ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контроль пленочных полимерных материалов, покрытий и изделий из "Технологический неразрушающий контроль пластмасс" Современные пленочные полимерные материалы (ППМ), покрытия (ППП) и изделия (ПНИ) весьма широко распространены в различных отраслях техники и народного хозяйства. Наибольшее применение ППМ и ППП находят в антикоррозионной защите различных конструкций, при консервации деталей и изделий машиностроения, при плакировке и защите поверхностей от агрессивных сред, в сельском хозяйстве для теплиц, складов, оранжерей, в надувных конструкциях, в дирижаблестроении и т. д. К пленочным покрытиям и изделиям относятся такие изделия, толщина которых не превышает 1 мм. Применение ППМ в ответственных конструкциях и изделиях требует обеспечения высокого качества ППМ и ППИ. Из параметров ППМ, которые необходимо контролировать неразрушающими методами, наиболее важными являются толщина, структура (содержание и ориентация наполнителя и др.), напряженно - деформированное состояние, физико - механические свойства, а также наличие дефектов. [c.97] Для контроля физико-механических характеристик ППМ наиболее эффективен акустический метод, для контроля толщины — магнитные, СВЧ и оптические методы, для дефектоскопии — оптические методы контроля и т. д. Таким образом, лишь при комплексном контроле ППМ с применением различных методов и средств возможна достоверная оценка контролируемых параметров и прогнозирование работоспособности исследуемого изделия. [c.97] Здесь рассматриваются в основном вопросы дефектоскопии ППМ и ППИ, при этом в качестве основных методов контроля приняты оптические методы. [c.98] Оптические методы дефектоскопии ППМ и ППИ основаны на взаимодействии электромагнитных волн с исследуемым веществом. В шкале электромагнитных волн оптической областью принято считать участок спектра, включающий ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовая и видимая области охватывают интервалы длин волн 0,01—0,38 и 0,38— 0,76 мкм соответственно. Инфракрасную область обычно разделяют на ближнюю (0,76—2,5 мкм), среднюю (2,5—25 мкм) и дальнюю (25—1000 мкм). [c.98] Особенностью контроля пленочных изделий является необходимость обнаружения и наблюдения микроскопических дефектов, возможность определения их типа, глубины залегания в пленке и степени опасности. Причем контроль, в зависимости от конструкции изделия, может проводиться как на прохождение , так и на отражение (полимерная пленка на подложке). [c.98] При нормальном падении луча (0 = 0) размер микронеровностей должен составлять 0,035 мкм. Такая чистота поверхности может быть обеспечена только оптической полировкой, что не всегда приемлемо для производства. В большинстве случаев подложка имеет шероховатую поверхность для улучшения адгезии между пленочным покрытием и материалом подложки. При контроле пленочных конструкций на прохождение необходимо учитывать поглощение и рассеяние излучения в исследуемом материале. [c.98] Неоднородности среды, которые вызывают рассеяние, сильно различаются по размерам. Наиболее сильное рассеяние происходит при линейных размерах неоднородностей, соизмеримых с длиной волны света. Такая среда называется мутной. Другими словами, мутные среды —это среды, содержащие мелкие частицы, показатель преломления которых отличен от показателя преломления окружающей среды [112]. [c.99] Из формулы (2.16) следует, что рассеяние обратно пропорционально четвертой степени длины волны. Если падающий свет белый, то в рассеянном свете преобладает голубой цвет, а в проходящем— красный. Изучение рассеяния позволяет выявить анизотропию неоднородностей в материале. [c.99] Спектральный метод основан на изучении спектра поглощения света при его прохождении через пленку. Спектр поглощения в ИК-, УФ- и видимой области дает информацию о молекулярной структуре и химическом составе исследуемого образца. Подробнее этот метод описан в [112]. [c.100] Амплитудный метод применяется при дефектоскопии оптически прозрачных материалов. При прохождении луча через исследуемый материал свет претерпевает рассеяние, отражение, преломление и другие эффекты на неоднородностях структуры и инородных включениях. Эти эффекты вызывают изменение интенсивности прошедшего или отраженного излучения. Анализируя эти изменения, можно определить характер неоднородности или дефекта. В том случае, когда геометрические размеры дефекта или включения соизмеримы с длиной волны, наблюдаются дифракционные явления, обусловленные дифракцией света на данном микрообъекте. При этом возможно получение дифракционного образа дефекта, по которому определяют его характер, степень опасности и т. д. [c.100] Очень чувствительным методом оптического неразрушающего контроля является фазовый. Он заключается в фиксации фазы прошедшего или отраженного излучения и сопоставлении сдвига фазы относительно первоначальной. При этом изменение фазы отраженного или прошедшего излучения преобразуется в распределение интенсивности при помощи фазовых пластинок (фазово-контрастный метод Цернике) [ИЗ]. [c.100] Интерферометрические методы оптического неразрушающего контроля служат для измерения толщины материалов и изделий, шероховатости поверхности и т. д. Эти методы отличаются высокой чувствительностью, и их применение целесообразно для контроля материалов с высокой чистотой обработки поверхности. [c.100] Поляризационный метод дефектоскопии и контроля неоднородностей материала широко используется для контроля пленочных материалов. Следует отметить, что данный метод эффективен лишь при работе на прохождение . С помощью поляризационного метода возможны дефектоскопия материалов, контроль напряженно-деформированного состояния, определение дефектов-концентрато-ров напряжений и т. п. Контроль напряженно-деформированного состояния пленочных конструкций широко освещен в литературе [114, 115], поэтому подробно останавливаться на нем здесь нецелесообразно. [c.100] При помощи голографических методов контроля возможны дефектоскопия, определение напряженного состояния и других параметров исследуемого материала. Данные методы достаточно подробно описаны в литературе [116, 117]. Следует отметить их низкую эффективность при построчном контроле крупногабаритных объектов из пленочных материалов, сложность аппаратуры и низкую оперативность контроля. [c.100] Из оптических методов для неразрушающего контроля качества изделий из полимерных пленок наиболее перспективны поляризационный, амплитудный и фазовый. [c.101] Поляризационный метод дефектоскопии пленочных изделий наиболее эффективен при работе на прохождение . Широко применяемым прибором является полярископ — поляриметр (рис. 2.26). [c.101] Гораздо более сложной задачей является дефектоскопия полимерных пленочных покрытий, т. е. полимерной пленки на подложке. [c.101] Рассмотрим влияние поляризации падающего света на угловую структуру рассеянного излучения. Данная зависимость необходима для выбора оптимального угла падения света в зависимости от поляризации. На рис. 2.29 приведены зависимости I от угла падения 0 при различных ориентациях светового вектора и для различных азимутальных углов г ) [119, с. 52, 53], причем для естественного света результирующая интенсивность представляет собой среднеарифметическое значение силы света при двух типах поляризации. [c.103] Причем теоретический расчет интерференционной картины ведется для строго монохроматического света. Однако в практике обычно используются источники со спектральной областью, охватывающей длины волн от Я, до Я, + АЯ, т. е. интервал шириной АХ. Тогда условия формирования интерференционной картины будет иметь следующий вид АХ = к/т, где т — порядок интерференций. [c.106] Вернуться к основной статье