ພັນທະບັດທີ່ບໍ່ອິ່ມຕົວ ແລະ ຄວາມເປັນເຄມີທີ່ບໍ່ກະຕືລືລົ້ນຂອງພື້ນຜິວຈຳກັດການເຮັດວຽກຂອງໄດມອງດ໌

ວິທີການຈັດລຽງຂອງເພັດໃນລະດັບອະຕອມສ້າງຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຢ່າງໃຫຍ່ຫຼວງໃນການຊຸບສັງກະສີໃຫ້ຕິດໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ກອບໂຄງສ້າງຄາບອນສິ້ນສຸດລົງດ້ວຍພັນທະບັດ sp3 ທີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງສູງ ເຊິ່ງບໍ່ຕ້ອງການປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີກັບໂລຫະຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ນິກເຄີນ. ການສຶກສາຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ ພຽງແຕ່ປະມານ 5 ຫາ 10 ເປີເຊັນຂອງອະຕອມທີ່ຢູ່ເທິງຜິວພຽງນັ້ນ ທີ່ຈະກາຍເປັນຈຸດທີ່ມີກິດຈະກໍາທາງເຄມີ ໃນເງື່ອນໄຂການດໍາເນີນງານປົກກະຕິ ຕາມການຄົ້ນຄວ້າທີ່ຖືກຕີພິມໃນວາລະສານ Materials Chemistry Frontiers ໃນປີ 2022. ເນື່ອງຈາກເຫດຜົນນີ້, ເພັດດິບຈຶ່ງປະພຶດຄືກັບອົງປະກອບທີ່ບໍ່ມີກິດຈະກໍາ ແທນທີ່ຈະເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສ່ວນປະກອບໃນເຄື່ອງມືຂຸດເຈาะປະສົມ. ໃນຂະນະທີ່ລັກສະນະໂຄງສ້າງດຽວກັນນີ້ ແມ່ນສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ເພັດເໝາະສົມຫຼາຍສໍາລັບການຕັດ, ມັນກໍຍັງນໍາໄປສູ່ບັນຫາຮ້າຍແຮງເມື່ອຜູ້ຜະລິດພະຍາຍາມເຊື່ອມຕໍ່ມັນເຂົ້າກັບເຄື່ອງມືດ້ວຍວິທີການຊຸບສັງກະສີ.

ວິທີການທີ່ພະລັງງານຕໍ່າຂອງຜິວພຽງ ເຮັດໃຫ້ການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງເພັດກັບໂລຫະອ່ອນແອລົງ

ເພັດມີພະລັງງານພື້ນຜິວປະມານ 40 ຫາ 60 mJ ຕໍ່ແມັດມົນທົນ, ເຊິ່ງຕ່ ໍາ ກວ່າ 200 ຫາ 300 mJ ຕໍ່ແມັດມົນທົນທີ່ ຈໍາ ເປັນ ສໍາ ລັບພັນທະໂລຫະທີ່ແຂງແຮງ. ຍ້ອນຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ ເມື່ອພວກເຮົາພະຍາຍາມ electroplating ໂລຫະໃສ່ເພັດ ພວກມັນມັກຈະສ້າງການເຄືອບທີ່ບໍ່ຄົບຖ້ວນ ແລະບໍ່ຄົບຖ້ວນອ້ອມແອ້ມແກນເພັດ ແທນທີ່ຈະສ້າງຊັ້ນຕໍ່ເນື່ອງ ການເຮັດວຽກແບບຄອມພິວເຕີບາງຢ່າງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນລະຫວ່າງຂະບວນການເຈາະ, ມັນສາມາດມີຄວາມກົດດັນທີ່ເພີ່ມຂື້ນລະຫວ່າງ 12 ແລະ 18 MPa ຢູ່ຈຸດທີ່ເພັດທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວພົບກັບພື້ນຜິວໂລຫະ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ຮອຍແຕກແຜ່ຂະຫຍາຍອອກໄປໄວປະມານ 40 ເປີເຊັນ ກວ່າສິ່ງທີ່ເກີດຂື້ນກັບເພັດທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວຢ່າງຖືກຕ້ອງໃນພື້ນຜິວຂອງພວກເຂົາກ່ອນ.

ການສຶກສາກໍລະນີ: ການຮັກສາບໍ່ດີຂອງເພັດທີ່ບໍ່ໄດ້ປິ່ນປົວໃນ nickel matrix

ໃນປີ 2023 ພວກນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສັງເກດເຫັນເລື່ອງທີ່ຫນ້າສົນໃຈກ່ຽວກັບເມັດຂາວທີ່ບໍ່ຜ່ານການປິ່ນປົວເມື່ອພວກເຂົາສຶກສາເມັດຂາວທີ່ນໍາມາຊຸບສັງກະສີ. ຫຼັງຈາກເຮັດວຽກຜ່ານແກນ granit ເປັນເວລາພຽງ 50 ຊົ່ວໂມງ, ເມັດຂາວເຫຼົ່ານີ້ກໍສູນເສຍອົງປະກອບປະມານ 35 ຫາ 40 ເປີເຊັນ. ເມື່ອພວກເຂົາກວດພາຍໃຕ້ໄມໂຄຣສະກອບແບບຂວາງ, ພວກເຂົາເຫັນຊັ້ນນິກເຄິນລອກອອກຈາກຜິວເມັດຂາວເຂົ້າໄປເກີນ 80 ໄມໂຄຣແມັດ. ໃນຂະນະທີ່ຖ້າປຽບທຽບກັບເມັດຂາວທີ່ຜ່ານການກັດດ້ວຍກົດ (acid etched) ທີ່ຢູ່ຍົກຍືດໄດ້ດີກວ່າຫຼາຍ. ເມັດຂາວທີ່ຜ່ານການປິ່ນປົວເຫຼົ່ານີ້ຮັກສາວັດສະດຸໄວ້ໄດ້ປະມານ 92 ເປີເຊັນໃນຂະນະທີ່ຜ່ານການທົດສອບດຽວກັນ. ສະນັ້ນນີ້ໝາຍເຖິງຫຍັງ? ການປິ່ນປົວຜິວນອກມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຖ້າພວກເຮົາຕ້ອງການໃຫ້ເຄື່ອງມືຂຸດເຈາະມີອາຍຸຍືນຍົງ ແລະ ບໍ່ພັງໄວໃນຂະນະທີ່ກຳລັງເຮັດວຽກໜັກ.

ຫຼັກການປິ່ນປົວຜິວເມັດຂາວເພື່ອເພີ່ມຄວາມແໜ້ນໃນການຊຸບສັງກະສີ

ການເຮັດໃຫ້ຜິວເມັດຂາວມີກິດຈະກຳເພື່ອປັບປຸງການຍຶດຕິດກັບເມັດລວກ

ໜ້າພື້ນຂອງເພັດມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີຢ່າງທໍາມະຊາດ, ສະນັ້ນຈຶ່ງຕ້ອງການຂັ້ນຕອນການກຽມພ້ອມພິເສດກ່ອນທີ່ມັນຈະສາມາດສ້າງພັນທະບັດທີ່ແຮງງາມ. ເມື່ອເພັດຜ່ານຂະບວນການອົກຊີໄດເຊຊັ່ນ ເຊັ່ນ: ການປິ່ນປົວດ້ວຍກົດໄນໂຕຣກ ຫຼື ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໃນອາກາດທີ່ມີອຸນຫະພູມລະຫວ່າງ 500 ຫາ 700 ອົງສາເຊີເຊຍສ, ມັນຈະພັດທະນາກຸ່ມ hydroxyl (OH) ທີ່ແທ້ຈິງ ແລະ ມີການຕິດຕໍ່ກັບໄນໂຄເນລ (nickel ions) ຂະນະທີ່ຊຸບເຄືອບດ້ວຍໄຟຟ້າ. ນີ້ຈະສ້າງພັນທະບັດໂຄເວເລັນ (covalent bonds) ທີ່ແຂງແຮງກວ່າຫຼາຍ ແທນທີ່ຈະອີງໃສ່ການຕິດພັນທາງດ້ານຮ່າງກາຍທີ່ອ່ອນແອ. ການຄົ້ນຄວ້າທີ່ຖືກຕີພິມໃນວາລະສານ Journal of Materials Processing Technology ໃນປີ 2023 ພົບເຫັນສິ່ງໜຶ່ງທີ່ໜ້າສົນໃຈ ຄື ຊັ້ນຄຸມທີ່ເຮັດດ້ວຍໄທເທນຽມ (titanium coatings) ທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ກັບເພັດ ຈະເພີ່ມຄວາມແຮງຂອງພັນທະບັດທີ່ຈຸດຕິດຕໍ່ຂຶ້ນປະມານ 43 ເປີເຊັນ ເມື່ອປຽບທຽບກັບເພັດທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວໃດໆເລີຍ.

ການລຶບອົງປະກອບທີ່ບໍ່ຕ້ອງການອອກເພື່ອຮັບປະກັນການຄຸມເຄືອບຢ່າງສອດຄ່ອງ

ສ່ວນທີ່ເຫຼືອຈາກການຜະລິດທີ່ປະກອບດ້ວຍໂຮໄຄບອນຈະຂັດຂວາງເວັບໄຊທ໌ nucleation ແລະ ສົ່ງຜົນຕໍ່ຄວາມສົມບູນຂອງການຊຸບ. ຂະບວນການລ້າງສາມຂັ້ນຕອນໂດຍໃຊ້ acetone, ວິທະຍາໄລອາລົກ, ແລະ ການກະຕຸ້ນດ້ວຍ ultrasonic ສາມາດລຶບລ້າງສິ່ງປົນເປື້ອນທີ່ຢູ່ເທິງພື້ນຜິວໄດ້ 99.8%, ຕາມການຢືນຢັນຈາກການວິເຄາະ XPS. ຂັ້ນຕອນນີ້ຊ່ວຍປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດຊ່ອງຫວ່າງໃນ matrix ນິກເກີນ ທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການລົ້ມເຫຼວໃນສະພາບການເຮັດວຽກ.

ການປັບປຸງຄວາມຊຸ່ມແລະເວັບໄຊທ໌ nucleation ສຳລັບການຊຸບແບບ electrochemical

Plasma etching ລົດມຸມສຳຜັດຂອງ diamond ຈາກ 85° ເຫຼືອ 35°, ຊ່ວຍປັບປຸງການຊຸ່ມຂອງ electrolyte ແລະ ສົ່ງເສີມການຊຸບໂລຫະຢ່າງສະໝໍ່າສະເໝີ. ການກັດດ້ວຍເຄມີທີ່ຂະໜາດນາໂນສາມເທົ່າຄວາມໜາແໜ້ນຂອງ nucleation ຖ້າທຽບກັບພື້ນຜິວທີ່ຖືກຂັດ (Surface Engineering, 2022), ຊ່ວຍເສີມຂະບວນການເຊື່ອມຕໍ່ທາງກົນຈັກລະຫວ່າງ diamond ແລະ matrix ຂອງໂລຫະໃນຂະນະທີ່ນຳໃຊ້.

ວິທີການປິ່ນປົວພື້ນຜິວ diamond ທີ່ນິຍົມ ແລະ ຂັ້ນສູງ

ການປິ່ນປົວເບື້ອງຕົ້ນດ້ວຍເຄມີ: ການກັດດ້ວຍກົດ ແລະ ການເຜົາໄໝ້ເພື່ອເປີດໃຊ້ພື້ນຜິວ

ການເຮັດໃຫ້ຜ່ານຄວາມຕ້ານທານທຳມະຊາດຂອງເພັດຕໍ່ປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ ມັກຈະຕ້ອງໃຊ້ການປິ່ນປົວດ້ວຍກົດຢ່າງຄວບຄຸມ. ເມື່ອໃຊ້ກົດໄນໂຕຣກ້ອນທີ່ປະມານ 60 ອົງສາເຊວໄຊອຸນຫະພູມ, ຈະເຮັດໃຫ້ພື້ນຜິວຂອງເພັດແຂງຂື້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ - ປະມານສາມເທົ່າຂອງສິ່ງທີ່ມັນເຄີຍເປັນມາກ່ອນ. ສິ່ງນີ້ຈະສ້າງຮູ່ນ້ອຍໆເທິງພື້ນຜິວ ທີ່ແທ້ຈິງແລ້ວຈະຈັບກັບມາຕິກເຄມີທີ່ເປັນໂລຫະໄດ້ດີຂື້ນ. ວິທີການອີກອັນໜຶ່ງກໍຄືການອໍກຊີໄດຊັ່ນດ້ວຍພລາສມາອາກາດ ທີ່ຈະເພີ່ມກຸ່ມ hydroxyl ໃສ່ພື້ນຜິວ. ຜົນໄດ້ຮັບ? ພະລັງງານຂອງພື້ນຜິວຈະເພີ່ມຂື້ນຈາກປະມານ 40 ມິລິຈູນຕໍ່ຕາລາງແມັດ ໄປເຖິງ 68. ແລະການປ່ຽນແປງເຫຼົ່ານີ້ກໍມີຜົນກະທົບທີ່ແທ້ຈິງ. ການທົດສອບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ເມື່ອເພັດຖືກເຮັດໃຫ້ກົດຕິກິລິຍາແບບນີ້ ມັນຈະສ້າງພັນທະບັນເຊິ່ງແຂງແຮງກວ່າກັບຊັ້ນນິກເຄີນ. ໃນດ້ານການນຳໃຊ້ຈິງ, ສິ່ງນີ້ໝາຍຄວາມວ່າຈະມີການດຶງເມັດເພັດໜ້ອຍລົງໃນຂະບວນການຕັດຫີນກະລະນີດ, ດ້ວຍການປັບປຸງປະມານ 38 ເປີເຊັນ ຕາມການວັດແທກໃນຫ້ອງທົດລອງ.

ການປັບປຸງທາງດ້ານຮ່າງກາຍ: ການຊຸບໂລຫະໃນສຸນຍາກາດດ້ວຍຊັ້ນຄຸມ Ti, Cr, ແລະ Mo

ໃນສະພາບແວດລ້ອມສຸຍສາດ, ການກະຈາຍດ້ວຍແມ່ເຫຼັກຊ່ວຍຝາງຊັ້ນຂອງໂລຫະທີ່ຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນສູງ ເຊັ່ນ: ໂຄຣມຽມ, ໄທເຕນຽມ ຫຼື ໂມລີບດິນຳ, ໃນຂະນະທີ່ມີຄວາມຫນາ 100-200 nm. ເພັດທີ່ຖືກປົກຄຸມດ້ວຍໂຄຣມຽມສາມາດເພີ່ມການຜູກມັດລະຫວ່າງໜ້າພື້ນໄດ້ເຖິງ 25% ໃນເມດຕິກແນັກ. ຊັ້ນຄຸມເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຮັກສາການຕິດຢູ່ໄດ້ສູງສຸດເຖິງ 600°C, ເຮັດໃຫ້ມັນກາຍເປັນສ່ວນສຳຄັນສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການປະສິດທິພາບສູງ ເຊັ່ນ: ການຂຶດເຈາະວັດສະດຸທີ່ເຮັດຈາກທັງສະຕັນເຊຍ.

ການວິເຄາະປຽບທຽບ: ວິທີການທາງເຄມີ ເທິຍບ່ອນກັບ ວິທີການທາງຮ່າງກາຍໃນການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ

ໃນຂະນະທີ່ວິທີການທາງເຄມີຄອບງຳການຜະລິດທີ່ມີປະລິມານສູງ (ຄິດເປັນ 85% ຂອງຕະຫຼາດ), ຜູ້ຜະລິດໃນອຸດສາຫະກຳການບິນມັກນຳໃຊ້ວິທີການທັງສອງຮ່ວມກັນ—ໂດຍໃຊ້ການກັດດ້ວຍກົດຕາມດ້ວຍການກະຈາຍໄທເຕນຽມ. ວິທີການຮ່ວມນີ້ຊ່ວຍປັບປຸງການຮັກສາເພັດໄດ້ເຖິງ 40% ໃນການຂຶດເຈາະໂລຫະສົມບູຮັນໄທເຕນຽມ ເມື່ອປຽບທຽບກັບການປິ່ນປົວດ້ວຍວິທີດຽວ.

ຜົນກະທົບຂອງເພັດທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວໜ້າພື້ນຕໍ່ປະສິດທິພາບ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງເຄື່ອງຂຶດເຈາະ

ການຕິດຢູ່ທີ່ດີຂື້ນຊ່ວຍຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງເຄື່ອງມື ແລະ ປະສິດທິພາບໃນການຕັດ

ການທົດສອບທີ່ຖືກເຜີຍແຜ່ໃນວາລະສານ Materials Performance ປີກາຍນີ້ພົບວ່າ ເງົາທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວພື້ນຜິວຈະຢູ່ຄົງທີ່ໃນມາຕຣິກເນກກິເລີຍໄດ້ດົນຂຶ້ນປະມານ 68% ເມື່ອທຽບກັບເງົາປົກກະຕິ. ສຳລັບຜູ້ຜະລິດເຄື່ອງເຈาะ, ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າຜະລິດຕະພັນຂອງພວກເຂົາສາມາດຮັກສາຄວາມລ້ຽງທີ່ແມ່ນຍໍາໄວ້ໄດ້ໃນການຂຸດເຈາະຊັ້ນປູນປະມານ 30% ຫຼາຍຂຶ້ນກ່ອນທີ່ຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບປຸງ. ການກຳຈັດສິ່ງປົນເປື້ອນອອກຢ່າງຖືກຕ້ອງກໍເຊັ່ນດຽວກັນທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງຫຼາຍ. ເມື່ອດຳເນີນຢ່າງຖືກຕ້ອງ, ມັນຈະສ້າງຊັ້ນຄຸມທີ່ສະເໝີພາບ ແລະ ສ້າງພັນທະທີ່ແຂງແຮງລະຫວ່າງວັດສະດຸ. ພັນທະເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຕ້ານທານຕໍ່ຄວາມດັນດ້ານຂ້າງປະມານ 120 MPa ໃນຂະນະທີ່ຕັດໃນມຸມ, ເຊິ່ງຖືວ່າດີຫຼາຍຖ້າພິຈາລະນາຈາກສິ່ງທີ່ເຄື່ອງມືເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງຜ່ານໃນເວັບໄຊ໌ກໍ່ສ້າງທຸກໆວັນ.

ການລ໋ອກກົນຈັກກັບການພັນທະທາງເຄມີໃນເຄື່ອງມືເງົາທີ່ໄດ້ຮັບການຊຸບ

ການປິ່ນປົວທີ່ທັນສະໄໝສ້າງກົນໄກການພັນທະສອງຢ່າງທີ່ເສີມກັນ:

• ການລ໋ອກເຊິ່ງກັນແລະກັນ ບັນລຸຄວາມເລິກຂອງການຍຶດຈັບໄດ້ 25–30 μm ຜ່ານການຂຶ້ນຮູບພື້ນຜິວ
• ການພັນທະທາງເຄມີ ສ້າງການເຊື່ອມຕໍ່ໃນລະດັບອະຕອມຜ່ານຊັ້ນຄຸມທາງໂລຫະປະສົງ

ໃນຂະນະທີ່ວິທີການທາງເຄື່ອງຈັກສາມາດໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບການຕິດຢູ່ທັນທີ 18–22%, ພື້ນຜິວທີ່ຖືກເຄື່ອນໄຫວດ້ວຍເຄມີສາມາດໃຫ້ຄວາມທົນທານທີ່ດີກວ່າພາຍໃຕ້ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມ. ວິທີການຮ່ວມທີ່ປະສົມປະສານການຊຸບດ້ວຍໂທເລຍນຽມກັບການເຈາະຮູຈຸດນ້ອຍສາມາດໃຫ້ຜົນດີຮ່ວມກັນ, ເພີ່ມການຄົງຢູ່ຂອງເພັດໄດ້ 53% ໃນການເຈາະຫີນກະດານເມືອງ ເມື່ອປຽບທຽບກັບວິທີດຽວ.

ຄຳຖາມທີ່ຖາມບໍ່ຍາກ

ຄວາມທ້າທາຍຫຼັກຂອງຄວາມເປັນກົດເຄມີຂອງພື້ນຜິວເພັດໃນຂະບວນການຊຸບດ້ວຍໄຟຟ້າແມ່ນຫຍັງ?

ໂຄງສ້າງອະຕອມຂອງເພັດສ້າງພັນທະບັດ sp3 ທີ່ໝັ້ນຄົງ ເຊິ່ງຕ້ານທານຕໍ່ການມີສ່ວນຮ່ວມກັບໂລຫະຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ນິກເຄິນ, ຈຳກັດການເຄື່ອນໄຫວໃນຂະບວນການຊຸບດ້ວຍໄຟຟ້າ.

ພື້ນຜິວເພັດທີ່ມີພະລັງງານຕ່ຳ ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການເຊື່ອມຕໍ່ແນວໃດ?

ພື້ນຜິວເພັດທີ່ມີພະລັງງານຕ່ຳ ສາມາດນຳໄປສູ່ການຄຸມຊັ້ນໂລຫະທີ່ບໍ່ສະໝຳກັນໃນຂະນະທີ່ຊຸບດ້ວຍໄຟຟ້າ, ເນື່ອງຈາກຂາດພະລັງງານທີ່ຈຳເປັນສຳລັບການເຊື່ອມໂລຫະທີ່ແໜ້ນໜາ.

ມີວິທີໃດແດ່ທີ່ຈະຊ່ວຍປັບປຸງການເຄື່ອນໄຫວຂອງພື້ນຜິວເພັດ?

ການປິ່ນປົວພື້ນຜິວເຊັ່ນ: ການເຄື່ອນໄຫວດ້ວຍອົກຊີເຈນ, ການກັດດ້ວຍກົດ, ແລະ ການຄຸມດ້ວຍໂລຫະເຊັ່ນ: ໂທເລຍນຽມ ສາມາດຊ່ວຍເພີ່ມການເຄື່ອນໄຫວ ແລະ ຄວາມແໜ້ນຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງເພັດ.

ເປັນຫຍັງການປິ່ນປົວພື້ນຜິວຈຶ່ງຈຳເປັນໃນການຊຸບດ້ວຍໄຟຟ້າເພັດ?

ການປິ່ນປົວພື້ນຜິວຊ່ວຍປັບປຸງການຢູ່ຕິດກັນລະຫວ່າງເພັດ ແລະ ລະບົບໂລຫະ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງມືມີປະສິດທິພາບ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານຂຶ້ນ.