СПОСОБ КОНТРОЛЯ СПЛОШНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ
METHOD OF CONTROL OF THE INTEGRITY OF THE DIELECTRIC COATING OF A METAL SUBSTRATE

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, а именно к области электроискровой и газоразрядной дефектоскопии путем обнаружения локальных дефектов, и может быть использовано для обнаружения дефектов диэлектрических покрытий деталей электротехнического и радиотехнического оборудования, а также для контроля герметичности диэлектрических покрытий, наносимых на металлическую поверхность.
Известен способ контроля сплошности диэлектрических покрытий на электропроводной основе [RU 2237890 C2, МПК G01N 27/68 (2000.01), G01R 31/12 (2000.01), опубл. 10.10.2004], выбранный в качестве прототипа, который заключается в воздействии на объект контроля высокочастотным высоковольтным электрическим полем и фиксации пробоя в дефектных местах. Контроль осуществляют локально в среде газа, обладающего высокой ионной проводимостью и проникающей способностью, посредством полого электрода-щупа, обеспечивающего локальный обдув поверхности покрытия. В качестве газа для обдува используют аргон, или гелий, или их смесь.
Недостатком способа является необходимость в приложении испытательного напряжения величиною 10 кВ, приводящего к пробою газового промежутка между электропроводящей основой покрытия и электродом-щупом. Возникающая при пробое искра служит причиной ухудшения свойств и разрушения диэлектрического покрытия объекта контроля.
Технической проблемой, на решение которой направлено предложенное изобретение, является создание способа контроля сплошности диэлектрического покрытия металлической подложки, позволяющего обнаруживать отверстия в диэлектрическом покрытии.
Предложенный способ контроля сплошности диэлектрического покрытия на металлической подложке, также как в прототипе, заключается в воздействии на объект контроля электрическим полем, создаваемым с помощью электрода.
Согласно изобретению формируют электрический коронный разряд в резконеоднородном поле между объектом контроля и концом металлического электрода, перемещаемым над диэлектрическим покрытием на расстоянии 6-9 мм от него, при этом диаметр металлического электрода составляет менее 0,01 этого расстояния, причем на электрод подают контролируемое напряжение 4-6 кВ, а о месте сквозного отверстия судят по наличию электрического тока в цепи и местоположению металлического электрода.
Техническим результатом данного изобретения является контроль сплошности диэлектрического покрытия на металлической подложке без ухудшения свойств или разрушения диэлектрического покрытия за счет отсутствия искрового пробоя и регистрации тока короны, протекающего от конца электрода малого диаметра через отверстие, место расположения которого соотносится с местом расположения конца электрода.
На фиг. 1 показана схема для реализации предложенного способа.
В таблице 1 представлены результаты экспериментальных исследований.
Устройство для осуществления способа контроля сплошности диэлектрического покрытия на металлической подложке содержит электрод 1 из нихромовой проволоки длиною 20,0 мм и диаметром 0,18 мм. Электрод 1 закреплен в устройстве позиционирования 2 (УП), в качестве которого использована, например, трехкоординатная система позиционирования DriveSet М302А в консольном исполнении. Электрод 1 соединен с токоограничивающим резистором 3 типа КЭВ-5, который подключен к катоду источника постоянного напряжения 4 (ИПН), например, типа «ПЛАЗОН» ИВНР-3 0/1 (+/-), позволяющего плавно изменять напряжение на электроде 1 от 0 до 30 кВ. Анод источника постоянного напряжения 4 (ИПН) соединен с вводом измерителя тока 5 (ИТ), вывод которого подключен к металлической испытательной площадке 6, которая заземлена. В качестве измерителя тока 5 (ИТ) использован микроамперметр М2027-М1. На испытательной площадке 6 размещен объект контроля 7, представляющий собой медную пластину, покрытую сверху диэлектрическим лаком 8 толщиной 8-10 мкм.
С помощью устройства позиционирования 2 (УП) свободный конец электрода 1 устанавливали на расстояниях 6, 7 и 9 мм от поверхности диэлектрического покрытия 8 объекта контроля 7, и перемещали над поверхностью диэлектрического покрытия 8. С помощью источника постоянного напряжения 4 (ИПН) напряжение на электроде 1 равномерно повышали до возникновения коронного разряда 9 через отверстие 10 в диэлектрическом покрытии 8, при его наличии. Ток коронного разряда фиксировали с помощью измерителя тока 5 (ИТ). В случае искрового пробоя через отверстие 10 в диэлектрическом покрытии 8, возникает ток короткого замыкания, который органичивается резистором 3, предотвращая выход из строя источника питания 4 (ИПН) и измерителя тока 5 (ИТ).
При испытании объекта контроля 7 (таблице 1) с диэлектрическим покрытием 8 без дефектов, ток в цепи отсутствовал вплоть до напряжения пробоя 7,0 кВ при расстоянии 6 мм между электродом 1 и медной пластиной 7. В случае наличия сквозного отверстия в диэлектрическом покрытии 8 в цепи возникал ток, который регистрировали измерителем тока 5 (ИТ), при этом пробоя между электродом 1 и медной пластиной 7 не наблюдалось.
На основании данных таблицы 1- можно сделать вывод о том, что ионизация воздуха коронным разрядом в области у конца электрода 1, расположенного над поверхностью диэлектрического покрытия на расстоянии от 6,0 до 9,0 мм, позволяет обнаруживать сквозные отверстия в диэлектрическом покрытии 8 путем регистрации электрического тока между концом электрода 1 и медной пластиной 7 без пробоя воздушного промежутка между ними, при этом оптимальная величина подаваемого напряжения лежит в диапазоне от 4,0 до 6,0 кВ, так как в этом диапазоне напряжения не происходит электрического пробоя, а ток электрического коронного разряда, достаточен для его регистрации обычным микроамперметром. Малые величины токов электрического коронного разряда (до 50,0 мкА) позволяют использовать способ для контроля сплошности диэлектрических покрытий без нанесения вреда диэлектрическому покрытию и деталям радиоэлектронной аппаратуры из-за отсутствия электрического пробоя между электродом 1 и объектом контроля 7.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает обнаружение сквозных отверстий на диэлектрических покрытиях, являясь простым и эффективным неразрушающим способом контроля сплошности диэлектрических покрытий, нанесенных на токопроводящую подложку, включая изоляционные покрытия радиоэлектронных устройств.