способ сортировки образцов из al-mg сплавов по толщинам окисного покрытия

Формула изобретения

СПОСОБ СОРТИРОВКИ ОБРАЗЦОВ ИЗ Al-Mg СПЛАВОВ ПО ТОЛЩИНАМ ОКИСНОГО ПОКРЫТИЯ, основанный на регистрации интенсивности спектральных линий при спектроскопическом исследовании поверхности образца, отличающийся тем, что, с целью повышения экспрессности анализа без разрушения поверхности образца, образец нагревают до температуры, необходимой для регистрации диффузии атомов магния к поверхности, регистрируют относительную интенсивность спектральных линий магния для сравниваемых образцов и по результатам этого сравнения определяют относительную толщину окисного покрытия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к методам определения свойств поверхности твердых тел, а более конкретно к методам исследования поверхности Al-Mg-сплавов, и найдет широкое применение в технике, где Al-Mg-сплавы играют важную роль, а именно в электронной промышленности, научном приборостроении, металлургии.

Эксплуатационные характеристики Al-Mg-сплавов очень часто зависит от свойств защитного окисного покрытия, образованного в результате внешних физико-химических воздействий. Толщина этого покрытия, как правило, определяется этими воздействиями и обычно лежит в пределах 30-500 .

Наиболее близким в заявляемому способу является способ, основанный на определении толщины защитного окисного покрытия A1-Mg-сплавов путем регистрации взаимного изменения интенсивности оже-линий алюминия и кислорода в процессе ионного травления.

Недостатками известного способа-прототипа является следующее: в процессе измерения происходит разрушение исследуемой поверхности путем ионного травления; необходимость применения послойного стравливания больших толщин требует значительного времени, что сказывается на экспрессности анализа.

Целью изобретения является повышение экспрессности анализа без разрушения поверхности образца.

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе сортировки по толщинам окисного покрытия образцов из Al-Mg-сплавов, основанном на регистрации интенсивности спектральных линий при спектроскопическом исследовании поверхности образца, образец нагревают до температуры, необходимой для регистрации диффузии атомов магния к поверхности, регистрируют относительную интенсивность спектральных линий магния для сравниваемых образцов и по результатам сравнения определяют относительную толщину окисного покрытия.

Способ осуществляется следующим образом.

Образец нагревают в течение определенного времени в условиях рабочего вакуума спектрометра (10^-6 - 10^-8 Па) до температуры, необходимой для регистрации диффузии атомов магния к поверхности (500 - 600 К), регистрируют относительную интенсивность спектральных линий магния для сравниваемых образцов и по ней оп ределяют относительную толщину окисного покрытия. Образцам, имеющим более тонкое окисное покрытие, соответствуют большие относительные интенсивности спектральных линий магния.

Предлагаемый способ основан на свойстве атомов магния в Al-Mg-сплавах при прогреве диффундировать к поверхности и накапливаться в приповерхностном защитном слое окисла алюминия, а также на том, что толщина защитного окисного слоя (30-150 ), как правило, сравнима или превышает глубину выхода регистрируемых оже-электронов или рентгеновских фотоэлектронов (10-20 ). Прогрев в течение определенного времени при определенной температуре образцов из Al-Mg-сплавов, на которых образованы окисные защитные покрытия разной толщины, в том случае, когда коэффициенты диффузии атомов магния в алюминиевой матрице равны или близки, приводит к тому, что в них через единицу площади границы сплав - защитное покрытие должно продиффундировать одинаковое или близкое количество атомов магния и распределяться по защитному слою. В результате концентрация атомов магния будет выше в более тонких защитных слоях. Следовательно, учитывая соотношение глубин выхода регистрируемых электронов и толщин защитных покрытий, более тонким оксидным покрытиям соответствует более высокая интенсивность спектральных линий магния.

Предлагаемый способ был осуществлен при сортировке образцов, изготовленных из Al-Mg-сплава АД-31. В результате отличающихся физико-химических воздействий значение толщин защитных покрытий на образцах изменялись в пределах 30-150 . Сравнение относительных толщины покрытий на образцах было проведено на серийном рентгеновском фотоэлектронном спектрометре ЭС-2401. Непосредственно перед измерениями образцы прогревались до 250^оС в течение 15 мин в условиях рабочего вакуума спектрометра (10^-6 Па), а затем проводилась регистрация спектральной линии магния для каждого образца. Проводилось сравнение интенсивности спектральной линии магния. Более интенсивные линии соответствовали более тонким окисным покрытиям. Обычно используемыми способами толщина окисного покрытия определялась путем регистрации зависимости интенсивности спектральных рентгеновских фотоэлектронных линий алюминия и кислорода от времени травления ионами аргона. Результаты приведены в таблице.