Способ определения толщины оксидных покрытий

 

CitOCOB ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ, заключающийся в том, что оксидное |Покрытие облучают заряженными частицами и регистрируют активность радионуклида, образовавшегося из кислородаi от л и чающийся тем 4TOj с целью пов шения точности определения толодниы оксидиых покрытий с неизвестным содержанием кислорода, тип и энергию ; заряженных частиц выбирает таким образом , чтобы при облучении ими оксидного покрытия активировались разные стабийьные нуклиды кислорода, a толщину оксидного покрытия определяют по градуировочной зависимости между толаутой покрытия и отношением активностей радионуклидов, образовавшихся из разных стабильных нуклидов кислорода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

НЦ Н

РЕСПУБЛИК

6% 111) щ)4 G Ol В 15/02

ВСЙСОЮЗМЯ

13 ....,13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЩММБВ "Г""

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪЙ (21) 2827482/18-25 (22) 08 ° 10.79 (46) 23.12.82. Бюл. Ф 47 (72) Б.В. Затолокин, И.О. Константи,нов и Н.Н. Краснов (53) 621.039.84(088.8) (56) Патент США У 2.723.351, кл. 250-83.6. опублик. 8.11.1955.

Реisach М., Proceeding 2 ncl Conference on Practical. Aspects of AACP

1968. EUR - 3896, d-f-1 р. 65. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

ОКСИДННХ ПОКРЫТИЙ, заключающийся в том, что оксидное,покрытие облучают заряженными частицами и регистрируют активность радионуклида, образовавшегося из кислорода; о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повыпения точности определения толщины оксидных.покрытий с неизвестным содержанием кислорода, тип.и энергию заряженных частиц выбирают таким образом,.чтобы при облучении ими оксидного покрытия активировались разные стабильные нуклиды кислорода, а толщину оксидного покрытия определяют по градуировочной зависимости между толщиной покрытия и отношением активностей радионуклидов, образовавших- ся из разных стабильных нуклидов кислорода.

89б978

Изобретение относится к ядернофизическим методам исследования материалов и может быть использовано в машиностроении при изготовлении изделий с оксидными защитными покрытиями.

Известен способ определения толщины металлических покрытий, заключающийся в облучении .покрытий тепловыми нейтронами и последующей регистрации наведенной в материале покрытия радиоактивности.

Недостатком этого способа является невозможность определения толщины оксидных покрытий, поскольку тепловые нейтроны вызывают активацию металла в покрытии и изделии, в то время как активация кислорода тепловыми нейтронами ничтожна.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является активационный метод с использованием для активации заряженныХ частиц, при котором оксидное покрытие облучают заряженными частицами, регистрируют активность образовавшегося из кислорода радионуклида и по градуировочной зависимости между толщиной покрытия и активностью радионуклида определяют толщину покрытия.

Недостатком этого способа является низкая точность определения толщины оксидного покрытия с неизвестным содержанием кислорода из-за неопределенности значения величины пробега заряженных частиц в покрытии. Так, при увеличении концентрации кислорода в оксидном покрытии на образцах железа с 5 до 30 ошибка определения толщины оксидного покрытия возрастает до 17 за счет неучета изменения вклада кислорода в тормозную способность заряженных частиц.

Цель изобретения — повышение точности определения толщины оксидного покрытия с неизвестным Содержанием кислорода.

Сущность изобретения состоит в том, что оксидное покрытие облучают заряженными частицами и регистрируют активность образовавшегося из кислорода радионуклида, при этом тип и энергию заряженных частиц выбирают таким образом, чтобы при облучении оксидного покрытия активировались разные стабильные нуклиды кислорода.

Толщину оксидного покрытия опре деляют по градуировочной зависимости между толщиной покрытия и отношение активностей радионуклидов, образовавшихся из разных стабильных ну5 клидов кислорода.

По описываемому способу образцы железа с оксидным покрытием облучали на циклотроне сначала ионами гелия-3 с энергией 4 МэВ током 1 мкА в течение 1 мин и после облучения измеряли, активность А, радионуклида F, образовавшегося по ядерной реакции О(Не.р) Г. Затем образцы облучали протонами с энергией

4,0 МэВ током 1 мкА в течение 1 мин и измеряли активность А радионуклида F, образовавшегося из другого

<8 стабильного нуклида кислорода по реакции 0(p.п). F. Градуировочная щ зависимость, связывающая отношение активностей радионуклидов с толщиной покрытия была измерена на оксид-: ных покрытиях, толщина которых была определена металлографическим спосо25 бом, а рентгеноструктурный анализ показал, что состав этих покрытий соответствует формуле Fe<0 . Толщину покрытий на исследуемых образцах неизвестного состава Fe „0> определя30 ли по формуле,1, R (Fe,0 „) R (Ге„О ) / -) 1 Не(Fе 0 ) R P (Fе 0 ) .где д — толщина покрытия;

А,IА - отношение активностей радионуклидов;

К (Fe 0 1

ЗМе и R !Fe О ) - пробеги ионов ге-. н лия-3 в веществах

40 состава Fe О+ и

Ге „О соответственГ но;

R (Fe Oq)

45 и R (Fe 0 ) — пробеги протонов

P в веществах состава

Fe 0 и Ге„0 соответственно.

Результаты определения толщины б0 ОксиднОГО пОкрытия, ОднОГО из типич " ных образцов, полученные по способу прототипа и описываемым способом, оказались равны соответственно 5,7 и 4,7 мкм при истинном значении, рав

55 ном 4,6 мкм, т.е. точность определения толщины оксидного покрытия описываемым способом сущесгвенно выше.

Определение толщины оксидных покрытий описанным способом возможно

Составитель А. Спиридонов

Техред И.Моргентал

Корректор М, Дем"п к

Редактор Т, Расильева

Тираж бэ

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 6172

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г . Ужгород, ул. Проектная, ч

Э

896978 4 проводить и по другим, более коРотко- лий с защитным оксидным покрытием прн. живущим радионуклидам, как одновре- сохранении плотности изделия. Зко омснно,.так и порознь в разных режи- мический эффект связан с улучшением мах облУчениЯ заРЯженными частицами. . эксплуатационных характеристик изде-ПРименение изобретениЯ позволит лия с высоким качеством защитного повысить качество изготовления изде- 11oKpbITHH