Формула изобретения .Мера толщины покрытия, содержащая подложку в виде прямоугольного параллелепипеда и нанесенное на одну из поверхностей подложки и-слойное покрытие, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности аттестации толщин отдельных слоев, на поверхности подложки с покрытием выполнены четыре идентичных желобка, оси которых взаимно перпендикулярны, параллельны соответствующим боковым поверхностям подложки и удалены от них на расстояние а,, выбранное из соотношения