Способ дефектоскопии оптических поверхностей

 

Изобретение относится к дефектоскопии . Цел1гЮ изобретения является визуализация геометрических дефектов микроповерхности, которая реализуется нанесением нагретого нематического жидкого кристалла толщиной 1 мкм на контролируемую оптическую поверхность. ю Од о « 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„12607

А1 (д) 4 G 01 N 21/88

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3704218/24-25 (22) 24. 02. 84 (46) 30.06.86. Бюл. В 36 (72) M.Ã. Томилин (53) 620.179.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 853500, кл. С 01 N 21/88, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 930198, кл. G 02 F 1/13, 1980. (54) СПОСОБ ДЕФЕКТОСКОПИИ ОПТИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к дефектоскопии. Целью изобретения является визуализация геометрических дефектов микроповерхности, которая реализуется нанесением нагретого нематического лщдкого кристалла толщиной

1 мкм на контролируемую оптическую поверхность.

1260780

ВНИИПИ Заказ 5220/41 Тираж 778 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4.Изобретение относится к оптическому приборостроению.

Известны способы дефектоскопии оптических поверхностей методами прямого визуального контроля или 5 с применением оптических приборов (луп, микроскопов и т.д.).

Цель изобретения — визуализация геометрических микродефектов поверхностей. 10 !

Сущность способа заключается в том, что в качестве визуализирующей среды испЬльзуется слой жидкого кристалла ,(ЖК) толщиной до 1 мкм, наносимый путем смачиваниЛ на контролируемую 15 поверхность, Для получения тонкого ориентированного слоя ЖК, последний наносится на поверхность нагретым до изотропного состояния. При соприкосновении с контролируемой поверхностью ЖК охлаждается и переходит в мезоморфное состояние, в котором обладает большой:величиной оптической анизотропии (Ьп=п — п„=0,2) .

В ЖК может быть добавлен 1-2Жпо весу ориентанта. Толщина слоя жидкого кристалла (ЖК) до 1 мкм позволяет реализовать интерференцию обыкновенных и необыкновенных лучей в зонах локальной деформации оптически ани" ЗЬ зотропного слоя ЖК, проходящей в зоНах геометрических дефектов поверхности. При уменьшении толщины слоя ЖК резко падает цветовой контраст в изображении областей локальной деформации жидкого кристалла, а при увеличении слоя ЖК интерференция просто не реализуется.

Размеры деформированных областей

ЖК за счет его вязко-упругих свойств 40 значительно больше размеров самих дефектов, что также повышает вероятность их обнаружения.

Слой ЖК снимается с контролируемой поверхности с помощью растворителей 45 (ацетона, гептана и др.), которые не нарушают состояния самой поверхности.

Поэтому предлагаемый способ относится к методам неразрушающего-контроля.

Размеры выявляемых дефектов находятся в зависимости от толщины нанесенного слоя ЖК. Чем тоньше слой ЖК, тем меньше размеров дефектов, которые удается визуализировать. Чем толще слой ЖК, тем больше возникают искажения и тем больше эффект увеличения размеров дефектов.

Образец представляет собой оптически прозрачную ялоскопараллельную деталь из стекла К-8, обработанную методом ионной полировки. B зоне нанесения слоя ЖК отлично визуализированы, царапйны итрещины, которые оказались вскрытыми после воздействия на полированную поверхность конной бомбардировки. Размепы разрешаемых трещин по ширине — менее 1 мкм. В качестве ЖК использовался нематик ИББА, наносимый в расплавленном состоянии на исследуемую поверхность кисточкой методом центрифугирования. Скорость вращения центрифуги 2000-3000 об/мин; для уменьшения вязкости ЖК разводят в 3-5 объемах ацетона, что исключает необдимость перевода ЖК в изотропное с.... состояние.

Нанесение ЖК в расплавленном состоянии позволяет исключить влияние способа нанесения (направления намазывания ЖК кисточкой) на ориентацию

ЖК и получить слои малой толщины,,. поскольку расплавленный ЖК равномерно растекается по поверхности. .Предлагаемый способ дефектоскопии визуализирует за счет локального изменения угла или зоны изменения плотности ван-дер-ваальсового поля, или изменения в энергии связи молекул ЖК с подложкой. Кроме того, может быть визуализирован и геометрический рельеф поверхности. Именно эти случаи и возникают при визуализации царапин, трещин, нарушения физической однородности поверхности и т.д.

Формула изобретения

Способ дефектоскопии олтических поверхностей, включающий нанесение о слоя жидкого кристалла на контролируемую поверхность с последующим наблюдением дефектов с помощью поляриза" ционного микроскопа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью визуали,зации геометрических микродефектов поверхности, жидкий кристалл нагревают до иэотропного состояния и наносят слоем толщиной порядка 1 мкм.