Qof kasta oo ka soo shaqeeyay warshadaha xoqidda, dib-u-habaynta, ama dhoobada ayaa og incarbide silikoon cagaaranBamka micropowder-ka ayaa si weyn loo yaqaanaa inuu ku adag yahay in lala shaqeeyo. Maaddadan, oo leh adkeysi u dhow kan dheemanka iyo hab-dhaqanka kulaylka iyo korontada ee aadka u fiican, ayaa si dabiici ah ugu habboon shiididda saxda ah, dib-u-habaynta heerka sare ah, iyo dhoobada gaarka ah. Si kastaba ha ahaatee, marka la tixgeliyo adkeysigeeda kuma filna in si wax ku ool ah loo isticmaalo - waxaa jira wax badan oo ka mid ah budada cagaaran ee caadiga ah marka loo eego isha. Furaha ayaa ku jira "cabirka walxaha."
Injineerada khibradda leh ee walxaha ayaa badanaa dhaha, "Markaad qiimeynayso walxo, marka hore fiiri budada; marka aad qiimeynayso budada, marka hore fiiri walxaha." Tani waa run dhab ah. Cabbirka walxaha ee micropowder-ka silicon-ka cagaaran ee carbide-ka ayaa si toos ah u go'aaminaya inay noqon doonto hanti xoog leh ama caqabad weyn oo ku jirta codsiyada hoose. Maanta, waxaan ku dhex milmi doonnaa sida loo xakameeyo cabbirka walxahan iyo caqabadaha farsamo ee ku lug leh gaaritaanka xakamayntan.
I. "Shiididda" iyo "Kala-soocidda": "Hab-socod Qalliinka" oo Heer Micron ah
Si aad u hesho aragti wanaagsanMicrobudada carbide-ka ee silikoon cagaaranTallaabada ugu horreysa waa in la "jebiyo" kiristaalo waaweyn oo silikoon ah oo cagaar ah. Tani ma aha mid fudud sida in lagu burburiyo dubbe, laakiin waa hab jilicsan oo u baahan saxnaan xad dhaaf ah.
Habka ugu muhiimsan waa burburinta farsamada. In kasta oo ay u muuqato mid qallafsan, haddana waxaa ku jira xakameyn taxaddar leh. Makiinadaha kubbadda ayaa ah "goobta tababarka ugu badan," laakiin isticmaalka kubbadaha birta caadiga ah si fudud ayay u keeni karaan wasakh bir ah. Habab horumarsan hadda waxay isticmaalaan dahaarka dhoobada ah iyo kubbadda shiididda silicon carbide ama zirconia si loo hubiyo daahirnimada. Makiinadaha kubbadda oo keliya kuma filna; si loo helo budo yar oo siman oo isku mid ah, gaar ahaan heerka hoose ee 10 micrometer (µm), "makiinadaha hawada ee hawada" ayaa la adeegsadaa. Farsamadani waxay isticmaashaa socodka hawada ee xawaaraha sare leh si ay u keento in walxaha ay isku dhacaan oo ay si isdhaaf ah u burburaan, taasoo keenta wasakh yar iyo qaybinta cabbirka walxaha oo cidhiidhi ah. Makiinadaha qoyan waxay soo galaan marka loo baahdo budo aad u fiican (tusaale ahaan, ka hooseeya 1 µm). Waxay si wax ku ool ah uga hortagtaa isku-darka budada, taasoo keenta slurry leh kala firdhis wanaagsan.
Si kastaba ha ahaatee, si fudud "burburinta" kuma filna; tiknoolajiyada asaasiga ah ee dhabta ah waxay ku jirtaa "kala soocidda." Budada laga soo saaro burburinta si lama huraan ah way kala duwan yihiin cabbirka, hadafkayaguna waa inaan dooranno oo keliya cabbirka la rabo. Tani waxay la mid tahay soo saarista kaliya walxaha ciidda leh dhexroorka 0.5 ilaa 0.6 milimitir laga bilaabo tuulmo ciid ah. Mashiinnada kala soocidda hawada qalalan ayaa hadda ah kuwa ugu badan ee la isticmaalo, iyagoo adeegsanaya xoogga centrifugal iyo aerodynamics si ay u kala soocaan budada qallafsan iyo kuwa khafiifka ah oo leh hufnaan sare iyo wax soo saar weyn. Laakiin waxaa jira qabasho: marka budada ay noqoto mid ku filan (tusaale ahaan, ka hooseysa dhowr micrometers), walxaha waxay u muuqdaan inay isku ururaan sababtoo ah xoogga van der Waals (isku-darka), taasoo ka dhigaysa mid adag in kala-soocidda hawada ay si sax ah u kala soocaan iyadoo lagu saleynayo cabbirka walxaha gaarka ah. Xaaladdan, kala soocidda qoyan (sida kala soocidda kala-soocidda centrifugal) mararka qaarkood waxay noqon kartaa mid waxtar leh, laakiin hab-socodku waa mid adag kharashkuna wuu kordhaa.
Markaa, waad aragtaa, habka xakamaynta cabbirka walxaha oo dhan asal ahaan waa halgan joogto ah iyo tanaasul u dhexeeya "burburinta" iyo "kala-soocidda." Ujeeddooyinka burburinta ee walxaha khafiifka ah, laakiin walxaha aadka u khafiifka ah waxay u nugul yihiin isku-ururinta, taasoo carqaladeynaysa kala-soocidda; kala-soociddu waxay higsanaysaa saxnaan weyn, laakiin badanaa waxay la halgamaysaa budada khafiifka ah ee isku-ururinta. Injineeradu waxay inta badan waqtigooda ku bixiyaan dheelitirka baahiyahan iska soo horjeeda.
II. "Caqabado" iyo "Xalalka": Qodaxyada iyo Iftiinka ku socda Wadada Xakamaynta Cabbirka Walxaha
Xakamaynta cabbirka walxaha ee microbudada silikoon-ka cagaaran ee carbide-ka si kalsooni leh waxay ka kooban tahay wax ka badan burburinta iyo kala-soocidda. Dhowr "caqabado" dhab ah ayaa hor taagan, iyada oo aan wax laga qaban, xakamayn sax ah waa wax aan macquul ahayn.
Caqabadda ugu horreysa waa dib-u-dhaca ka dhasha "adagaanshaha."Karbohaydraytka silikoon cagaaranaad bay u adag tahay, waxayna u baahan tahay tamar aad u badan si loo burburiyo, taasoo keenta xirashada qalabka oo aad u fiican. Inta lagu jiro shiidi aad u fiican, xirashada qalabka shiidi iyo dahaarka waxay soo saartaa wasakh badan. Wasakhyadan ayaa ku dhex milma badeecada, taasoo hoos u dhigaysa daahirnimadeeda. Shaqadaada adag ee xakamaynta cabbirka walxaha waxay noqotaa mid aan micno lahayn haddii heerarka wasakhdu aad u sarreeyaan. Waqtigan xaadirka ah, warshaduhu waxay si quus ah u horumarinayaan qalabka shiidi iyo agabka dahaarka oo u adkaysta xirashada, waxayna hagaajinayaan qaab-dhismeedka qalabka, dhammaantood si loola dagaallamo "shabeelkan adag."
Shabeelka labaad waa "sharciga soo jiidashada" adduunka budada fiican - isku-darka. Inta ay yaraadaan walxaha, ayaa weynaanaysa aagga dusha sare ee gaarka ah, tamartuna way sarreysaa; si dabiici ah ayay u "isku-darkaan." Isku-darkani wuxuu noqon karaa "isku-darka jilicsan" (oo ay isku hayaan xoogagga isku-dhafka ah, sida xoogagga van der Waals, kuwaas oo si fudud loo kala jebin karo), ama "isku-darka adag" oo aad u xoog badan (halkaas oo inta lagu jiro burburinta ama kalsiyumaynta, dusha sare ee walxaha qayb ahaan ay dhalaalaan ama ay maraan falgallo kiimiko ah, iyagoo si adag isugu wada duuba). Marka isku-darka ay sameysmaan, waxay isu ekaysiiyaan "walxaha waaweyn" qalabka falanqaynta cabbirka walxaha, iyagoo si dhab ah u marin habaabinaya go'aankaaga; codsiyada wax ku oolka ah, sida dareeraha dhalaalinta, isku-darkani waa "dambiilayaasha" xoqa dusha sare ee shaqada. Xalinta isku-darka waa caqabad caalami ah. Marka laga reebo ku darista waxyaabaha lagu daro iyo hagaajinta habka inta lagu jiro burburinta, hab ka awood badan ayaa ah in wax laga beddelo dusha sare ee budada, iyadoo la siinayo "dahaadh" si loo yareeyo tamarta dusha sare loogana hortago inay si joogto ah u rabto inay "isku ururto."
Ⅲ. Shabeelka saddexaad waa hubanti la'aanta ku jirta "cabirka."
Sidee ku ogaan kartaa in cabbirka walxaha aad xakamaysay uu yahay waxaad u malaynayso? Falanqeeyayaasha cabbirka walxaha waa indhaheenna, laakiin mabaadi'da cabbiraadda ee kala duwan (kala-soocidda laysarka, kala-soocidda, falanqaynta sawirka), iyo xitaa hababka kala-soocidda muunadaha ee kala duwan oo hoos yimaada mabda' isku mid ah, waxay soo saari karaan natiijooyin aad u kala duwan. Tani waxay si gaar ah run ugu tahay budooyinka horey u soo ururay; haddii aan la gaarin kala-soocidda saxda ah ka hor cabbirka (tusaale ahaan, ku darista kala-soocidda, daaweynta ultrasonic), xogta la helay waxay ka fogaan doontaa xaaladda dhabta ah. Haddii aan la helin cabbir la isku halleyn karo, xakamaynta saxda ah waa hadal madhan.
Iyadoo ay jiraan caqabadahan, warshaduhu waxay si joogto ah u raadinayaan xalal. Tusaale ahaan, hagaajinta iyo sirdoonka geeddi-socodka oo dhan waa isbeddel weyn. Iyada oo loo marayo qalabka la socodka cabbirka walxaha khadka tooska ah, jawaab celinta xogta waqtiga-dhabta ah iyo hagaajinta otomaatiga ah ee burburinta iyo xuduudaha kala-soocidda waxay horseedaan geeddi-socod deggan. Intaa waxaa dheer, tignoolajiyada wax-ka-beddelka dusha sare waxay helaysaa dareen sii kordhaya, ma aha "dawo" ka dib xaqiiqda, laakiin waxay ku dhex jirtaa habka diyaarinta oo dhan, iyadoo xakameynaysa isku-darka isha iyo hagaajinta kala-baxa budada iyo is-waafajinta nidaamka codsiga. III. Wicitaanka Codsiyada: Sidee ayuu Cabbirka Walxaha u Noqdaa "Dhagaxa Falsafadda"?
Maxaad u aadaysaa dherer aad u weyn si aad u xakamayso cabbirka walxaha? Marka la eego codsiyada wax ku oolka ah waxay caddaynaysaa. Dhinaca shiidida iyo nadiifinta saxda ah, sida shaashadaha safayr-ka ee dhalaalinta iyo wafer-ka silikoon, qaybinta cabbirka walxaha ee budada silikoon-ka ee cagaaran waa "xidid nololeed." Waxay u baahan tahay qaybin aad u cidhiidhi ah oo siman oo cabbirka walxaha ah, oo gebi ahaanba ka xor ah "walxaha waaweyn" (oo sidoo kale loo yaqaan "walxaha xoqan" ama "walxaha dilaaga ah"), haddii kale xoqid qoto dheer oo keliya ayaa burburin karta shaqada qaali ah oo dhan. Isla mar ahaantaana, budada waa inaysan lahayn agglomerates adag, haddii kale waxtarka dhalaalintu wuu yaraan doonaa, dhammaadka dusha sarena ma noqon doono mid ku filan. Halkan, xakamaynta cabbirka walxaha waxaa si adag loogu hayaa nanoscale.
Agabka casriga ah ee iska caabiya, sida alaabta guriga ee foornada dhoobada ah iyo dahaarka foornada heerkulka sare leh, xakamaynta cabbirka walxaha waxay diiradda saartaa "qaybinta cabbirka walxaha." Qaybaha qallafsan iyo kuwa khafiifka ah ayaa lagu qasaa saami gaar ah; qaybo qallafsan ayaa sameeya qaab-dhismeedka, qaybo yaryarna waxay buuxiyaan meelaha banaan. Tani waxay u oggolaanaysaa sintering cufan oo xooggan heerkul sare, taasoo keenta iska caabin shoog kuleyl oo wanaagsan. Haddii qaybinta cabbirka walxaha aan macquul ahayn, walaxdu waxay noqon doontaa mid dalool leh oo aan waaraayn, ama aad u jilicsan oo u nugul dildilaaca. Goobta dhoobada gaarka ah, sida dhoobada rasaasta u adkaysata iyo giraangiraha shaabadaynta ee u adkaysta xirashada, cabbirka walxaha budada ah si toos ah ayuu u saameeyaa qaab-dhismeedka yar yar iyo waxqabadka kama dambaysta ah ka dib sintering. Budada aadka u fiican iyo kuwa isku midka ah waxay leeyihiin firfircooni sintering sare, taasoo u oggolaanaysa cufnaanta sare iyo dhoobada hadhuudhka ee khafiifka ah heerkul hoose, sidaas darteed si weyn ayay u hagaajinaysaa xooggooda iyo adkaysigooda. Halkan, cabbirka walxaha waa sirta gudaha ah ee "xoojinta" walxaha dhoobada ah.