Файл: Гущо Ю.П. Фазовая рельефография.pdf

экспериментальные данные, проявление для всего иссле­ дованного диапазона температуры и времени носит ди­ намический, нестационарный характер. При этом суще­ ствует оптимальный режим.

С целью более детального анализа соотношения про­

времени релаксации сил, обусловленная стенанием за­ ряда, не только соизмерима.

(рис. 7-3) при записи одиночной канавки. На рис. 7-2 вид­ но, что изменение плотности заряда приводит к несовпаде­ нию оптимальных режимов проявления. Однако часто это несовпадение незначительно. В этом случае кривая опти­ мальных режимов проявления t0(T) является общей для любых плотностей заряда. Для изучаемого здесь термо­ пластика зависимость t0(T) изображена на рис. 7-4. Пунктиром на этом же рисунке построена теоретически вычисленная кривая.

С другой стороны, независимость оптимального ре­ жима проявления от плотности заряда позволяет ввести понятие оптимальной модуляционной кривой, т. е. зави­ симости глубины канавки от величины заряда при за­ данном значении /0 н Т0. На рис. 7-5 представлены четыре оптимальные модуляционные кривые. Из рисун­ ка следует, что с повышением температуры проявления глубина канавки увеличивается. Общая закономерность хода кривых нарушается только при малых зарядах в области низкой температуры проявления (около 80°С), при которой наиболее резко изменяются свойства тер-

133

Расчет теоретической зависимости выполнен по формуле (6-5). Экспе­ риментальная и теоретическая кри­ вые построены в относительных еди­ ницах, так как абсолютное значение глубины канавки трудно вычислить из-за неизвестного распределения заряда в термопластическом слое.

Если известны кривая оптимальных режимов про­ явления и ширина зоны нагревания s, то ось времени можно проградуировать прямо в значениях скорости протяжки ленты o= s/t Далее сопоставление графиков рис. 7-4 и 7-6 дает возможность выбрать режим про­

134

поверхности проявления приведено также в [Л. 77]. Внешние характеристики в этой работе сняты при термостатировании режима проявления и стирания записи в интервале температур от 100 до 130 °С.

7-3. Исследование жидких деформируемых слоев

Слабопроводящие жидкие среды для деформируемых слоев были использованы еще в первых опытах Фишера и до настоящего времени их применяют в серийно выпу­ скаемых телевизионных проекторах с большими экра­ нами. Однако до сих пор подбор деформируемой среды в этих проекторах в значительной степени осуществляют эмпирически. Построение динамической' поверхности проявления для масляного слоя позволяет более созна­ тельно подходить к оценке свойств исследуемого слоя

ик выработке требований для вновь создаваемых мате­ риалов.

Вотличие от термопластической записи проявление

истирание рельефа на масляных слоях осуществляют

Рис. 7-7. Структурная схема установ­ ки для снятия внешних характери­ стик жидких деформируемых слоев.

/ — проектор: 2 — экран; 3 — оптико-элек­

при постоянной температуре. Поскольку толщина слоев составляет 50—100 мкм, можно считать, что заряд рас­ пределен близко к поверхности слоя.

Поверхностное распределение заряда н постоянный температурный режим масляных слоев позволяют рас­ считывать с большей точностью, чем для термопластиков, их внешние характеристики.

В этом параграфе основное внимание уделим только сопоставлению теоретических и экспериментальных дан­ ных при построении одной внешней характеристики масляного слоя — кривой оптимальных режимов про­ явления.

Для экспериментального исследования внешних ха­ рактеристик масляного слоя мы использовали серийный проектор типа «Эйдофор». Структурная схема экспери­ ментальной установки приведена на рис. 7-7 {Л. 78]. С помощью устройства управления электронным лучом проектора 1 на масляный слой записывают электриче-

135

скпй растр. Изменения рельефа па масле с помощью оптического устройства воспроизведения преобразуют в изменение яркости экрана 2. Электрический сигнал, пропорциональный яркости экрана, с помощью преобра­ зователя 3 подают на вход вертикальных пластин

растекается по поверхности на два-три порядка быстрее объемного стекания заряда внутрь деформируемого слоя для обоих сортов масла. Исследование других известных нам масляных слоев подтверждает, что процессы поверх­ ностных перетоков заряда идут намного быстрее объ­ емных.

На рис. 7-8 изображены экспериментальные и теоре­ тические зависимости ta(T).

Рассмотрение графиков рис. 7-8 показывает, что

вобласти более высоких температур проявления кривые оптимальных режимов идут более полого, чем в области низких температур. Совпадение расчета и эксперимента

вэтом случае подтверждает правильность исходных предпосылок, выбранных при постановке теоретической

задачи.

7-4. Исследование гелеобразных слоев

Гелеобразный материал выгодно отличается от мас­ ляного и термопластического тем, что во время прояв­ ления и стирания рельефа он способен сохранить свою

1 36

форму. Поскольку гелеобразные слои не подвержены текучести, на них можно получить равновесный режим деформации, т. е. такой режим, когда деформирующие силы находятся в статическом равновесии с силами по­ верхностного натяжения и упругими силами гелеобраз­ ной среды. Обычно рельеф на гелеобразных слоях создают внешним электрическим полем.

■Пространственный рельеф напряженности электриче­ ского поля, имитирующий устройство управления, мож-

Рис. 7-9. Схема установки для снятия внешних характеристик гелеобразных деформируемых слоев.

но создать, расположив вблизи свободной поверхно­ сти деформируемого слоя металлический электрод, выполненный в виде периодического растра и соединен­ ный с одним из полюсов управляемого источника напря­ жения. Другой полюс источника подсоединяют к про­ водящему прозрачному слою, расположенному под гелеобразным слоем. В разработанной нами установке (Л. 62] для исследования гелеобразных слоев в качестве управляющего электрода применена металловолоконная шайба с напыленным на одной из ее поверхностей металлическим проводящим слоем.

Схема установки изображена на рис. 7-9. Слой ге­ ля 1 наносят на прозрачный электропроводящий слой 2, покрывающий одну из граней призмы 3. Вблизи сво­ бодной поверхности слоя 1 крепят металловолоконную шайбу 4, покрытую с одной стороны проводящим слоем 5. Мы использовали шайбу с диаметром волокна 0,15 мм и расстоянием между центрами волокон 0,3 мм. Зазор между поверхностями слоя 1 и шайбы 4 устанавливали

равным 20 мкм. Щелевое оптическое устройство считы­ вания рельефа проецирует световой поток, пропорцио­ нальный глубине рельефа, на светочувствительный эле­

исоответствующей ей ем 2. Напряжение источника

подают на второй вход осцил­ лографа 7. Величина сигнала, вырабатываемого фотоумно­

жителем, при используемых освещенностях линейно связана с величиной пропускаемого к фотоумножителю светового потока. При необходимости получения абсо­ лютных величин глубины решетки, пропорциональных световому потоку, измерительное устройство следует отградуировать с помощью слоя с известным профилем рельефа. В качестве такого слоя удобно использовать термопластик с фиксирован­ ным на его поверхности рельефом.

На рис. 7-10 изображена типичная осциллограмма кривой свечения 1, получа­ ющаяся под действием прямоуцольных импульсов на­ пряжения 2. Обычно длитель­ ность нарастания импульса напряжения во много раз меньше применяемых дли­ тельностей импульса t0. На

кривой свечения отчетливо различаются два участка:

действие внешних сил на слой отсутствует, то по форме

138