МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ОТКЛОНЕНИЙ В ИЗОБРАЖЕНИЯХ, ПОЛУЧАЕМЫХ ЧЕРЕЗ ИНДЕНТОР-ОБЪЕКТИВ, ДЛЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ IN-SITU
Аннотация
Алмазный индентор-объектив, применяемый для комбинированных in-situ исследований методами инструментального индентирования и оптической микроскопии, имеет специальную запатентованную геометрию, характерной особенностью которой является формирование пирамиды типа Берковича на двух противоположных сторонах индентора. Изготовление такого изделия является кропотливым технологическим процессом, который в силу своей сложности зачастую сопровождается возникновением нежелательных отклонений в форме индентора. В данной работе проведена классификация возможных дефектов геометрии индентора, приводящих к искажению оптического изображения, а также исследована степень их влияния на методические и метрологические аспекты применения индентора-объектива. В частности, рассмотрены случаи параллельного смещения оси одной из пирамид, ненулевой угол между осями, угол между ребрами, отличный от 60°, относительно общей оси пирамид. В результате моделирования хода лучей через индентор-объектив и последующего анализа модельных оптических изображений были выявлены искажения, характерные для каждого вида дефектов геометрии индентора. Отличительные признаки изображений, соответствующих разным видам дефектов, позволяют использовать оптическое наблюдение через индентор-объектив как эффективный метод контроля его геометрии. Допустимые отклонения геометрии индентора-объектива также определяются характеристиками других элементов оптической схемы, используемых совместно с индентором-объективом. В работе выявлены соотношения между глубиной резкости, фокусным расстоянием объектива микроскопа и допусками на угловые и линейные размеры индентора-объектива. Полученные результаты представляют интерес для разработки методов совершенствования технологии изготовления инденторов-объективов. Различные комбинации описанных в работе дефектов будут рассмотрены в ходе дальнейших исследований.
Для цитирования:
Султанова Г.Х., Усеинов А.С., Дигуров Р.В., Гладких Е.В. Моделирование оптических отклонений в изображениях, получаемых через индентор-объектив, для комбинированных исследований механических свойств in-situ. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 10. С. 97-101. DOI: 10.6060/ivkkt.20236610.10y.
Литература
Weidner A., Biermann H. // JOM. 2015. V. 67. N 8.
P. 1729–1747. DOI: 10.1007/s11837-015-1456-y.
Liu H., Liang X., Nakajima K. // J. Polym. Sci. 2022. V. 60. N 22. P. 3134–3140. DOI: 10.1002/pol.20220345.
Minor A.M., Dehm G. // MRS Bull. 2019. V. 44. N 6.
P. 438–442. DOI: 10.1557/mrs.2019.127.
Li C., Zhao H., Sun L., Yu X. // Adv. Mech. Eng. 2019. V. 11. N 7. P. 1687814019862919. DOI: 10.1177/1687814019862919.
Li X., Sun M., Shan Ch., Chen Q., Wei X. // Adv. Mater. Interfaces. 2018. V. 5. N 5. P. 1701246. DOI: 10.1002/admi.201701246.
Li Y., Yang J., Pan Zh., Tong W. // Fuel. 2020. V. 260. P. 116352. DOI: 10.1016/j.fuel.2019.116352.
Li P., Kang Zh., Zhang Zh., Liao Q., Rao F., Lu Y., Zhang Y. // Mater. Today. 2021. V. 51. P. 247–272. DOI: 10.1016/j.mattod.2021.10.009.
Oliver W.C., Pharr G.M. // J. Mater. Res. 1992. V. 7. N 6. P. 1564. DOI: 10.1557/JMR.1992.1564.
Liu D., Flewitt P. // Spectrosc. Prop. Inorg. Organomet. Compd. 2014. V. 45. P. 141–177. DOI: 10.1039/9781782621485-00141.
Angel R., Murri M., Mihailova B., Alvaro M. // Z. Kristallogr. Cryst. Mater. 2018. V. 234. DOI: 10.1515/zkri-2018-2112.
Ma L., Qiu W., Fan X. // Microelectron. Reliab. 2021. V. 118. P. 114045. DOI: 10.1016/j.microrel.2021.114045.
Li D., Nakamura A., Honda F., Sato Y., Homma Y., Shimizu Y., Ishizuka J., Yanase Y., Knebel G., Flouquet J., Aoki D. // J. Phys. Soc. Japan. 2021. V. 90. P. 73703. DOI: 10.7566/JPSJ.90.073703.
Wermelinger T., Spolenak R. // J. Appl. Phys. 2009. V. 106. N 6. P. 64907. DOI: 10.1063/1.3224891.
Jochum T., Reimanis I.E., Lance M. J., Fuller Jr. E.R. // J. Am. Ceram. Soc. 2009. V. 92. N 4. P. 857–863. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2009.02994.x.
Gerbig Y.B., Stranick S.J., Cook R.F. // Scr. Mater. 2010. V. 63. N 5. P. 512–515. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2010.05.017.
Pavlyuchenko P.E., Seropyan G.M., Trenikhin M.V., Drozdov V.A. // Ross. Khim. Zhurn. 2018. V. 62. N 1-2. P. 171-180. DOI: 10.6060/rcj.2018621-2.14.
Gerbig Y.B., Michaels C.A., Forster A.M., Hettenhouser J.W., Byrd W.E., Morris D.J., Cook R.F. // Rev. Sci. In-strum. 2012. V. 83. N 12. P. 125106. DOI: 10.1063/1.4769995.
Manimunda P., Hintsala E., Asif S., Mishra M.K. // JOM. 2017. V. 69. N 1. P. 57–63. DOI: 10.1007/s11837-016-2169-6.
Maslenikov I.I., Reshetov V.N., Useinov A.S., Doronin M.A. // Instrum. Exp. Tech. 2018. V. 61. N 5. P. 719–724. DOI: 10.1134/S002044121804022X.
Reshetov V.N., Sultanova G.Kh., Useinov A.S., Kudryashov I.A., Budich K. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 12.
P. 34-40 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216412.2y.
Useinov A., Reshetov V., Gusev A., Gladkih E. // J. Appl. Phys. 2022. V. 132. N 12. P. 121101. DOI: 10.1063/5.0099166.
Maslenikov I., Useinov A. // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2020. V. 758. N 1. P. 12056. DOI: 10.1088/1757-899X/758/1/012056.
