Разработка методов неразрушающего контроля защитных покрытий и твердых тел на основе фототермокапиллярного эффекта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Зыков Александр Юрьевич

• Зыков Александр Юрьевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Зыков Александр Юрьевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5 Глава 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ МЕТОДОВ НЕРАЗРУША-

ЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ПОКРЫТИЙ

1.1 Взаимодействие излучения с веществом

1.2 Теплофизические (ТФ) свойства

1.3 Нетепловые методы неразрушающего контроля твердых тел и покрытий

1.4 Фототермический (ФТ) сигнал

1.5 ФТ методы

1.5.1 ФТ калориметрия

1.5.2 Фотоакустическая (ФА) спектроскопия

1.5.3 Фототермомеханические методы

1.5.3.1 ФТ смещение поверхности

1.5.3.2 ФТ интерферометрия

1.5.3.3 Метод поверхностной термолинзы 31 1.5.3.4. Метод ФТ изгиба 32 1.5.3.5 Метод ФТ динамической решетки

1.5.4. Методы ФТ рефракции

1.5.4.1 Термолинзовая спектроскопия

1.5.4.2 Метод ФТ отклонения пучка

1.5.5. Метод ФТ рефлектанса

1.5.6 ФТ радиометрия

1.5.7 Термография

1.5.8 Термоволновая интерферометрия

1.6 Сравнение ФТК метода с ФТ методами 45 Выводы по первой главе 46 ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ФОТОТЕРМО-КАПИЛЛЯРНОГО МЕТОДА В НЕРАЗРУШАЮЩЕМ

КОНТРОЛЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ПОКРЫТИЙ

2.1 Фототермокапиллярный эффект

2.2.ФТК отклик

2.3 Потоки тепла в системе «Пучок-Слой-Подложка»

2.4. Эволюция и релаксация диаметра ФТК отклика

2.5 Обоснование выбора параметров для применения ФТК метода в НК твердых тел и защитных покрытий

2.5.1 Источник теплового возмущения, режим и схемы накачки

2.5.2 Диаметр пучка пробного лазера и лазера накачки

2.5.3 Материал подложки и ее толщина

2.5.4 Приемная площадка и ограничительное кольцо

2.5.5 Свойства жидкости и параметры ее слоя 64 Выводы по второй главе 68 ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ПРИМЕНИМОСТИ ФОТОТЕРМОКАПИЛЛЯРНОГО МЕТОДА В НЕРАЗРУШАЮЩЕМ КОНТРОЛЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ПОКРЫТИЙ

3.1 Описание экспериментальной установки

3.2 Зависимость диаметра стационарного ФТК отклика от мощности пучка накачки для разных силиконовых масел на эбонитовой подложке

3.3 Разработка технических требований к размерам исследуемого термически толстого образца

3.4 Зависимость диаметра стационарного ФТК отклика от глубины прогиба ТК ямки и толщины слоя жидкости

3.5 Роль теплопроводности материала подложки

3.6 Роль температуропроводности материала подложки

3.7 Влияние толщины пленки ЛКП на металлической подложке на диаметр стационарного ФТК отклика 97 Выводы по третьей главе 101 ГЛАВА 4 ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОТЕРМОКАПИЛЛЯРНОГО ЭФФЕКТА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ПОКРЫТИЯХ И В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

4.1. Методика фокусировки пучка накачки и оценки его диаметра

4.2. Вертикально ориентированная цилиндрическая пустота

4.3. Одиночные вертикальные втулки в твердом теле

4.4 Матрица вертикальных втулок в эбонитовой подложке

4.5 Матрица инородных включений (горизонтальные втулки разной массы в эбонитовой подложке)

4.6 Исследование тонкопленочных покрытий на теплопроводных

образцах

4.7. Дорожки печатной платы на теплопроводящей подложке

Выводы по четвертой главе

Основные результаты и выводы

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А. Оптические схемы накачки и считывания в ФТК методе

Приложение Б. Эволюция и релаксация диаметра ФТК отклика

Приложение В. Свойства силиконовых масел и материалов подложек

Приложение Г. Спектр пропускания силиконового масла для толщины

Приложение Д. Технические характеристики используемых лазеров

Приложение Е. Акт внедрения разработки в учебный процесс ТИУ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов неразрушающего контроля защитных покрытий и твердых тел на основе фототермокапиллярного эффекта»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Развитие технологий производства, создание и эксплуатация инфраструктурных объектов, промышленного оборудования, миниатюрных приборов и устройств, а также производство новых материалов требует развития методов и средств неразрушающего контроля (НК) свойств твердых тел, структуры и целостности материала, элементов конструкций и деталей. Знание тепловых свойств твердых тел и композитов, а также их структуры важно, как для фундаментальных физических исследований, так и для инженерных применений. Наряду с известными методами НК материалов, такими как акустические, капиллярные, магнитные, оптические, радиационные, вихретоковые, развиваются фототермические (ФТ) методы, основанные на регистрации изменения зависимого от температуры физического свойства вещества при поглощении им света. Достоинствами ФТ методов являются высокая точность, пространственное разрешение и многогранность применения. ФТ методы применяют в ФТ микроскопии, в толщино- и профилометрии тонких покрытий, а также в изучении ТФ свойств вещества.

Ряд таких ФТ методов как радиометрический, фотопироэлектрический, фотоакустический, мираж-эффект и фототерморефлектансный позволяют не только измерять покрытия толщиной менее 1 мкм, но и диагностировать микродефекты в них размером менее 0,5 мм. Однако, в силу особых требований к подготовке исследуемого образца и необходимости использования дорогого прецизионного оборудования, применимость каждого ФТ метода зачастую ограничена определенной областью технической физики и лабораторными условиями.

В связи с этим, возникает актуальная задача создания экспресс -метода НК твердых тел широкого применения, позволяющего на месте детектировать дефекты твердых тел и их тонкопленочных покрытий. Одним из подходов к решению данной задачи является применение фототермокапиллярного (ФТК) эффекта, состоящего в деформации пленки жидкости, находящейся на поверхности твердого тела, тепловым воздействием излучения на границу раздела твердое тело -жидкость. Особенностью ФТК эффекта является высокая чувствительность по-

верхностного натяжения жидкости к температурным возмущениям на ее свободной поверхности.

Степень разработанности темы исследований. Основные работы по применению ФТ методов для обнаружения дефектов твердых тел опубликованы Busse (1983), Martin и Ash (1985), Sodnik и Tiziani (1986), Yarai и др. (1994), Rodríguez и др. (2003), Hoshimiya и Hatake-Yama (2013), Dhouib и др. (2013), Thiel и др. (2016) и Liu и др. (2017). В работах Tam и Sullivan (1983), Fujimori и др. (1987), Moksin и Almond (1995), Nogueira и др. (2003), Wang и др. (2009) и Reichling и др. (1994) ФТ методами измеряли толщину покрытий, а их отслоение от поверхности твердого тела изучали Rousset и др. (1985) и Van den Brand и др. (2003).

Объект исследования - защитные пленки лакокрасочных покрытий и твердые тела в форме дисков из непористых материалов.

Предмет исследования - защитные пленки лакокрасочных покрытий (толщина покрытия на металлической подложке и отслоение пленки лакокрасочного покрытия от поверхности подложки), а также поверхности твердых тел (скрытые под лакокрасочным покрытием приповерхностные дефекты в виде пустот и инородных включений в образцах из непористых материалов).

Цель диссертационной работы - разработка и совершенствование методов неразрушающего контроля защитных пленок лакокрасочного покрытия на металлической подложке и толщины воздушного зазора при ее отслоении и скрытых под пленками дефектов твердых тел на основе фототермокапиллярного (ФТК) эффекта, заключающегося в нагреве пучком лазера тонкого слоя прозрачной жидкости на поверхности твердых материалов.

Для достижения данной цели диссертационной работы были поставлены и решены следующие задачи:

1. разработать ФТК метод определения толщины пленок лакокрасочного покрытия, поглощающих излучение лазера накачки, на теплопроводных твердых материалах и толщины воздушного зазора при ее отслоении от поверхности материала;

2. разработать ФТК метод обнаружения дефектов в твердых образцах под пленками лакокрасочного покрытия;

3. обосновать критерии выбора оптимальной мощности пучка лазера накачки, вязкости жидкости и толщины жидкого слоя для повышения чувствительности ФТК метода к тепловым возмущениям на границе жидкость -твердое тело;

4. разработать методику определения размеров термически толстого образца по диаметру ФТК отклика для установления технических требований к ФТК методу;

5. исследовать влияние теплопроводности твердого материала на диаметр стационарного ФТК отклика.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что впервые показана возможность использования ФТК эффекта для разработки и усовершенствования методов неразрушающего контроля, в том числе получены следующие новые результаты:

1. разработан метод контроля толщины пленки лакокрасочного покрытия на поверхности теплопроводного образца твердого материала на основе применения ФТК эффекта с использованием калибровочной зависимости диаметра стационарного ФТК отклика от толщины пленки, и отличающийся тем, что позволяет измерять толщину покрытия в широком диапазоне значений от нескольких микрометров до единиц миллиметров и не требует применения датчиков положения пробного пучка и ИК детекторов. ФТК метод контроля толщины пленки отличается от метода ФТ отклонения пучка (метода "мираж"-эффекта) и метода ФТ радиометрии отсутствием: а) квадрантных фотодетекторов положения, вредной жидкости (СС14) и ИК камеры, охлаждаемой жидким азотом и б) необходимости измерения угла отклонения пробного пучка для разных частот модуляции, точной юстировки пучка накачки и пробного пучка, обработки выходного сигнала с ИК камеры с целью получения фазы тепловой волны;

2. разработан метод контроля отслоений пленки лакокрасочного покрытия от поверхности теплопроводного образца твердого материала и определения толщины воздушного зазора между поверхностью образца и пленкой на основе при-

менения ФТК эффекта с использованием скан-профиля дефекта покрытия (отслоения), и отличающийся тем, что позволяет определять протяженность области отслоения с погрешностью менее 150 мкм, а толщину воздушного зазора с погрешностью в нескольких микрометров. ФТК метод контроля отслоения пленки от поверхности отличается от фотопироэлектрического метода и фото-термомеханического метода отсутствием: а) необходимости применения металлизированной пленки пироэлектрика (толщина пленки и металла 9 мкм и 40 нм) и чувствительного прецизионного интерферометра для регистрации сверх малого смещения поверхности отслоенной пленки и б) необходимости измерения фазы фотопироэлектрического сигнала, измерении малого тока (10 -10 пА); 3. разработан метод обнаружения скрытых под пленкой лакокрасочного покрытия дефектов в виде пустот и инородных включений в твердом образце на основе применения ФТК эффекта с использованием скан-профиля дефекта твердого тела, и отличающийся тем, что позволяет определять протяженность области дефекта с погрешностью несколько микрометров. ФТК метод контроля скрытых дефектов в твердом материале отличается от других ФТ методов отсутствием необходимости использования прецизионного интерферометра и помещении образца в фотоакустическую ячейку, ИК камеры и детектора положения пробного пучка.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в том, что разработана и изготовлена экспериментальная установка для НК дефектов в твердых телах и покрытий на их поверхностях. На базе результатов исследований:

- разработан ФТК метод НК толщины пленки лакокрасочного покрытия на поверхности теплопроводного твердого тела, который внедрен в учебный процесс для чтения курсов и проведению лабораторного практикума по дисциплине «Физические методы контроля качества изделий» для обучающихся по направлению подготовки 12.03.01 Приборостроение всех форм обучения на кафедре «Физики, методов контроля и диагностики» ФГБОУ ВО «Тюменского индустриального университета»;

- разработан ФТК метод НК отслоения лакокрасочного покрытия от поверхности теплопроводного твердого тела и определения толщины воздушного зазора между телом и пленкой;

- разработан ФТК метод НК скрытых под пленкой лакокрасочного покрытия дефектов поверхности твердого тела.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач в диссертационной работе использованы экспериментальные методы и методы статистической обработки результатов измерений, анализ погрешности измерения, сертифицированные и поверенные приборы и средства измерения. Мощность пучка накачки изменяли набором светофильтров, откалиброванных с помощью ваттметра «Nova Ophir» точностью до 10 мкВт, толщину слоя жидкости задавали методом калиброванных проволок с точностью 5 мкм, диаметр стационарного ФТК отклика измеряли на экране по краю его внешнего кольца, толщину пленки лакокрасочного покрытия и диаметр проволок измеряли микрометром «Энкор» (25-50 мм/0,01 мм), дефекты сканировали перемещением кюветы с помощью вращения микровинта; дефекты моделировали в виде цилиндров, а их скан-профили получали методом усреднения.

На защиту выносятся:

1. метод контроля толщины пленки лакокрасочного покрытия на теплопроводном образце на основе ФТК эффекта, заключающийся в использовании калибровочной зависимости диаметра стационарного ФТК отклика от толщины пленки;

2. метод контроля обнаружения отслоения пленки лакокрасочного покрытия от поверхности теплопроводного образца и определения толщины зазора, основанный на ФТК эффекте и состоящий в сканировании дефекта сфокусированным пучком накачки, измерении диаметра ФТК отклика как функции положения пучка и определении по скан-профилю протяженности дефекта, а по диаметру ФТК отклика над центром отслоения - толщину зазора;

3. метод контроля обнаружения в твердом образце пустот и инородных включений, скрытых под пленкой лакокрасочного покрытия, основанный на ФТК эффекте и состоящий в сканировании пустот и включений пучком накачки, изме-

рении диаметра ФТК отклика как функции положения пучка и определении по скан-профилю протяженности дефекта.

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью постановки задач и их обоснованностью, применением апробированных методик исследования, современного оборудования, сертифицированных и поверенных измерительных приборов, большим объемом экспериментальных данных и воспроизводимостью результатов, достаточной освещенностью для хорошей видимости границ ФТК отклика на экране, а также подтверждается проверенными временем физических теорий, в частности, теории теплопроводности, включая такие понятия как тепловой поток и тепловое сопротивление.

Реализация результатов работы. Результаты, полученные в рамках данной диссертационной работы, внедрены в лабораторный практикум по курсу «Физические методы контроля качества изделий» на кафедре «Физики, методов контроля и диагностики» ФГБОУ ВО «Тюменского индустриального университета».

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на семинарах кафедры радиофизики ФГАОУ ВО «Тюменского государственного университета», кафедре «Физики, методов контроля и диагностики» ФГБОУ ВО «Тюменского индустриального университета», а также доложены и обсуждены на следующих конференциях: IV Российская Национальная конференция по теплообмену (Москва, 2006), 9 -я Международная Научно-техническая конференция «Оптические методы исследования потоков» (Москва, 2007), VI Минский международный форум по тепломассообмену (Минск, 2008), 14-я Международная Научно-техническая конференция «Оптические методы исследования потоков» (Москва, 2017), IV Международная Конференции по Инновациям в Неразрушающем контроле «Sib Test» (Новосибирск, 2017).

Личный вклад автора заключается в обзоре текущего состояния вопроса о методах НК материалов и обосновании их недостатков, разработке и изготовлении экспериментальной установки для реализации ФТК метода и технических

требований к лазерным пучкам, жидкости и исследуемому образцу, а также в изготовлении образцов с модельными дефектами, разработке методов исследования, проведении экспериментов, обработке и обобщении полученных результатов; автор принимал участие в написании статей и представлял результаты исследований на международных конференциях.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ и входящих в базу данных Web of Science и Scopus, 1 статья, входящая в базу данных Web of Science и Scopus, 6 тезисов международных конференций и 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы и приложений. Полный объем работы составляет 155 страниц, включая 65 рисунков, 60 формул и 6 таблиц. Библиография содержит 160 источников.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ МЕТОДОВ НЕРАЗ-РУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ПОКРЫТИЙ

1.1 Взаимодействие излучения с веществом

Основные свойства света:

1) скорость света выражается через фундаментальные константы вакуума - электрическую, е0, и магнитную, ц0, постоянные

с = 1 (11)

где е0 = 8,8510 - 12 Ф/м и ц0 = 12,5610 - 7 Гн/м.

2) скорость света связана с длиной волны Хи частотой V

с = XV (1.2)

3) энергия фотона

Е = Иv, (1.3)

где И = 6,626 10 - 34 Дж-с - постоянная Планка.

При взаимодействии излучения со средой в ней могут происходить следующие за процессом фотовозбуждения физические и химические эффекты, рис. 1.1.

Поглощение излучения происходит по закону Бугера-Ламберта-Бера:

1(г) = 1оехр( - а(Х)г) ( 1 . 4)

где 10 - интенсивность падающего излучения, а (X) - коэффициент поглощения среды, г - координата.

Причем эти эффекты основаны именно на безызлучательном девозбужде-нии. Их число довольно велико, поскольку ФТ эффектом можно считать любое явление в среде (на ее поверхности и/или в объеме). Уже само изменение Т при облучении среды можно рассматривать как фотокалорический эффект. Метод, основанный на регистрации максимально чувствительного к Т параметра среды, называют ФТ методом.

Рисунок 1.1 - Схема деградации энергии ЭМ излучения в среде

Известно, что при поглощении света средой происходит фотовозбуждение за время те =10 ~15 с ее атомов или молекул, представляющих собой сложные электронные структуры, надежно экранирующие их ядра, рис. 1.1. Термализация фотовозбуждений протекает, в основном, безызлучательно и вызывает волну давления р, которая приводит к тепловому расширению примыкающей среды. Помимо быстрого безызлучательного девозбуждения, тпг =10 _14-10-11 с, существует ряд

других каналов деградации оптической энергии, которыми при упрощенном анализе ФТ эффектов просто пренебрегают.

Деградация энергии в среде приводит к нагреву образца, а значит к изменению Т. Измеряемое изменение какого-либо параметра среды с Т называется фототермическим (ФТ) эффектом. При взаимодействии излучения с веществом могут происходить разные эффекты, возникающие из-за изменения с Т какого-

либо параметра облучаемой среды (непосредственный нагрев и сопутствующие ему эффекты: изменение давления р, размера и формы к, показателя преломления п, коэффициента отражения г, энергетической светимости М, поверхностного натяжения а и локальное изменение толщины слоя жидкости к/), рис. 1.2.

Рисунок 1.2 - ФТ эффекты (показаны в квадратных рамках, ô - изменение, p - давление, р - плотность, h - размер, n- показатель преломления, r - коэффициент отражения, M - энергетическая светимость, о - поверхностное натяжение) и методы (показаны в овальных рамках, PCl - ФТ калориметрия, PTM - ФТМ методы, PAS - ФА спектроскопия, PTRfr - ФТ рефракция, PTRfl - ФТ рефлектанс, PTR - ФТ радиометрия, PTC - ФТК метод

Важно заметить, что при облучении исследуемой среды в ней могут иметь место практически все эффекты одновременно. Однако, исследователь заранее должен иметь представление, какой из T - зависимых параметров дает наибольшее отклонение, которое несложно точно измерить. Так, например, изменение «удобно измерять у прозрачных тел, изменение формы, 5Н - у специально созданных бислойных систем (биметаллическая пластинка), а изменение M - у тел, поверхность которых имеет высокую излучательную способность. Отметим что, изменения параметров 5р и 5о можно измерить только косвенно путем изменения

геометрического размера образца в зоне облучения (твердое тело или слой жидкости). Прототипом данной классификации ФТ эффектов и методов послужила классификация Чемоданова [1], которая была усовершенствована. В ней, например, отсутствует метод PTRfl; регистрация изменения размера образца привело к созданию не только метода PTSD, но и ФТ механических методов, а именно, метод поверхностной линзы STL и метод ФТ изгиба PTB; регистрация изменения показателя преломления среды привело к возникновению методов под общим названием ФТ рефракционные (PTRfr), среди которых не только метод ФТ решетки PTG, ФТ интерферометрии PTI и ФТ рефракции PTRfr, но и метод ФТ термолинзы TLS. Кроме нашей классификации, которую мы считаем наиболее полной и понятной, существуют еще три. Например, Жаров и Летохов [ 2] дали классификацию основных физических эффектов в облучаемых лазерным излучением конденсированных средах и методы их детектирования. Эта классификация базируется на причино-следственной связи «нагрев ^ ФТ эффект ^ регистрация эффекта». Однако, в ней показаны не все ФТ эффекты и не прослежена до конца их взаимосвязь, хотя большое внимание уделено косвенной регистрации ФТ сигнала посредством газа, соприкасающегося с образцом. У Бялковского [ 3] отсутствует полный список Г-зависимых параметров и не указаны времена тепловых переходов в каналах, а также отсутствуют и сами ФТ методы. Обзор IUPAC [4] представил сложную и запутанную взаимосвязь ФТ эффектов и методов. Несмотря на обилие прямых и обратных эффектов, в том числе и не относящихся к ФТ методам, эта классификация не позволяет логически правильно проследить основные ФТ эффекты, их взаимосвязь и разветвление, а только запутывает того, кто хочет разобраться в общности и структуре ФТ методов. Учитывая недостатки этих классификаций, была предложена вышеуказанная схема.

1.2 Теплофизические (ТФ) свойства

Как известно, любой материал характеризуется четырьмя фундаментальными ТФ свойствами [5]: теплоемкость (статистическое свойство), и теплопровод-

ность, температуропроводность и термоэффузивность, являющиеся динамическими свойствами.

Теплоемкость C - коэффициент пропорциональности количества тепла, AQ, накопленного системой, изменению (повышению) ее T, то есть, AT:

AQ = CAT ( 1 . 5 )

Причем, сама теплоемкость пропорциональна массе m системы:

C = срт ( 1 . 6)

где cp - удельная теплоемкость.

Теплопроводность к- коэффициент пропорциональности плотности потока тепла, q = Ф/S (Ф - поток тепла, S - площадь, через которую идет поток), поддерживающий этот поток градиенту T, характеризует стационарный процесс переноса тепла в системе:

q = -kV T ( 1 . 7)

Температуропроводность к- коэффициент пропорциональности скорости изменения T, дТ/dt, ее лапласиану, V2T, характеризует нестационарный процесс переноса тепла в системе (скорость распространения тепла):

дТ

— = kV2T ( 1 . 8 )

dt К }

С помощью к можно оценить скорость распространения T-поля в системе. Например, тепло от 2D источника на подложке под слоем жидкости толщиной hi достигает поверхности слоя через время [6]:

hf

( 1 . 9 )

" 4пк

по уровню 1 - e - п от T на подложке, где n- любое положительное число.

Термоэффузивность (аккумуляция тепла [7], тепловая активность [8] и тепловая инерция [9]) e - физическая величина, которая характеризует обмен тела с окружающей средой и входит в решение уравнения температуропроводности для случая гармонического источника тепла с частотой модуляции f (f = ю/2л, ю -циклическая частота) и I0, рис. 1.3, отвечает за колебательный процесс. Как видно из рис. 1.3, e выражается через два ТФ параметра - стационарный и нестационар-

ный. То есть, колебательный процесс - это наложение двух режимов подвода тепла.

Т Ф ПАРАМЕТРЫ

СТАТИЧЕСКИЕ ДИНА М II Ч Е С К II Е

равное еснып процесс

теплоемкость

и ¿Т ср = С ¡т

нест ащ юнарньп I процесс

температуропроводность

^=кТ2Г ос

к =

=к/{

ОС,

стационарный процесс

теплопроводность д=-кХт

колеоательнып процесс

термоэффушвност ь

Jix.ii = -^ехр(--1со*( ---Ц

Д 4

Рисунок 1.3 - ТФ параметры среды (ц - длина диффузии тепла)

1.3 Нетепловые методы неразрушающего контроля твердых тел и покрытий

Огромный интерес в различных отраслях промышленности и народного хозяйства представляет разработка методов неразрушающего контроля (НК) твердых тел и покрытий. Среди классических методов НК популярны такие методы как акустические (ультразвуковые, УЗ), вибрационные, визуально-оптические, вихретоковые, капиллярные, магнитные, радиационные, радиоволновые, электроискровые и термоэлектрические. Методы широко применяют в НК дефектов -включения, дефекты сварных соединений, волосовины, закаты, ликвационные зоны, неспай, поры, пузыри, разрывы, раковины, расслоения, рванины, рыхлота, скворечник, трещины, флокены - и на основе некоторых методов созданы компактные дефектоскопы (ультразвуковые, вихретоковые, магнитные, радиоволновые, рентгеновские и гамма-дефектоскопы [10]) и толщиномеры покрытий [10,11]. В Таблице 1 приведено сравнение вышеуказанных методов, в основу которых легли различные физические эффекты.

В магнитных методах намагничивают участки образца магнитным полем, создаваемым устройствами, питающихся импульсным или постоянным током, или с помощью постоянных магнитов. Над дефектами создаются поля рассеяния,

обнаруживаемые путем нанесения на поверхность магнитной суспензии или порошка.

Вихретоковый метод НК состоит из создания вихревых токов в образце с помощью катушки индуктивности.

В капиллярных методах на поверхность образца наносят слой индикаторной жидкости (пенетранта) и затем на поверхность, очищенную от ее избытка, наносят порошок проявителя, облучаемый УФ излучением. По рисунку на поверхности определяют локализации дефектов.

В УЗ методе НК для создания акустического контакта между площадкой пьезоэлектрического преобразователя и образцом на поверхность последнего наносят тонкий слой жидкости. Вглубь образца посылают импульсы УЗ колебаний от источника, которые достигнув верхней и нижней поверхности дефекта, отражаются и возвращаются в приемник. По разности времени между принятыми сигналами судят о глубине локализации и размерах дефекта.

В тепловой дефектоскопии с помощью тепловизора (ИК камеры) наблюдают за картиной теплового поля, искаженного присутствием дефекта. Единственное требование к образцу - его поверхность должна поглощать излучение накачки.

В радиационных методах регистрируют и анализируют проникающее ионизирующее излучение (ИИ) после его взаимодействия с образцом. По характеру взаимодействия ИИ с образцом методы делят на: методы прошедшего и рассеянного излучения.

Таблица 1.1 - Сравнение классических методов НК твердых тел и покрытий

Минимальные раз-

Мето- Принцип Выявляемые меры дефектов и Недостатки

ды НК действия дефекты чувствительность метода, мм

<и

К g „

(U

er к

H

с о

о К л ч

eö iy

СО

К и

л К л

4

(U

н К ZP

(U

5

СО

К

регистрация света, отраженного от поверхности объекта; различное отражение от неоднородно-стей поверхности тел.

поверхностные и дефекты (трещины, расслоения и т.д.), а также подповерхностные дефекты прозрачных телах.

ширина раскрытия 0,005 - 0,01; протяженность 0,1; фотоаппарат-микроскоп «X-loupe» обнаруживает дефект размером 5 мкм.

низкая чувствительность обнаружения мелких дефектов; зависимость выявляемых дефектов от субъективных факторов; ограничение по оптическим свойствам материала образца, необходимость подготовки поверхности._

2 23 и о и iy

и

%

CP

й ч iy

2 23 и о и iy и

W

(U К

и о

(U

сг К н

о <

регистрация и анализ параметров упругих волн, возникающих в объекте контроля или возбуждаемых преобразователем.

внутренние и поверхностные дефекты (нарушение сплошности, неоднородности структуры, дефекты склейки, спайки, сварки и т.д.) в любом материале.

ширина раскрытия 0,001 - 0,3; глубина 0,1 - 0,3; минимальная толщина по стали «Panametrics Olympus 38 DL Plus» -0,08 мм.

дорогое и сложное оборудование; необходимость контактной среды; материалы с малым затуханием звука данной частоты; шумы (при акустической эмиссионном), близкие по частоте к частоте колебаний, используемых для НК; не подходят для толщинометрии тонких (< 0.1 мм) покрытий, сложность применения в материалах с сильным рассеянием или поглощением акустической волны, необходимость зачистки поверхности._

2

ы

и

о к о т <и

р и

m

регистрация изменения взаимодействия собственного магнитного поля индукционной катушки с ЭМ полем вихревых токов, создаваемых в образце.

Открытые и закрытые поверхностные и подповерхностные (до 8 мм) дефекты в токопрово-дящих материалах; анодные и диэлектрические покрытия на немагнитных материалах (Л!, Си, Zn, Сг, латунь, бронза и т.д.).

ширина раскрытия

> 0,0005; глубина > 0,1; протяженность

> 0,5;

диапазон толщин 3 - 500 мкм; минимальная толщина основания - 1

мм;

диаметр области контакта - 1 мм.

контакт с образцом или близкое размещение преобразователя; требования к шероховатости поверхности; зависимость результатов измерения от окружающей среды; ограничения по глубине обнаружения дефектов и материалу образца; многопараметровый метод (температура, зазор, электропроводность и магнитная проницаемость)._

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зыков Александр Юрьевич, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чемоданов, С. И. Эволюция фототермокапиллярного эффекта и разработка методов лазерной диагностики жидкостей на его основе: Дис... канд. ф. -м. наук: 02.00.04. - Тюмень, 2006. - 130 с.

2. Жаров, В. П. Лазерная оптико-акустическая спектроскопия / В. П. Жаров, В. С. Летохов. - М.: Наука, 1984. - 320 с.

3. Bialkowski, S.E. Photothermal spectroscopy methods for chemical analysis / S.E. Bialkowski. - N. Y.: John Wiley & Sons, 1996. - 584 p.

4. Terazima, M. Quantities, terminology, and symbols in photothermal and related spectroscopies / M. Terazima, N. Hirota, S. E. Braslavsky, A. Mandelis, S. E. Bialkowski, G. J. Diebold, R. J. D. Miller, D. Fournier, R. A. Palmer, A. Tam // Pure and Applied Chemistry. - 2004. - Vol. 76. - № 6. - pp. 1083-1118.

5. Salazar, A. Degeneracy of the thermal properties of buried structures / A. Salazar, F. Garrido, A. Oleaga, R. Celorrio // Journal of Applied Physics. - 2005. - Vol. 98. -pp. 013513-1-013513-7.

6. Безуглый, Б. А. Эффект задержки ТК отклика слоя прозрачной жидкости при лазерном нагреве поглощающей подложки / Б. А. Безуглый, С. И. Чемоданов // ЖТФ. - 2005. - Т. 75. - № 9. - С. 136-138.

7. Wang, J. A simple method for the estimation of thermal inertia / J. Wang, R. L. Bras, G. Sivandran, R. G. Knox // Geophysical Research Letters. - 2010. - Vol. 37. - № 5. - pp. 1-6.

8. Jelinek, P. Chvorinov's rule and determination of coefficient of heat accumulation of moulds with non-quartz base sands / P. Jelinek, T. Elbel // Archives of Foundry Engineering. - 2010. - Vol. 10. - № 4. - pp. 77-82.

9. Зверев, В. Г. Определение теплофизических характеристик материалов при тепловом воздействии постоянной мощности / В. Г. Зверев, В. А. Назаренко, А. В. Теплоухов // Теплофизика и аэромеханика. - 2011. - Т. 18. - № 3. - С. 493-502.

10. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник. Под ред. В.В. Клюева, 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 2005. - 656 с.

11. URL: http://pvp-snk.ru/brosh72.pdf

12. Gordon, J. P. Long transient effects in lasers with inserted liquid samples / J. P. Gordon, R. C. C. Leite, R. S. Moore, S. P. S. Porto, J. R. Whinnery // Journal of Applied Physics. - 1965. - Vol. 36. - pp. 3-8.

13. Abdallah, S. Determination of thermophysical parameters of porous silicon using a photothermal technique / S. Abdallah, K. Easawi, S. Negm, M. H. Talaat // Review of Scientific Instruments. - 2003. - Vol. 74. - № 1. - pp. 848-850.

14. Dadarlat, D. Inverse photopyroelectric detection method / D. Dadarlat, M. Chirtoc, C. Nematu, R. M. Candea, D. Bicanic // Physical Status Solidi A. - 1990. - Vol. K 121. - pp. K231-K238.

15. Sell, J. A. Photoacoustic and photothermal beam deflection as a probe of laser ablation of materials / J. A. Sell, D. M. Heffelfinger, P. L. G. Ventzek, R. M. Gilgenbach // Journal of Applied Physics. - 1991. - Vol. 69. - № 3. - pp. 1330-1336.

16. Nie, J. Photocuring study of new dental resins based on multifunctional acrylic iso-cyanurate by photocalorimetry / J. Nie, W.-H. Zhou, M.-Z. Li, E.-J. Wang, L. A. Linden, J. F. Rabek // Chinese Journal of Polymer Science. - 1999. - Vol. 17. - № 5. - pp. 411-415.

17. Terrin, M. M. Effect of the loading of organomodified clays on the thermal and mechanical properties of a model dental resin / M. M. Terrin, A. L. Poli, M. A. Horn Jr., M. G. Neumann, E. T. G. Cavalheiro, I. C. Correa, C. C. Schmitt // Materials Research. - 2016. - Vol. 19. - № 1. - pp. 40-44.

18. Childs, P. R. N. Review of temperature measurement / P. R. N. Childs, J. R. Greenwood, C. A. Long // Review of Scientific Instruments. - 2000. - Vol. 71. - № 8. -pp. 2959-2978.

19. Скворцов, Л. А. Лазерная фототермическая спектроскопия индуцированного светом поглощения / Л. А. Скворцов // Квантовая электроника. - 2013. - Т. 43. - № 1. - С. 1-13.

20. Samani, M. K. Thermal conductivity of individual multiwalled carbon nanotubes / M. K. Samani, N. Khosravian, G. C. K. Chen, M. Shakerzadeh, D. Baillargeat, B. K. Tay // International Journal of Thermal Sciences. - 2012. - Vol. XXX. - pp. 1-4.

21. Yeou, T. Effects of radiation on pyroelectric crystals (possibility of their use as detectors of infrared radiation) / T. Yeou // Comptes Rendus de L'Académie des Sc i-ences. - 1938. - Vol. 207. - pp. 1042-1044.

22. Cooper, J. Minimum detectable power of a pyroelectric thermal receiver / J. Cooper // Review of Scientific Instruments. - 1962. - Vol. 33. - № 1. - pp. 92-95.

23. Lang, S. B. Study of the ultrasensitive pyroelectric thermometer / S. B. Lang, F. Steckel // Review of Scientific Instruments. - 1965. - Vol. 36. - № 12. - pp. 1817-1821.

24. Kawai, H. The piezoelectricity of polyvinylidene fluoride / H. Kawai // Japanese Journal of Applied Physics. - 1969. - Vol. 8. - № 7. - pp. 975-976.

25. Azmi, B. Z. Photopyroelectric measurement of thermal diffusivity of solids based on the theory of thermal wave interferometry / B. Z. Azmi, H. S. Liaw, W. M. M. Yunus, M. Hashim, M. M. Moksin, W. M. D. W. Yusoff // Solid State Science and Technology. - 2003. - Vol. 11. - № 1. - pp. 66-72.

26. Bennaji, N. Determination of thermal properties of graphite-black-coating by photothermal and electro-pyroelectric techniques / N. Bennaji, I. Mellouki, N. Yacoubi // Sensors & Transducers. - 2014. - Vol. 27. - pp. 75-81.

27. Van den Brand, J. Photothermal imaging of localized delamination between organic coatings and metallic substrates using a scanning photopyroelectric microscope / J. Van den Brand, M. Chirtoc, M. R. Wübbenhorst, J. H. W. De Wit // Journal of Applied Physics. - 2003. - Vol. 93. - № 4. - pp. 2019-2027.

28. Strzalkowski, K. Thermal diffusivity, effusivity, and conductivity of CdMnTe mixed crystals / K. Strzalkowski, F. Firszt, A. Marasek // International Journal of Thermophysics. - 2014. - Vol. 35. - № 11. - pp. 2140-2149.

29. Salazar, A. Improved thermal effusivity measurements of solids using the photopyroelectric technique in the front configuration / A. Salazar, A. Oleaga, V. Shval-

ya, E. Apiñaniz // International Journal of Thermal Sciences. - 2016. - Vol. 100. -pp. 60-65.

30. Yarai, A. High-fidelity tomographic imaging reconstruction for photopyroelectric thermal wave detection equipment / A. Yarai, K. Sakamoto, T. Nakanishi // Journal de Physique IV. - 1994. - Vol. C7. - pp. C7-67 - C7-70.

31. Tam, A.C. Applications of photoacoustic sensing techniques / A.C. Tam // Review of Modern Physics. - 1986. - Vol. 58. - № 2. - pp. 381-431.

32. Almond, P. M. Photothermal Science and Techniques / D.P. Almond, P.M. Patel. -London: Chapman & Hall, 1996. - 241 p.

33. Yu, P.Y. Fundamentals of semiconductors. Physics and materials properties / P. Y. Yu, M. Cardona. - N. Y.: Springer, - 2010. - 775 p.

34. Mandelis, A. Frequency-domain photopyroelectric spectroscopy of condensed phases (PPES): a new, simple and powerful spectroscopic technique / A. Mandelis // Chemical Physics Letters. - 1984. - Vol. 108. - № 4. - pp. 388-392.

35. Mandelis, A. Theory of photopyroelectric spectroscopy of solids / A. Mandelis, M. M. Zver // Journal of Applied Physics. - 1985. - Vol. 57. - № 9. - pp. 4421-4430.

36.Dàdârlat, D. Photopyroelectric calorimetry of solids FPPE-TWRC method / D. Dàdârlat, M. Streza, M. N. Pop, V. Tosa, S. Delenclos, S. Longuemart, A. Hadj Sahraoui // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. - 2010. - Vol. 101. - pp. 397-402.

37. Moksin, M. M. Non-destructive examination of paint coatings using the thermal wave interferometry technique / M. M. Moksin, D. P. Almond // Journal of Materials Science. - 1995. - Vol. 30. - pp. 2251-2253.

38. González-Ballesteros, R. Photopyroelectric microscopy based on Pb0.88La0.08Ti0.98Mn0.02O3 ferroelectric ceramics / R. González-Ballesteros, A. Cruz-Orea, J. J. A. Flores-Cuautle, E. Suaste-Gómez // Ferroelectrics. - 2010. - Vol. 396. - № 1. - pp. 98-103.

39. Bento, A. C. On the application of the photoacoustic methods for the determination of thermo-optical properties of polymers / A. C. Bento, D. T. Dias, L. Olenka, A. N.

Medina, M. L. Baesso // Brazilian Journal of Physics. - 2002. - Vol 32. - № 2 B. -pp. 483-494.

40. El-Brolossy, T. A. Determining the thermophysical properties of Al-doped ZnO na-noparticles by the photoacoustic technique / T. A. El-Brolossy, O. Saber, S. S. Ibrahim // Chinese Physics B. - 2013. - Vol. 22. - № 7. - pp. 074401-1-074401-6.

41. Hoshimiya, T. Photoacoustic imaging with a line-focus laser beam for rapid inspection and tomographic characterization of simulated surface and undersurface defects / T. Hoshimiya, M. Hatake-Yama // Open Journal of Acoustics. - 2013. - Vol. 3. -№ 2A. - pp. 8-15.

42. Bell, A.G. Upon the production of sound by radiant energy / A. G. Bell // Philosophical Magazine. - 1881. - Vol. 11. - Ser. 5. - pp. 510-528.

43. Вейнгеров, М.Л. Новый метод газового анализа, основанный на оптико-акустическом явлении Тиндаля-Рентгена / М. Л. Вейнгеров // Доклады АН СССР. - 1938. - Т. 19. - Вып. 9. - С. 687-688.

44. Rosencwaig, A. Theory of the photoacoustic effect with solids / A. Rosencwaig, A. Gersho // Journal of Applied Physics. - 1976. - Vol. 47. - № 1. - pp. 64-69.

45. Mandelis, A. Photothermal applications to the thermal analysis of solids / A. Man-delis // Journal of Thermal Analysis. - 1991. - Vol. 37. - pp. 1065-1101.

46. Vargas, H. Photothermal techniques applied to thermophysical properties measurements (plenary) / H. Vargas, L. C. M. Miranda // Review of Scientific Instruments. - 2003. - Vol. 74. - № 1. - pp. 794-799.

47. Bodzenta, J. Photothermal methods for determination of thermal properties of bulk materials and thin films / J. Bodzenta, A. Kazmierczak-Balata, J. Mazur // Central European Journal of Physics. - 2010. - Vol. 8. - № 2. - pp. 207-220.

48. Kanstad, S. O. Open membrane spectrophone for photoacoustic spectroscopy / S. O. Kanstad, P. E. Nordal // Optics Communications. - 1978. - Vol. 26. - № 3. - pp. 367-371.

49. Charpentier, P. Photoacoustic measurements of thermal diffusivity description of the «drum-effect» / P. Charpentier, F. Lepoutre, L. Bertrand // Journal of Applied Physics. - 1982. - Vol. 53. - № 1. - pp. 608-614.

50. Rousset, G. Influence of thermoelastic bending on photoacoustic experiments related to measurements of thermal diffusivity of metals / G. Rousset, F. Lepoutre, L. Bertrand // Journal of Applied Physics. - 1983. - Vol. 54. - № 5. - pp. 2383-2391.

51. Suszynski, Z. Photoacoustic measurements of the thermal diffusivity of solids in the presence of a drum effect / Z. Suszynski, M. Malinski, L. Bychto // Archives of Acoustics. - 1997. - Vol. 22. - № 3. - pp. 343-349.

52. Strohm, E. M. High frequency label-free photoacoustic microscopy of single cells / E. M. Strohm, E. S. L. Berndl, M. C. Kolios // Photoacoustics. - 2013. - Vol. 1. -№ 3-4. - pp. 49-53.

53. Zharov, V. P. Application of IR laser optoacousticspectroscopy in gas chromatography / V. P. Zharov, S. G. Montanari, V. S. Letokhov // Laser Chemistry. - 1983. -Vol. 1. - № 3. - pp. 163-176.

54. Kottmann, J. New photoacoustic cell design for studying aqueous solutions and gels / Kottmann J., Rey J. M., Sigrist M. W. // Review of Scientific Instruments. - 2011. - Vol. 82. - pp. 084903-1-084903-7.

55. Lim, M. Y. Photoacoustic measurement of thermal diffusivity of polypyrrole conducting polymer composite films / M. Y. Lim, W. M. M. Yunus, A. Kassim, H. N. M. E. Mahmud // American Journal of Applied Science. - 2009. - Vol. 6. - № 2. -pp. 313-316.

56. González de la Cruz, G. Effective thermal conductivity and thermal diffusivity of two layer samples in photoacoustic experiments / G. González de la Cruz, Yu. G. Gurevich, G. N. Logvinov, N. Muñoz Aguirre // Superficies y Vacío. - 2000. - Vol. 10. - pp. 40 - 47.

57. Акопян, Р. С. Светоиндуцированный термомеханический эффект в однородных нематиках / Р. С. Акопян, Р. Б. Алавердян, Э. А. Сантросян, Ю. С. Чилин-гарян // Квантовая электроника. - 2000. - Т. 30. - № 7. - С. 653-654.

58. Olmstead, M. A. Photothermal displacement spectroscopy: an optical probe for solids and surfaces / M. A. Olmstead, N. M. Amer, S. Kohn, D. Fournier, A. C. Bocca-ra // Applied Physics A: Solids and Surfaces. - 1983. - Vol. 32. - № 3. - pp. 141— 154.

59. Wu, Z. L. Absorption and thermal conductivity of oxide thin films measured by photothermal displacement and reflectance methods / Z. L. Wu, M. Reichling, X.-Q. Hu, K. Balasubramanian, K. H. Guenther // Applied Optics. - 1993. - Vol. 32. - № 28. - pp. 5660-5665.

60. Reichling, M. Photothermal absorption microscopy of defects in ZrO2 and MgF2 single-layer films / M. Reichling, E. Welsch, A. Duparré, E. Matthias // Optical E n-gineering. - 1994. - Vol. 33. - № 4. - pp. 1334-1342.

61. Chen, S. Photothermal displacement detection and transient imaging of bump growth dynamics in laser zone texturing of Ni-P disk substrates / S. Chen, C. P. Grigoropoulos, H. K. Park, P. Kerstens, A. C. Tam // Journal of Applied Physics. -1999. - Vol. 85. - № 8. - pp. 5618-5620.

62. McLean, E. A. Interferometric observation of absorption induced index change associated with thermal blooming / E. A. McLean, L. Sica, A. J. Glass // Applied Physics Letters. - 1968. - Vol. 13. - № 11. - pp. 369-371.

63. Longaker, P. R. Perturbation of the refractive index of absorbing media by a pulsed laser beam / P. R. Longaker, M. M. Litvak // Journal of Applied Physics. - 1969. -Vol. 40. - № 10. - pp. 4033-4041.

64. Stone, J. Measurements of the absorption of light in low-loss liquids / J. Stone // Journal of the Optical Society of America. - 1972. - Vol. 62. - № 3. - pp. 327-333.

65. Davis, C. C. Phase fluctuation optical heterodyne spectroscopy of gases / C. C. Davis, S. J. Petuchowski // Applied Optics. - 1981. - Vol. 20. - № 14. - pp. 2539-2554.

66. Sodnik, Z. Photothermal interferometry for nondestructive subsurface defect detection / Z. Sodnik, H. J. Tiziani // Optics Communications. - 1986. - Vol. 58. - № 5. - pp. 295-299.

67. Rousset, G. A pulsed thermoelastic analysis of photothermal surface displacements in layered materials / G. Rousset, L. Bertrand, P. Cielo // Journal of Applied Physics. - 1985. - Vol. 57. - № 9. - pp. 4396-4405.

68. Laufer, J. G. Comparison of the photothermal sensitivity of an interferometric optical fiber probe with pulsed photothermal radiometry / J. G. Laufer, P. C. Beard, T. N. Mills // Review of Scientific Instruments. - 2002. - Vol. 73. - № 9. - pp. 3345-3352.

69. Власова, К. В., Коротко-импульсная фототермическая однолучевая интерферометрия для измерения поглощения в прозрачных изотропных диэлектриках / К. В. Власова, Н. Ф. Андреев, А. И. Макаров // Прикладная физика. - 2017. -№ 2. - С. 79-86.

70. Li, B. Analysis of surface thermal lens signal in optical coatings with top-hat beam excitation / B. Li, X. Chen, Y. Gong // Journal of Applied Physics. - 2008. - Vol. 103. - № 3. - pp. 033518-1-033518-6.

71. Wu, Z. L. Non-destructive evaluation of thin film coatings using a laser-induced surface thermal lensing effect / Z. L. Wu, P. K. Kuo, Y. S. Lu, S. T. Gu, R. Krupka // Thin Solid Films. - 1996. - Vol. 290-291. - pp. 271-277.

72. Zhang, X. Sensitivity enhancement of surface thermal lens technique with a short-wavelength probe beam: experiment / X. Zhang, B. Li // Review of Scientific Instruments. - 2015. - Vol. 86. - № 2. - 024902-1 - 024902-5.

73. Gotoh, T. Photothermal bending spectroscopy and photothermal deflection spec-troscopy of C60 thin films / T. Gotoh, S. Nonomura, S. Hirata, S. Nitta // Applied Surface Science. - 1997. - Vol. 113/114. - pp. 278-281.

74. Bircher, B. A. Photothermal excitation of microcantilevers in liquid: effect of the excitation laser position on temperature and vibrational amplitude / B. A. Bircher, L. Duempelmann, H. P. Lang, Ch. Gerber, T. Braun // Micro & Nano Letters. - 2013. - Vol. 8. - № 11. - pp. 770-774.

75. Merced, E. Photothermal actuation of VÜ2:Cr-coated microcantilevers in air and aqueous media / E. Merced, N. Dávila, D. Torres, R. Cabrera, F. E. Fernández, N. Sepúlveda // Smart Materials and Structures. - 2012. - Vol. 21. - pp. 1-9.

76. Киселев, И. Г. Оптический метод и устройство для измерения температуропроводности твердотельных материалов / И. Г. Киселев, Е. В. Ивакин // Приборы и методы измерений. - 2013. - Т. 2. - № 7. - С. 12-16.

77. Jáuregui, J. Thermal diffusivities measured by photodisplacement detection of transient thermal gratings / J. Jáuregui, E. Matthias // Applied Physics A. - 1992. - Vol. 54. - pp. 35-39.

78. Verhoeven, H. Structural limitations to local thermal diffusivities of diamond films / H. Verhoeven, J. Hartmann, M. Reichling, W. Müller-Sebert, R. Zachai // Diamond and Related Materials. - 1996. - Vol. 5. - pp. 1012-1016.

79. Ивакин, Е.В. Измерение теплопроводности поликристаллического CVD -алмаза методом импульсных динамических решеток / Е. В. Ивакин, А. В. Суходолов, В. Г. Ральченко, А. В. Власов, А. В. Хомич // Квантовая электроника. - 2002. - Т. 32. - № 4. - С. 367-372.

80. Eichler, H. J., Günter P., Pohl D. W. Laser-induced dynamic gratings. 1986, Berlin; New York: Springer-Verlag, 256 p.

81. Fishman, I. M. Transient grating diffraction from an interface between two materials: theory and experimental application / I. M. Fishman, C. D. Marshall, A. Tok-makoff, M. D. Fayer // Journal of the Optical Society of America B. - 1993. - Vol. 10. - № 6. - pp. 1006-1016.

82. Callen, W. R. Optical patterns of thermally self-defocused light / W. R. Callen, B. G. Huth, R. H. Pantell // Applied Physics Letters. - 1967. - Vol. 11. - № 3. - pp. 103-105.

83. Carman, R. L. Time dependence in the thermal blooming of laser beams / R. L. Carman, P. L. Kelley // Applied Physics Letters. - 1968. - Vol. 12. - № 8. - pp. 241-243.

84. Dabby, F. W. Thermally self-induced phase modulation of laser beam / F. W. Dabby, T. K. Gustafson, J. R. Whinnery, Y. Kohanzadeh, P. L. Kelley // Applied Physics Letters. - 1970. - Vol. 16. - pp. 362-366 (1970).

85. Grabiner, F. R. Laser induced time-dependent thermal lensing studies of vibrational relaxation: translational cooling in CH3F / F. R. Grabiner, D. R. Siebert, G. W. Flynn // Chemistry Physics Letters. - 1972. - Vol. 17. - № 2. - pp. 189-194.

86. Hu, C. New thermooptical measurement method and a comparison with other methods / C. Hu, J. R. Whinnery // Applied Optics. - 1973. - Vol. 12. - № 1. - pp. 7279.

87. Leite, R. C. C. Low absorption measurements by means of the thermal lens effect using an He-Ne laser / R. C. C. Leite, R. S. Moore, J. R. Whinnery // Applied Physics Letters. - 1964. - Vol. 5. - № 7. - pp. 141-143.

88. Santos, L. F. Spectroscopic and photothermal characterization of annatto: applications in functional foods / L. F. Santos, V. M. Dias, V. Pilla, A. A. Andrade, L. P. Alves, E. Munin, V. S. Monteiro, S. C. Zilio // Dyes and Pigments. - 2014. - Vol. 110. - pp. 72-79.

89. Hassan, Q. M. A. Physical origin of observed nonlinearities in poly (1-naphthyl methacrylate): using a single transistor-transistor logic modulated laser beam / Q. M. A. Hassan, H. A. Badran, A. Y. AL-Ahmad, C. A. Emshary // Chinese Physics B. - 2013. - Vol. 22. - № 11. - pp. 114209-1-114209-6.

90. Jiménez-Pérez, J. L. Thermal parameters study of biodiesel containing Au nanopar-ticles using photothermal techniques / J. L. Jiménez -Pérez, G. López-Gamboa, A. Cruz-Orea, Z. N. Correa-Pacheco // Revista Mexicana de Ingeniería Química. -2015. - Vol. 14. - № 2. - pp. 481-487.

91. Nedosekin, D. A. Photothermal confocal multicolor microscopy of nanoparticles and nanodrugs in live cells / D. A. Nedosekin, S. Foster, Z. A. Nima, A. S. Biris, E. I. Galanzha, V. P. Zharov // Drug Metabolism Reviews. - 2015. - Vol. 47. - № 3. -pp. 1-10.

92. George, N. A. Photothermal deflection studies of GaAs epitaxial layers / N. A. George, C. P. G. Vallabhan, V. P. N. Nampoori, P. Radhakrishnan // Applied Optics. - 2002. - Vol. 41. - № 24. - pp. 5179-5184.

93. Alfeel, F. Determination of porous silicon thermal conductivity using the «mirage effect» method / F. Alfeel, F. Awad, F. Qamar // International Journal of Nanodi-mension. - 2014. - Vol. 5. - № 3. - pp. 267-272.

94. Bodzenta, J. Thermal wave measurements with a mirage detection for investigation of thermal diffusivity of GdCa4O(BO3)3 single crystals / J. Bodzenta, A. Kazmier-czak-Balata, T. Lukasiewicz, B. Hofman, J. Kucytowski // Acta Physica Polonica A. - 2008. - Vol. 114. - № 6-A. - pp. A-27-A-32.

95. Commandré, M. Characterization of optical coatings by photothermal deflection / M. Commandré, P. Roche // Applied Optics. - 1996. - Vol. 35. - № 25. - pp. 5021-5034.

96. Jackson, W. B. Photothermal deflection spectroscopy and detection / W. B. Jackson, N. M. Amer, A. C. Boccara, D. Fournier // Applied Optics. - 1981. - Vol. 20. - № 8. - pp. 1333-1344.

97. Aliev, A. E. Mirage effect from thermally modulated transparent carbon nanotube sheets / A. E. Aliev, Y. N. Gartstein, R. H. Baughman // Nanotechnology. - 2011. -Vol. 22. - pp. 1-10.

98. Ferizovic, D. Determination of the room temperature thermal conductivity of RuO2 by the photothermal deflection technique / D. Ferizovic, L. K. Hussey, Y.-S. Huang, M. Muñoz // Applied Physics Letters. - 2009. - Vol. 94. - pp. 131913-1-131913-3.

99. Kim, H.J. The measurement of thermal conductivities using the photothermal deflection method for thin films with varying thickness / H. J. Kim, J. H. Kim, P. S. Jeon, J. Yoo // Journal of Mechanical Science and Technology. - 2009. - Vol. 23. -pp. 2514-2520.

100. Dhouib, A. Study of surface and subsurface defects in materials by photothermal deflection technique: theory and experience / A. Dhouib, A. Hamdi, N. Yacoubi // Journal of Modern Physics. - 2013. - Vol. 4. - pp. 380-384.

101. Fujimori, H. Noncontact measurement of film thickness by the photothermal deflection method / H. Fujimori, Y. Asakura, K. Suzuki, S. Uchida // Japanese Journal of Applied Physics. - 1987. - Vol. 26. - № 10. - pp. 1759-1764.

102. Yarai, A. Laptop photothermal reflectance measurement instrument assembled with optical fiber components / A. Yarai, T. Nakanishi // Review of Scientific Instruments. - 2007. - Vol. 78. - pp. 054903-1-054903-5.

103. Lo, H. Submicron mapping of thermal conductivity of thermoelectric thin films / H. Lo, R. J. Ram // Journal of Electronic Materials. - 2012. - Vol. 41. - № 6. - pp. 1332-1336.

104. Farzaneh, M. CCD-based thermoreflectance microscopy: principles and applications / M. Farzaneh, K. Maize, D. Luer^en, J. A. Summers, P. M. Mayer, P. E. Raad, K. P. Pipe, A. Shakouri, R. J. Ram, J. A. Hudgings // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2009. - Vol. 42. - pp. 1-20.

105. Hua, Z. The study of frequency-scan photothermal reflectance technique for thermal diffusivity measurement / Z. Hua, H. Ban, D. H. Hurley // Review of Scientific Instruments. - 2015. - Vol. 86. - № 5.- pp. 054901-1-054901-6.

106. Nordal, P. E. Photothermal radiometry / P. E. Nordal, S. O. Kanstad // Physica Scripta. - 1979. - Vol. 20. - №№ 5 - 6. - pp. 659-662.

107. Hendler, E. Measurement of heating of the skin during exposure to infrared radiation / E. Hendler, R. Crosbie, J. D. Hardy // Journal of Applied Physiology. - 1958. - Vol. 12. - № 2. - pp. 177-185.

108. Deem, H. W. Flash thermal-diffusivity measurements using a laser / H. W Deem, W. D. Wood // Review of Scientific Instruments. - 1962. - Vol. 33. - pp. 11071109.

109. Nogueira, E. S. Study of layered and defective amorphous solids by means of thermal wave method / E. S. Nogueira, J. R. D. Pereira, M. L. Baesso, A. C. Bento // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2003. - Vol. 318. - pp. 314-321.

110. Leung, W.P. Technique of flash radiometry / W.P. Leung, A.C. Tam // Journal of Applied Physics. - 1984. - Vol. 56. - № 1. - pp. 153 - 161.

111. Brill, J.W. Frequency-dependent photothermal measurement of transverse thermal diffusivity of organic semiconductors / J.W. Brill, M. Shahi, M.M. Payne, J. Edberg, Y. Yao, X. Crispin, J.E. Anthony // Journal of Applied Physics. - 2015. - Vol. 118. - pp. 235501-1 - 235501-5.

112. Tam, A.C. Remote sensing applications of pulsed photothermal radiometry / A.C. Tam, B. Sullivan // Applied Physics Letters. - 1983. - Vol. 43. - № 4. - pp. 333 - 335.

113. Pech-May, N.W. Simultaneous measurement of thermal diffusivity and effusivity of solids using the flash technique in the front-face configuration / N.W. Pech-May, A. Cifuentes, A. Mendioroz, A. Oleaga, A. Salazar // Measurement Science and Technology. - 2015. - Vol. 26. - pp. 1 - 7.

114. Wang, L. Thickness microscopy based on photothermal radiometry for the measurement of thin films / L. Wang, H. Prekel, H. Liu, Y. Deng, J. Hu, G. Goch // Spec-trochimica Acta Part. - 2009. - Vol. A 72. - pp. 361 - 365.

115. Rodriguez, M. E. Infrared photothermal radiometry of deep subsurface defects in semiconductor materials / M. E. Rodriguez, J. A. Garcia, A. Mandelis // Review of Scientific Instruments. - 2003. - Vol. 74. - № 1. - pp. 839-841.

116. Garrido, F. Characterization of buried cylinders and spheres by pulsed infrared thermography / F. Garrido, A. Salazar, F. Alonso, I. Saez-Ocariz // Journal of Applied Physics. - 2005. - Vol. 98. - pp. 103502-1-103502-5.

117. Usamentiaga, R. Infrared thermography for temperature measurement and nondestructive testing / R. Usamentiaga, P. Venegas, J. Guerediaga, L. Vega, J. Molleda, F. G. Bulnes // Sensors. - 2014. - Vol. 14. - pp. 12305-12348.

118. Ring, E. F. J. Infrared thermal imaging in medicine / E. F. J. Ring, K. Ammer // Physiological Measurement. - 2012. - Vol. 33. - pp. R33-R46.

119. Thiel, M. Laser-projected photothermal thermography using thermal wave field interference for subsurface defect characterization / M. Thiel, M. Kreutzbruck, M. Ziegler // Applied Physics Letters. - 2016. - Vol. 109. - pp. 123504-1-123504-4.

120. Shrestha, R. Modelling of pulse thermography for defect detection in aluminium structures: assessment on reflection and transmission measurement / R. Shrestha, W.

Kim // World Journal of Modeling and Simulation. - 2017. - Vol. 13. - № 1. - pp. 45-51.

121. Liu, B. Quantitative evaluation of pulsed thermography, lock-in thermography and vibrothermography on foreign object defect (FOD) in CFRP / B. Liu, Z. Hai, H. Fernandes, X. Maldague // Sensors. - 2016. - Vol. 16. - № 743. - pp. 1 - 14.

122. Milovanovic, B. Review of active IR thermography for detection and characterization of defects in reinforced concrete / B. Milovanovic, I.B. Pecur // Journal of Imaging. - 2016. - Vol. 2. - № 11. - pp. 1 - 27.

123. Liu, Zh. Linear laser fast scanning thermography NDT for artificial disband defects in thermal barrier coatings / Zh. Liu, D. Jiao, W. Shi, H. Xie // Optics Express. -2017. - Vol. 25. - № 25. - pp. 31789 - 31800.

124. Bennett, C. A. Thermal wave interferometry: a potential application of the photo-acoustic effect / C. A. Bennett, R. R. Patty // Applied Optics. - 1982. - Vol. 21. - № 1. - pp. 49-54.

125. Salazar, A. Energy propagation of thermal waves / A. Salazar // European Journal of Physics. - 2006. - Vol. 27. - pp. 1349 - 1355.

126. Cernuschi, F. Thermal wave interferometry for measuring the thermal diffusivi-ty of thin slabs / F. Cernuschi, A. Figari, L. Fabbri // Journal of Materials Science. -2000. - Vol. 35. - № 23. - pp. 5891-5897.

127. Busse, G. Thermal wave nondestructive depth profiling with stereoscopic photothermal detection / G. Busse // Journal de Physique. - 1983. - Vol. 44. - 10. - pp. C6-471 - C6-474.

128. Martin, Y. Displacement detection techniques for thermal wave non-destructive testing / Y. Martin, E. A. Ash // Traitement du Signal. - 1985. - Vol. 2. - № 5. - pp. 465-471.

129. Федосов, А. И. Термокапиллярное движение / А. И. Федосов // Журнал физической химии. - 1956. - Т. 30. - № 2. - С. 366 - 374.

130. Безуглый, Б. А. Капиллярная конвекция, управляемая тепловым действием света и ее применение в способах регистрации информации: Дис... канд. ф. -м. наук: 02.00.04. Москва, 1983. - 270 с.

131. Da Costa, G. Self-holograms of laser-induced surface depressions in heavy hydrocarbons / G. Da Costa, J. Calatroni // Applied Optics. - 1978. - Vol. 17. - № 15. - pp. 2381-2385.

132. Calatroni, J. Interferometric determination of the surface profile of a liquid heated by a laser beam / J. Calatroni, G. Da Costa // Optics Communications. -1982. - Vol. 42. - № 1. - pp. 5-9.

133. Флягин, В. М. Гидродинамические характеристики термокапиллярного вихря в тонком слое жидкости на твердой подложке: Дис. канд. ф. -м.наук: 01.02.05. Тюмень, 2006. - 109 с.

134. Block, M. J. Free surface of liquids as an optical element / M. J. Block, M. Har-wit // Journal of Optical Society of America. - 1958. - Vol. 48. - № 7. - pp. 480482.

135. Oron, A. Long-scale evolution of thin liquid films / A. Oron, S. H. Davis, S. G. Bankoff // Reiew of Moderd Physics. - 1997. - Vol. 69. - № 3. - pp. 931-980.

136. Федорец, А. А. Фотоиндуцированный термокапиллярный эффект и его применение для измерения свойств жидкостей: Дис. канд. ф. -м. наук: 02.00.04. -Тюмень, 2002. - 146 с.

137. Тарасов, О. А. Бесконтактная диагностика жидкостей и их слоев на основе термокапиллярного эффекта, индуцированного пучком лазера: Дис. канд. ф.-м. наук: 02.00.04. - Тюмень, 2004. - 197 с.

138. Низовцев В.В. Исследование стимулированной локальным облучением и естественной конвекции в тонком слое испаряющейся жидкости / В.В. Низовцев // Журнал Прикладной механики и теоретической физики. - 1989. - № 1. -С.138-145.

139. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М.: Наука, 1972. - 721 с.

140. Hershey, A. V. Ridges in a liquid surface due to the temperature dependence of surface tension / A. V. Hershey // Physical Review. - 1939. - Vol. 56. - p. 204.

141. Безуглый Б. А., Чемоданов С. И., Зыков А. Ю. «Фотоиндуцированная капиллярная конвекция: применение в теплофизике» // Труды IV Российской Национальной конференции по теплообмену: в 8 томах. Т. 3. Свободная конвекция. Тепломассообмен при химических превращениях. М.: Издательский дом МЭИ. 2006. - 358 с. 23-27 октября, 2006, Москва, Т.3, С.51-54.

142. Безуглый Б. А., Зыков А. Ю. «Зависимость ТК отклика слоя прозрачной жидкости от теплопроводности подложки» // Труды IX Международной Научно-технической конференции «Оптические методы исследования потоков», 26-29 июня, 2007, Москва, С.480-483 // Под ред. Ю. Н. Дубнищева и Б. С. Ринкевичюса, М.: Изд-во МЭИ.

143. Zykov, A. Yu. Laser-induced thermocapillary convection in thin liquid layers: effect of thermal conductivity of substrates / A. Yu. Zykov, N. A. Ivanova // Applied Physics B. - 2017. - Vol. 123. - pp. 1-7.

144. Helmers, H. Holographic study of laser-induced liquid surface deformations / H. Helmers, W. Witte // Optics Communications. - 1984. - Vol. 49. - № 1. - pp. 2123.

145. Bezuglyi, B. A. Optical properties of a thermocapillary depression / B. A. Bezug-lyi, O. A. Tarasov // Optics and spectroscopy. - 2002. - Vol. 92. - № 4. - P. 609613.

146. Hitt, D. L. Radiation-driven thermocapillary flows in optically thick liquid films / D. L. Hitt, M. K. Smith // Physics of Fluids. - 1993. - Vol. A 5. - № 11. - pp. 2624-2632.

147. Безуглый Б. А., Зыков А. Ю. Фототермокапиллярный метод измерения толщины лакокрасочного покрытия на металлической подложке // Труды VI

Минского международного форума по тепломассообмену, 19 -23 мая 2008, CD ISBN 978-985-6456-60-5, г. Минск. - 2 стр.

148. Пат. 2664685 РФ, G01B11/06. Способ измерения толщины тонкопленочных покрытий на теплопроводных подложках / Н. А. Иванова, А. Ю. Зыков (Россия). -№ 2017116375; Заявлено 10.05.2017; Опубл. 21.08.2018, Бюл. № 24.

149. Безуглый, Б. А. Фототермокапиллярный метод обнаружения инородных включений в твердом теле под лакокрасочным покрытием / Б. А. Безуглый, А. Ю. Зыков, С. В. Семёнов // Письма в ЖТФ. - 2008. - Т. 34. - № 17. - С. 38-44.

150. Безуглый, Б. А. Фототермокапиллярная диагностика приповерхностных дефектов в твердом теле под лакокрасочным покрытием / Б. А. Безуглый, А. Ю. Зыков, С. В. Семёнов // Дефектоскопия. - 2008. - № 6. - С. 26-30.

151. Безуглый Б. А., Зыков А. Ю. Лазерная термокапиллярная диагностика приповерхностных дефектов в металле под лакокрасочным покрытием // Труды VI Минского международного форума по тепломассообмену, 19-23 мая 2008, CD ISBN 978-985-6456-60-5, г. Минск. - 11 стр.

152. Зыков А. Ю., Иванова Н. А. «Фототермокапиллярный метод диагностики размеров подповерхностных теплопроводных включений в нетеплопроводном материале» // Труды XIV Международной Научно-технической конференции «Оптические методы исследования потоков», 26-30 июня, 2017, Москва, С.213-221 // Под ред. Ю. Н. Дубнищева и Б. С. Ринкевичюса, М.: Изд -во МЭИ.

153. Зыков А. Ю., Иванова Н. А. «Применение фототермокапиллярного метода для диагностики размеров подповерхностных теплопроводных включений в нетеплопроводном материале» // Сборник тезисов IV Международной конференции по инновациям в неразрушающем контроле «SibTest», 27 июня - 30 июня, 2017, Новосибирск, С. 89 // Под ред. А. В. Юрченко, Томский Политехнический Университет, Томск: Изд-во ТПУ, 2017, 124 С.

154. Безуглый Б. А. Фототермокапиллярный метод обнаружения отслоения лакокрасочного покрытия на металле / Б. А. Безуглый, А. Ю. Зыков // Письма в ЖТФ. - 2009. - Т. 35. - № 14. - С. 25-31.

155. Buffone, C. Onset of Marangoni convection in low viscosity silicon oil inside a heated capillary tube / C. Buffone, A. Cecere, R. Savino, R. Rioboo, J. de Conick, S. Van Vaerenbergh // International Journal of Thermal Sciences. - 2014. - Vol. - 84.

- P. 158-163.

156. URL: http://www.shinetsusilicone-global.com/catalog/pdf/kf96 e.pdf

157. URL: www.silitech.ch/upload/complement info fournisseur f/32.pdf

158. URL: www.behlke.com/pdf/wacker silicone oil.pdf

159. Juel, A. Surface tension-driven convection patterns in two liquid layers / A. Juel, J. M. Burgess, W. D. McCormick, J. B. Swift, H. L. Swinney // Physica D. - 2000.

- Vol. 143. - P. 169-186.

160. URL: https://archive.org/details/NASA NTRS Archive 19890002433

Приложение А Оптические схемы накачки и считывания в ФТК методе

На рисунке приведена классификация схем накачки и считывания, применяемые в ФТК методе. Все возможные оптические схемы системы ПСП на рисунке классифицированы по сочетанию трех символов, представляющих собой первые буквы слов, определяющих оптические свойства основных компонент системы: A - Absorbing (поглощающий), P - Partial (частично поглощающий), T - Transparent (прозрачный), M - Mirror (зеркальный), B - Beam (пучок накачки). Порядок записи соответствует положению элементов ПСП сверху вниз.

Приложение Б Эволюция и релаксация диаметра ФТК отклика

На рисунке показаны типичные графики эволюции (0 < г < тех) и релаксации (тех = 0 < г < тю). Над графиком релаксации помещены три снимка ФТК отклика с экрана. На верхнем, в правом углу, видна часть пучка накачки. Этот кадр завершает график эволюции. За ним следует первый кадр уже с выключенной накачкой, который означает нуль шкалы времени релаксации, то есть, тех = 0. Как правило, диаметры ФТК отклика на этих двух смежных снимках, с пучком накачки и без него не показан, практически не отличались, хотя на последующих кадрах заметно резкое уменьшение. Далее, ТК ямка, релаксируя, мельчает и его фокус в момент т/г достигает экрана (первый снимок внизу). Через тю слой полностью ре-лаксирует и пробный пучок отражается от него как от плоского зеркала (второй снимок внизу).

т

т0,63

V 37 Уг

г

Приложение В Свойства силиконовых масел и материалов подложек

Таблица 1. Свойства материалов подложек [143]

Материал ks, Вт/(мК) к* х 10 - 7 м2/с Материал ks, Вт/(мК) к* х 10 - 7 м2/с

воздух 0,026 211 ШС1 6,5 32

эбонит 0,13 0,95 СаБ2 9,7 34

ПММА 0,17 1,53 сплав Вуда 12,8 88

тефлон 0,25 1,09 сплав Розе 16 112

КЯ8-5 0,32 1,1 РЬ 35 238

ВК-7 1,11 4,9 Бп 65* 423

кв. стекло 1,4 3,6 2п 117* 430

мрамор 2,9 6,1 дюралюминий 160 679

КВг 4,8 11,8 Си 400 1152

Таблица 2. Свойства силиконовых масел

Масло V, сСт P/, кг/м мПас Cp, кДж/(кгК) К Вт/(мК) п о, мН/м мН/(м^К) в, 10-3К-1

ПМС-1 1 820155 818156 0,82155 2155 2156 0,1155 0,1156 1,382156 16.9155 16.9156 0,06155 1,3155 1,29156

ПМС-5 5 910157 920158 920159 915156 4,6158 1,8156 0,12157 0,12158 0,1172159 0,12156 1,397157 1,396158 1,396156 19,7157 19,2158 19,7159 19,7156 1,15157 1,05159 1,09156

ПМС-10 10 930158 940159 935156 9,3158 1,498159 1,7156 0,13158 0,1339159 0,14156 1 399158 1 399156 20,2158 20,1159 20,1156 0,0697159 1,07157 158 1,08159 1,06156

ПМС-20 20 950157 945158 950156 19158 1,63157 1,6156 0,14157 0,14158 0,15156 1,4157 1,401158 1,4156 20,6157 20,6158 20,6156 0,97158 1,04156

ПМС-100 100 965157 963158 965156 96158 1,46157 1,5156 0,16157 0,15158 0,16156 1.403157 1.403158 1,403156 20.9157 20.9158 20,9156 0,945157 0,94158 0,95156

Приложение Г

Спектр пропускания силиконового масла для толщины 200 мкм [160]

HAVE NUMBER. 1/А. см"'

2.5 2.9 3.3 4.0 5.0 6.7 10.0 20.0

WAVELENGTH. Л. рм

Приложение Д Технические характеристики используемых лазеров

Параметры ГН-3-1 ГН-25-1

Мощность излучения, мВт, не менее 3,0 25,0

Спектральный состав TEM00 TEM00

Поляризация, не менее 1:1 100:1

Диаметр пучка, мм, не более 0,6 1,5

Расходимость излучения, мрад, не более 1,9 1,2

Потребляемая мощность, Вт, не более 15 80

Габариты излучателя, мм, не более 035x280 056x875

Габариты источника питания, мм, не болоее 150x60x170 100x65x330

Масса, кг, не более (излучатель/ист. питания) 0,4/1,2 2,0/2,5

Приложение Е Акт внедрения в учебный процесс ТИУ