Способ контроля плоскостности гранейтвердого тела, например, алмаза

Способ контроля плоскостности гранейтвердого тела, например, алмаза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»815493 (6! ) Дополнительное к ввт. сеид-еу— (22) Заявлено 19.06. 79 (2!) 2782122/25-28 (51)М. Кл. с присоединением заявки HP—

G 01 В 11/30

G 01 В 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 230381. Бюллетень HP 11

Дата опубликования описания 250381 (53) УДК 531. 715.. 1 (088. 8) Б. A. Атаманенко, Ц. N. Гавинский, 10. П. Зозуля, С. П. Кожемякин, М.П. Лисица и Г. Г. Цебу (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЛОСКОСТНОСТИ ГРАНЕЙ тВЕРдОГО телА, HAIIPHNEP АЛМАЗА

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля плоскостности граней твер5 дого тела, например алмаза;

Известен способ контроля плоскостности граней твердого тела с помощью профилометра Линника, в основу действия которого положены интерференционные явления. В этом способе используют параллельные пучки одной длины волны 1„,(, которые падают под скользящими углами на поверхность контролируемого тела. При этом появляются параллельные интерференционные полосы, находящиеся на одинаковых расстояниях друг от друга. Если интерференционные полосы искривлены и распределены неравномерно„ то плоскостность отражающей поверхности на- 20 рушается. Этот способ предусматривает только визуальную оценку вели.— чины микровыступов (11 .

Недостаток способа — низкая точность контроля (до 5 мкм), невозмож. ность количественного определения величины микровыступов и измерения поверхности меньше 0,5 м.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 30 способ контроля плоскостности граней твердого тела, например алмаза, заключающийся в том, что направляют на контролируемое тело монохроматические когерентные лучи с длиной волны А,!, получают интерференционные полосы, визуально их наблюдают, определяют величину микровыступов, по которой и судят о плоскостности граней (21.

Неровности на поверхности твердого тела вызывают в поле зрения прибора (микроинтерферометра Линника) искривление интерференционных полос, которое выражается в долях интервала между интерференционными полосами.

Величину микровыступов d на по-. верхности твердого тела определяют по соотношению

d-- - - о.й е

Q. где — длина волны света, взятая

1 из аттестата; дй — величина изгиба полосы в долях интервала.

Недостаток способа — практическая невозможность применения при величине кривизны интерференционной полосы, сравнимой с толщиной полосы, что значительно влияет на точность контроля величины микровыступов на поверх815493

71 Х

2 1) 2

35 е л

60 ности твердого тела, которая составляет 0,05 мкм для A,pàâíoé 1, мкм. Кроме того, мал диапазон измеряемых величин микровыступов (от 1 до 0,03 мкм), Цель изобретения — повышение точности контроля и расширение диапазона контроля.

Поставленная цель достигается эа счет того, что направляют на контролируемое тело монохроматические когерентные лучи с длиной волны Л2 получают интерФеренционные полосы, измеряют при визуальном наблюдении расстояние между двумя интерференционными полосами, соответствующими длине волны P<, и смещение е интерФеренционных полос при использовании лучей с длиной волны А и, а величину d микровыступов, определяют по соотношению

1 где (, Р

На Фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего способ контроля плоскостности граней твердого тела; на фиг. 2 — интерференционная картина в виде интерференционных полос, создаваемая одним из участков твердого тела. устройство содержит последовательно установленные источник 1 света, систему получения монохроматических когерентных лучей, включающую диафрагму 2, конденсор 3, плоское зеркало 4, точечную диафрагму 5 и интерференционный светофильтр 6, линзу

7, зеркало 8, эталонную пластину 9, микроскоп 10 и контролируемое тело

11, например алмаз. Рабочая поверхность зеркала 8 имеет две противоположно наклонных плоскости. На пластине 9 .устанавливается алмаз 11.

Предлагаемый с по с об осуще с т вляется следующим образом.

В начале получают интерференцион» ные полосы, создаваемые пучком монохроматических лучей с длиной волны

) . Световой поток от источника 1 света проходит через дифрагму 2, фокусируется конденсором 3 на точечную диафрагму 5 через плоское зеркало 4. Затем световой поток монохроматизируется интерференционным светофильтром б и имеет длину волны А .

После прохождения через линзу 7 параллельный пучок лучей под действием одной наклонной плоскости зеркала 8 меняет свое направление и попадает на горизонтально расположенную эталонную пластину 9, где помещается контролируемое тело 11.

Интерференцианные полосы, создаваемые лучами с длиной волны $q возникающие в воздушном зазоре, контролируемым телом 11 и эталонной пластиной 9, попадают на другую наклон- 65 ную плоскость зеркала 8 и визуально наблюдаются при помощи микроскопа

10 с винтовым окулярным микрометром.

После получения интерференционных полос, создаваемых лучами „, осуществляется их визуальное наблюдение (фиг. 2). Пусть соседние интерференционные максимумы расположены на расстоянии f друг от друга и наблюдаются при величинах микровыступов d и d . Определим d< .

Для длины волны Д. имеем систему чравнений:

2й + — А =(м и)А

1 Д, 1 1

1 (1)

2 ) + — А =(и+ и+ 1Х„, где m,n — порядок интерференции.

Затем создают интерференционные полосы, получаемые лучами с длиной волны, путем поворота интерференционного светофильтра б. Таким образом, переходим от 3 < к и для имеем систему уравнений;

2d + -Л =их

2Й + = {В+4)Р (2)

4 а где d, dg- величины микровыступов, при которых наблюдаются максимумы для Х .

Решая совместно системы (1) и (2), получаем искомую величину микровыступов на поврехности твердого тела

1 где — расстояние между двумя интер2 ференционными полосами, соответствующими длине волны 3;

2 смещение интерференционных полос при использовании лучей с длиной волны ) „ и и — количество порядков интерференции, которое вмещается в

e„ — длины волн света монохроматиqp 2 ческих когерентных лучей °

На практике удобно А и А брать такими, чтобы и О.. Соотйошение для определения величины микровыступов на поверхности твердого тела имеет еще более простой вид

Как видно из выше приведенного соотношения,для определения в общем случае величины микровыступа d не815493 обходимо измерить $> и t..Äëÿ этого используют винтовой окулярный микрометр. Нить окуляра совмещают с интерференционной полосой, соответствующей Х, затем меняют длину волны на д поворотом интерференционного светофильтра и, вращая барабан микрометра,-определяют, и 3

В формуле (4) величина 1 не фигурирует, а фигурирует, выбранная иэ соображений повышения точности измерения, так как величина R мала и ошибка измерения велика.

Предлагаемый способ позволяет в

10 раз повысить точность измерения и. определения величины микровыступов на поверхности твердого тела по срав- 13 нению с известным, причем точность определения d очень высока (0,003 мкм), Диапазон определяемых величин микровыступов очень широк от 100 мкм до

0,005 мкм и сам спбсоб очень прост,,2О так как измерять на практике надо только две величины и

Формула изобретения

Способ контроля плоскостности граней твердого тела, например алмаза, заключающийся в том, что направляют на контролируемое тело монохромати3D ческие когерентные лучи с длиной волны ), получают интерференционные полосы, визуально их наблюдают, определяют величину микровыступов, по которой и судят о плоскостности граней, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона контроля, направляют на контролируемое тело монохроматические когерентные лучи с длиной волны $<, получают интерференционные полосы, измеряют при визуальном наблюдении расстояние 32 между двумя интерференционными полосами, соответствующими длине волны Л, и смещение g интерференционных полос при использовании лучей с длиной волны и, а величину d микровыступов определяют по соотношению где f = М +й, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Борбат A. M. Оптические измерения. Киев, "Техника", 1967, с.217.

2. Апенко М. И. и др. Оптические приборы в машиностроении. Справочник. М., "Машиностроение", 1974, с. 116 (прототип).

815493 1 б

tg

Составитель Л. Лобзова .

Ре акто В. В емеева Тех Т.Маточка Ko екто Н. Бабиие аказ 1 б Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета- СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5 Филиал. ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,