Her kesê ku di pîşesaziyên aşîner, refraktor, an seramîkê de xebitîbe dizane kukarbîda silîkonê ya keskKarê bi mîkropowderê pir dijwar e. Ev materyal, bi hişkbûnek nêzîkî ya elmasê û guhêrbariya germî û elektrîkê ya hêja, bi xwezayî ji bo hûrkirina rastîn, refrakterên pola bilind û seramîkên taybetî guncan e. Lêbelê, tenê fikirîna li ser hişkbûna wê ne bes e ku meriv wê bi bandor bikar bîne - di vê toza kesk a asayî de ji ya ku çav dibîne pir zêdetir tişt hene. Kilît di "mezinahiya perçeyan" de ye.
Endezyarên materyalan ên xwedî ezmûn gelek caran dibêjin, "Dema ku materyalek dinirxînin, pêşî li tozê binêrin; dema ku tozê dinirxînin, pêşî li perçeyan binêrin." Ev bi tevahî rast e. Mezinahiya perçeyên mîkrotoza silîkon karbîdê ya kesk rasterast diyar dike ka ew ê di sepanên paşîn de bibe sermayeyek bihêz an astengiyek girîng. Îro, em ê li ser ka ev mezinahiya perçeyan çawa tê kontrol kirin û dijwarîyên teknîkî yên ku di bidestxistina vê kontrolê de hene kûr bibin.
I. "Hûrkirin" û "Cudakirin": "Prosedûreke Cerrahî" ya Asta Mîkron
Ji bo bidestxistina îdealêmîkropowda silîkon karbîda kesk, gava yekem "şikandina" krîstalên mezin ên karbîda silîkonê yên kesk e. Ev ne bi qasî şikandina wan bi çekûçê hêsan e, lê pêvajoyek nazik e ku rastbûnek pir zêde hewce dike.
Rêbaza sereke perçiqandina mekanîkî ye. Her çend ew dijwar xuya bike jî, ew kontrolek hûr û kûr dihewîne. Aşên topan "qada perwerdehiyê" ya herî gelemperî ne, lê karanîna topên pola yên asayî dikare bi hêsanî qirêjiyên hesin têxe nav xwe. Rêbazên pêşkeftîtir niha pêlavên seramîk û topên hûrkirinê yên silicon carbide an zirconia bikar tînin da ku paqijiyê misoger bikin. Tenê hûrkirina topan têrê nake; ji bo bidestxistina mîkrotozê ziravtir û yekrengtir, nemaze di rêza di bin 10 mîkrometre (µm) de, "herikîna hewayê ya bi jet" tê bikar anîn. Ev teknîk herikîna hewayê ya bilez bikar tîne da ku bibe sedema pevçûna perçeyan û bi sürtûnê hilweşin, di encamê de qirêjiya herî kêm û belavkirina mezinahiya perçeyan a nisbeten teng çêdibe. Hûrkirina şil tê de heye dema ku tozên pir zirav (mînak, di bin 1 µm de) hewce ne. Ew bi bandor pêşî li kombûna tozê digire, di encamê de şilekên bi belavbûna çêtir çêdibin.
Lêbelê, tenê "perçiqandin" têrê nake; teknolojiya bingehîn a rastîn di "dabeşkirinê" de ye. Tozên ku bi perçiqandinê têne hilberandin bê guman di mezinahiyê de diguherin, û armanca me ew e ku tenê rêza mezinahiya xwestî hilbijêrin. Ev mîna hilbijartina tenê perçeyên qûmê bi qûrahiya 0.5 heta 0.6 mîlîmetreyan ji girek qûmê ye. Makîneyên dabeşkirina hewaya hişk niha herî zêde têne bikar anîn, ku hêza navendî û aerodînamîkê bikar tînin da ku tozên qalind û nazik bi karîgeriya bilind û derana mezin ji hev veqetînin. Lê xalek heye: dema ku toz têra xwe nazik dibe (mînak, di bin çend mîkrometreyan de), perçe ji ber hêzên van der Waals (kombûn) meyla wan heye ku li hev bicivin, ku ji bo dabeşkerên hewayê dijwar dike ku wan bi rastî li gorî mezinahiya perçeyên takekesî ji hev veqetînin. Di vê rewşê de, dabeşkirina şil (wekî dabeşkirina rûniştina navendî) carinan dikare bikêr be, lê pêvajo tevlihev e û lêçûn zêde dibe.
Ji ber vê yekê, hûn dibînin, tevahiya pêvajoya kontrolkirina mezinahiya perçeyan di bingeh de têkoşînek û lihevkirinek domdar di navbera "perçiqandin" û "dabeşkirinê" de ye. Armanca perçiqandinê perçeyên hûrtir e, lê perçeyên pir hûr meyldarê kombûnê ne, ku rê li ber dabeşkirinê digirin; armanca dabeşkirinê rastbûnek mezintir e, lê pir caran bi tozên hûr ên kombûyî re têdikoşe. Endezyar piraniya dema xwe ji bo hevsengkirina van daxwazên nakok derbas dikin.
II. "Asteng" û "Çareserî": Stirî û Ronahî li ser Rêya Kontrolkirina Mezinahiya Perçeyan
Kontrolkirina mezinahiya perçeyên mîkropowda silîkon karbîda kesk bi awayekî pêbawer ji tenê perçiqandin û dabeşkirinê bêtir tiştan dihewîne. Çend "astengiyên" rastîn li pêşiya wê ne, û bêyî çareserkirina wan, kontrolkirina rast ne mumkin e.
Astengiya yekem berteka ji ber "hişkbûnê" ye.Karbîda silîkonê ya keskpir hişk e, ji bo şikandina wê enerjiyeke pir mezin hewce dike, ku di encamê de alavan pir xirab dibin. Di dema hûrkirina pir nazik de, xisarbûna medyaya hûrkirinê û pêçan gelek qirêjiyan çêdike. Ev qirêjî tevlî hilberê dibin, paqijiya wê dixe xeterê. Hemû xebata we ya dijwar a kontrolkirina mezinahiya perçeyan bêwate dibe ger asta qirêjiyan pir zêde be. Niha, pîşesazî bi bêhêvî medyaya hûrkirinê û materyalên pêçanê yên berxwedêrtir ên li hember xisarê pêş dixe, û avahiyên alavan baştir dike, hemî ji bo ku bi vê "pilingê dijwar" re mijûl bibin.
Pilingê duyem "qanûna kişandinê" ye di cîhana tozên nazik de - kombûn. Her ku perçe ziravtir bin, rûbera taybetî mezintir dibe, û enerjiya rûberê jî bilindtir dibe; ew bi xwezayî meyla "li hev kombûnê" dikin. Ev kombûn dikare "kombûna nerm" be (ku ji hêla hêzên navmolekulî ve, wek hêzên van der Waals, ku ji hev veqetandî ne, bi hev ve girêdayî ne), an jî "kombûna hişk" a tirsnaktir (ku di dema perçiqandin an kalsînasyonê de, rûyên perçeyan qismî dihelin an jî reaksiyonên kîmyewî derbas dikin, wan bi hev re bi zexmî dihelînin). Dema ku kombûn çêdibin, ew di amûrên analîza mezinahiya perçeyan de wekî "perçeyên mezin" xwe nîşan didin, ku bi giranî biryara we dixapînin; di sepanên pratîkî de, wek mînak di şilekên cilalkirinê de, ev kombûn "sûcdar" in ku rûyê perçeyê kar dixurînin. Çareserkirina kombûnê dijwariyek gerdûnî ye. Ji bilî zêdekirina lêzêdekirinan û çêtirkirina pêvajoyê di dema perçiqandinê de, nêzîkatiyek bihêztir ew e ku rûyê tozê were guhertin, "pêçek" were dayîn da ku enerjiya rûberê kêm bike û pêşî li wê bigire ku bi berdewamî bixwaze "li hev kom bibe".
Pilingê sêyem nezelaliya xwerû di "pîvanê" de ye.
Tu çawa dizanî ku mezinahiya perçeyan a ku te kontrol kiriye ew e ku tu difikirî? Analîzkerên mezinahiya perçeyan çavên me ne, lê prensîbên pîvandinê yên cûda (difraksiyona lazerê, rûniştin, analîza wêneyê), û tewra rêbazên belavbûna nimûneyên cûda di bin heman prensîbê de, dikarin encamên pir cûda bidin. Ev bi taybetî ji bo tozên ku berê kom bûne rast e; heke berî pîvandinê belavbûna rast neyê bidestxistin (mînak, zêdekirina belavkeran, dermankirina bi ultrasonîk), daneyên ku têne bidestxistin dê ji rewşa rastîn dûr bin. Bêyî pîvandina pêbawer, kontrola rast tenê axaftinek vala ye.
Tevî van zehmetiyan jî, pîşesazî bi berdewamî li çareseriyan digere. Bo nimûne, baştirkirin û aqilmendiya tevahiya pêvajoyê trendeke sereke ye. Bi rêya alavên çavdêriya mezinahiya perçeyan ên serhêl, bersiva daneyên rast-dem û sererastkirina otomatîk a parametreyên perçekirin û dabeşkirinê rê li ber pêvajoyek aramtir vedike. Wekî din, teknolojiya guherandina rûberê bêtir balê dikişîne, êdî ne "çareseriyek" piştî rastiyê ye, lê di tevahiya pêvajoya amadekirinê de tê entegrekirin, kombûna ji çavkaniyê tepeser dike û belavbûna tozê û lihevhatina wê bi pergala serîlêdanê re baştir dike. III. Banga Serlêdanan: Mezinahiya Perçeyan Çawa Dibe "Kevirê Felsefevan"?
Çima ji bo kontrolkirina mezinahiya perçeyan ewqas hewl tê dayîn? Dema ku meriv li serîlêdanên pratîkî dinêre, ev yek zelal dibe. Di warê hûrkirin û cilandina rastîn de, wek cilandina ekranên safîr û waflên silîkonê, belavbûna mezinahiya perçeyan a mîkro-toza silîkon karbîdê ya kesk "xeta jiyanê" ye. Ew belavkirinek mezinahiya perçeyan a pir teng û yekreng hewce dike, bi tevahî bê "perçeyên zêde mezin" (ku jê re "perçeyên aşınker" an "perçeyên kujer" jî tê gotin), wekî din xêzek kûr a yekane dikare tevahiya perçeya xebatê ya biha xera bike. Di heman demê de, divê toz kombûnên hişk tune bin, wekî din karîgeriya cilandinê dê kêm be, û qedandina rûyê wê dê têrker nebe. Li vir, kontrola mezinahiya perçeyan bi hişkî di asta nanopîlî de tê parastin.
Di materyalên agirnegir ên pêşketî de, wek mobîlyayên firna seramîk û pêlavên firna germahiya bilind, kontrola mezinahiya perçeyan li ser "belavkirina mezinahiya perçeyan" disekine. Perçeyên qalind û nazik bi rêjeyek diyarkirî têne tevlihev kirin; perçeyên qalind çarçovê çêdikin, û perçeyên nazik valahiyan tijî dikin. Ev dihêle ku di germahiyên bilind de sinterkirinek qalind û bihêz çêbibe, ku di encamê de berxwedana şoka germî ya baş çêdibe. Ger belavbûna mezinahiya perçeyan ne maqûl be, materyal dê an poroz be û ne domdar be, an jî pir şikestî be û meyla şikestinê hebe. Di warê seramîkên taybetî de, wek seramîkên gulenegir û zengilên mohrkirinê yên li hember aşînê berxwedêr, mezinahiya perçeyên tozê rasterast bandorê li mîkroavahî û performansa dawîn piştî sinterkirinê dike. Tozên ultra nazik û yekreng xwedî çalakiya sinterkirinê ya bilind in, ku di germahiyên nizm de rê dide seramîkên dendika bilindtir û genimên naziktir, bi vî rengî hêz û hişkbûna wan bi girîngî baştir dike. Li vir, mezinahiya perçeyan sirra hundurîn a "xurtkirina" materyalê seramîk e.