Способ определения модуля упругости покрытия

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения механических характеристик покрытиио Цель изобрете-1- ния - повышение точности определения модуля упругости покрытияо Одинаковые покрытия послойно наращивают на свободную и закрепленную по краям подложку Измеряют прогибы подложек после нанесения каждого слоя покрытия, для этого закрепленную подложку освобождают из стесняющей оправки0 По измеренным значениям прогибов подложек судят о распределении величины модуля упругости по толщине многослойного покрытия о

СООЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g1)g С 01 В 5/30,2 ж+ь1

E(S)—

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й НОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4486238/28 (22) 26.09.88 (46) 15.05,91. Вюп. У 18 (71) Институт прикладных проблем механики H математики All УССР (72) N..11.Козлов, Е,Я.11юблинский, В„Д.Пирогов, Л.И.Самсонова и П.P..111евчук (53) 531.781.-2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ч 1281868, кл. < 01 8 5/30, 1985, (54) С110СОБ ОПРЕДЕ31ЕИИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ 11ОКР11ТИЯ (57) Изобретение относится к измериИзобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения механических характеристик покрытия, Целью изобретения является повышение точности.

Способ определения модуля упругости покрытия осуществляют следующим образом.

Одинаковые покрытия наращивают последовательно, слоями малой толщины на свободные и закрепленные по краям стержни-подложки. Ilри формировании слоев покрытия в них образуются кристаллизационные напряжения, совпадающие в свободно и стесненно наращентых покрытиях. Под действием кристалd f» $) d

d S

„„SU„„164 А1 тельной технике, в частности к способам определения механических характеристик покрытий. Цель изобрете ния — повьпнение точности определения модуля упругости покрытия. Одинаковые покрытия послойно наращивают на свободную и закрепленную по краям подложку. Измеряют прогибы подложек после нанесения .каждого слоя покрытия, для этого закрепленную подложку освобождают из стесняющей оправки. По измеренным значениям прогибов подложек судят о распределении величины модуля упругости по толщине многослойного покрытия. лизационных напряжений свободный стержень с нанесенным покрытием деформируется„ После освобождения из стеспяищей оправки деформируется и другой стержень, закрепленный по краям в процессе наращивания покрытия. Измеряют прогибы стержней в зависимости от текущей толщины S наносимого покрытия; f (S); f (S) прогибы соответствейно свободного и стесняемого в ходе наращивания покрытия стержней-подложек. IIo измеренным значениям прогибов на основе первых производных деформационных характеристик f „(S) и f, (S) находят расгределение величины модуля упругости, E(S) по толщине многослойного покрытия, используя соотношение хй2

d S!

649244

E(s) j (к+я-иф — — — — а!

df ст.(() с! Р. df сe(S) df ст (S)

dS dS

dz "/ I Е(г )йг

Г»+$-8

}из где g = J z"E(z") 1т

= A(1i+S-g) Формул а изобретения

Составитель ЕЩелина

Техред А.Кравчук Корректор Т.Палий

Редактор Е.Копча

Заказ 1511 Тираж 390 Подписное

В111ИП11 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

11 11

Производственно-издательский комбинат Патент, r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101 где Б, h — модуль упругости и толщина стержня-подложки.

Данн : е соотношение справедливо в случае когда модуль упругости покры У

5 тия по порядку величины совпадает с модулем упругости подложки. Полученное расчетное соотношение вытекает

I5

Л,D — жесткости стержня с покрытием -на растяжение и на изгиб; !

И6-ф 5 g-g

А = Е:)dz; D = ) г K(z)dz„

Я

Пример. Определение модуля 20 упругости железно" î покрытия сталь«ого стержня.

Одинаковые покрытия наносят одновременно на свободный и закрепленный

«о краям стержни прямоугольного сече- 25 ния толщиной 1» = 5 z 10 м, шириной !О м и длиной 1 х 10 м. Электролитическое наращивание покрытий проводят в серпокислом электролите при плотности тока ЬОО А/м . 11рогибы стер-30 жней измеряют оптическим методом с абсолютной погрешностью 5f=l 10 м.

Дпя измерения прогиба стержня, зак" репленного по краям в процессе наращивания покрытия, .его освобождают из стесняющей оправки. Распределение величины модуля упругости по толщине покрытия рассчитывают по приведен«ой формуле на основании полученных дефор40 из решения следующего интегродиффеРенциального уравнения являющегося результатом сопоставления формул р,. я расчета кристаллизационных напряжений в неоднородных по толщине покрытиях свободного и закрепленного стержней:, I мационных характеристик f ($) и f ($) сь ст

Относительная погрешность определения модуля упругости покрытия составляет 3-8Х в сравнении с относительной погрешностью 30-407. определения модуля упругости по известному способу (при абсолютных погрешностях измерения прогиба Д f = 1 10 м и деформации

-5

6$ = 3 ° 10 .подложки).

Способ определения модуля упругости покрытия, заключающийся в том что

Э наносят слои покрытия на одну сторону свободной подложки, измеряют прогиб подложки после нанесения каждого слоя и по полученным данным определяют модуль. упругости покрытия, о т.— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, одновременно наносят идентичный слой покрытия

HQ вторую подложку, которую во время нанесения покрытия закрепляют по краям, а во время измерения — освобождают,, а искомый параметр определяют с учетом измеренных прогибов второй подложки.