Емкостный метод определения однородности физических свойств электротехнологических материалов

• Автор: Мамин, Дмитрий Васильевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 179 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Классификация неразрушающих электрических методов контроля параметров материалов
1.1. Электроемкостный метод
1.2. Электропотенциальный метод
1.3. Метод электрического сопротивления
1.4. Другие методы электрического контроля
1.5. Выводы
2. Электроемкостный метод исследования распределений плотности заряда и параметров диэлектриков, полупроводников и композитов
2.1. Общие вопросы теории метода
2.2. Аппаратная функция и ее определение
2.3. Погрешности преобразования зарядового и потенциального распределения в электрический сигнал с помощью электроемкостных систем
2.4. Многопараметровые электроемкостные системы
2.5. Выводы
3. Экспериментальная установка для исследования однородности электрических свойств диэлектрических, полупроводниковых и композиционных слоистых структур
3.1. Обобщенная структурная схема
3.2. Особенности конструкции основных элементов
3.3. Методические аспекты применения
3.3.1. Оценка распределения поверхностной плотности электрического заряда вдоль траектории сканирования
3.3.2. Оценка диэлектрической проницаемости
3.4. Тестовые структуры
3.4.1. Потенциальные тесты
3.4.2. Тесты по диэлектрической проницаемости
3.4.3. О чувствительности емкостных систем
3.5. Выводы
4. Экспериментальные результаты
4.1. Электризация неоднородных слоев в поле коронного разряда
4.2. Исследование однородности электрических свойств несовершенных диэлектриков при создании продольного электростатического поля
4.3. Исследование однородности электрических свойств низкоомных полупроводниковых и композиционных материалов
4.4. Принципиальные вопросы дефектоскопии диэлектрических, высокоомных полупроводниковых и композиционных слоев
4.5. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Развитие различных областей физики и техники, в частности электротехнологии, требует создания современных неразрушающих методов и средств контроля параметров различных материалов, их однородности, геометрических характеристик и многих других [1]. Разновидность неразрушающего контроля -дефектоскопия призвана обеспечивать качество, надежность и безопасность эксплуатации большого числа разнообразных электротехнологических объектов. Любая продукция, чтобы быть конкурентоспособной на международном рынке, должна не только характеризоваться высокими эксплуатационными параметрами, но и иметь высокое качество и надежность. Особое место занимают методы и средства неразрушающего контроля как основные элементы технической диагностики и составная часть различных автоматизированных производств.
В настоящее время в России и за рубежом создано много различных методов и средств неразрушающего контроля и диагностики, в основном металлических материалов [2, 5] и др.
Однако вопросы контроля и диагностики диэлектрических, полупроводниковых и различных композиционных материалов, получаемых электротехноло-гическими методами, и применяемых в современном машиностроении, разработаны не столь глубоко. Все существующие методы и средства, более или менее успешно применяемые для дефектоскопии металлических материалов, -магнитные, вихретоковые, радиоволновые, тепловые, оптические, радиационные, акустические и проникающими веществами, неприемлемы для контроля однородности электрофизических свойств диэлектрических, полупроводниковых и различных композиционных материалов, тем более слоев.
В этом направлении перспективны разработки электрических методов контроля, которые по характеру взаимодействия физических полей или проникающих веществ в объект контроля разделяются на электрический, трибоэлектрический и термоэлектрический, по первичному информационному па-

проводников, образующих замкнутую поверхность (рис. 2.1 а), внутри которой распределены заряды с объемной плотностью р (х, у, г) и поверхностной плотностью а [(х, у, (1, у)] на диэлектрике с диэлектрической проницаемостью 8 (х, у, г).
Имеет место соотношение [6]
1 = 18; V

+ У]— Га[(х>У>2(х, у)] (2.3)
88„ J

єє° йл ^ =-Хєє° Йп ^ _
1 = 1 8_і 1*к

(2.4)
*=18,
Здесь И - потенциал поля создаваемого в системе всеми источниками -объемными и поверхностными зарядами и зарядами ] - х проводников. Величина с[, = 86 | — 6Б, - имеет размерность заряда и равна заряду, приобре-

таемому каким-либо проводником в результате электростатической индукции.

88 т с18 . = ц . - заряды остальных проводников системы.
0 J Зп