Способ контроля дефектов материалов и изделий

 

CoIo3 Соввтсимв

Соцмалмстмчвеимк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«>945761 (6l ) Дополнительное к авт. свмд-ву (22)Заявлено 17. 11.80 (21) 3005293/18-25 (51)М. Кл.

G 01 и 23/18 с присоединением заявки И

9кударетвеввй кемвтет

CCCP ие лмам изоврвтекий ъ и еткрытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82, Бюллетень РЬ 27

Дата опубликования описания 25.07.82 (53) УДК 621. . 039(088. 8) ь . УЮ (72) Авторы изобретения

Н. Т. Квасов и А. К. Полонин е (7I) Заявитель

Иинский радиотехнический институт (51т) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ МАТЕРИАЛОВ

И ИЗДЕЛИИ

Изобретение относится к неразру шающему контролю структуры твердых тел при помощи мессбауэровского излучения и может быть, в частности, Использовано для выявления и анализа дефектов произвольной природы в материалах и издегиях электронной техники.

Известен способ контроля дефектов материалов и иэделий, включающий просвечивание объекта потоком рентгеновского излучения и электронов и регистрацию прошедшег через объектив излучения 3.

Недо 7атком такого способа является низкая чувствительность к выявлению микроскопических дефектов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ контроля дефектов материалов и изделий, включающий облучение контролируемого объекта мессбауэровским излучением, регистрацию когерентно рассеянного материалом объекта излу2 чения, энер гети ческую селекцию регистрируемого излучения и его последующий анализ 1 2 ).

Недостатком известного способа является отсутствие воэможности контроля материалов, не содержащих гаммареэонансные ядра, и низкая точность измерений. Цель изобретения - обеспечение возможности контроля материалов, не содержащих гамма-резонансных ядер, и повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что в способе контроля дефектов материалов и изделий, включающем облучение контролируемого объекта мессбауэровским излучением, регистрацию когерентно рассеянного материалом объекта излучения, энергетическую селекцию ре2о гистрируемого излучения и его последующий анализ, контролируемый объект подвергают одновременному воздействию статической и вибрационной нагрузок, а регистрацию излучения про3 94576 водят под разными углами с направлением приложения статической нагрузки к контролируемому объекту, На чертеже схематично представлен один из возможных вариантов блок-схе- s мы устройства, реализующего предлагаемый способ, Устройство содержит источник 1 мессбауэровского излучения, установленные по ходу рассеянного излу- 10 чения резонансный поглотитель 2, приводимый в движение вибратором 3, детектор 4 и блок g обработки информации. Кроме того, устройство содержит источник 6 вибрационной нагруз- ts ки, источник 7 статической нагрузки и поворотное устройство 8. На чертеже показан также контролируемый объект 9.

Осуществляется способ следующим zo образом.

При исследовании дефектов контролируемого объекта 9 включают источник

7 статической нагрузки, источник 6 вибрационной нагрузки, представляю- 25 щий собой источник. ультразвука, и источник 1 мессбауэровского излучения, который в каждом .конкретном случае выбирав-:ñÿ из семейства месс- бауэровских изотопов. ЭО

Ю

В результате включения источника 7 статической нагрузки, сжимающей конт.ролируемый материал, на дефекте происходит концентрация механических напряжений, что резко меняет преломляю- З5 . щие свойства материала в этом месте для .мессбауэровского излучения. Вклю- чение же источника 6 вибрационной нагрузки в этих условиях (при определенных частотах) приводит к появлению дополнительных спектральных составляющих колебаний решетки, обусловленных наличием и типом дефектов.

Пучок мессбауэровского излучения из источника 1 попадает на вращаемый контролируемый объект 9.

Часть мессбауэровского излучения, испытав при определенной ориентации объекта 9 резонансное когерентное рассеяние Фа атомах основной решетки и so дефектах, попадает в резонансный по-. глотитель 2, представляющий собой материал, содержащий мессбауэровские ядра с энергией резонансного погло° щения, равной энергии излучения месс- Ss бауэровских ядер источника 1.

Для исследования всех точек спектра рассеянного мессбауэровского из1 4 лучения резонансный поглотитель 2 приводится в движение вибратором 3, частота вибрации которого позволяет осуществить полное разрешение спектра. Прошедшее через резонансный поглотитель 2 мессбауэровское излучение попадает в детектор 4.

Взаимодействие мессбауэровского излучения с материалом сцинтиллятора детектора 4 приводит в итоге к 00явлению на его выходе электрических импульсов, поступающих в блок 5 обработки информации.

Создание вибрационной нагрузки на контролируемый объект приводит к появлению колебательного спектра дефектов и атомов матрицы.

Создание статической нагрузки приводит к концентрации механических напряжений на дефекте в определенном направлении. Это резко меняет колеба- тельные спектры дефектов и матрицы и приводит к появлению дополнительных спектральных составляющих по . сравнению с бездефектным образцом.

Анализ характеристик спектральных составляющих в совокупности с закономерным изменением параметров дефектов при помощи внешнего воздействия и определение допплеровского смещения частоты, обусловленного движением дефектов, позволяет определить концентрацию дефектов, их колебательные характеристики, асимметрию связей дефекта в решетке и относительное содержание каждого типа дефектов в образце.

При контроле изделий предлагаемым способом открывается возможность выявления скрытых дефектов технологии и конструкции без разрушения образца.

Строгое соответствие резонансных частот дефектам определенного типа позволяет осуществить их раздельное изучение.

Положение дополнительных спектральных составляющих зависит от угла между направлением приложения статической нагрузки и регистрации излучения, поэтому регистрацию излучения проводят для разных углов между этими направлениями, что обеспечивает оптимальную чувствительность способа.

Предлагаемый способ позволяет анализировать дефекты произвольной llpH роды в материалах, не содержащих мессбауэровских изотопов. Способ позволяет также анализировать структуру бездефектных образцов произвольной

945761 формула изобретения

Составитель Н. Валуев

Редактор В. Лазаренко Техред М. Рейвес Корректср М. Коста

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5321/63

Филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4 природы и агрегатного состояния, при этом сохраняется высокая точность, свойственная мессбауэровской спектроскопии.

Способ контроля дефектов материалов и иэделий, включающий облучение 10 контролируемого объекта мессбауэровским излучением, регистрацию когерентно рассеянного материалом объекта излучения, энергетическую селекцию регистрируемого излучения и его по- 15 следующий анализ, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля материалов, не содержащих гамма -резонансных ядер, и повышения точности измерений, контролируемый объект подвергают одновременному воздействию статической и вибрационной нагрузок, а регистрацию излучения проводят под разными углами с направлением приложения статической нагрузки к контролируемому объекту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Патент CIA N 3 428803, кл. G 01 и 23/04, опублик. 1969.

2. Шпинель В. С. Резонанс гаммалучей в кристаллах. М., "Наука", 1969, с. 337 (прототип) .