ሰንፔር ጠንካራ ፣ የሚቋቋም እና ጠንካራ የሆነ ቁሳቁስ ከፍተኛ የመቅለጥ ሙቀት አለው ፣ በኬሚካላዊ መልኩ በስፋት የማይሰራ ነው ፣ እና አስደሳች የእይታ ባህሪዎችን ያሳያል። ስለዚህ, ሰንፔር ዋናዎቹ የኢንዱስትሪ መስኮች ኦፕቲክስ እና ኤሌክትሮኒክስ ለሆኑባቸው ለብዙ የቴክኖሎጂ አፕሊኬሽኖች ጥቅም ላይ ይውላሉ. ዛሬ ትልቁ የኢንደስትሪ ሰንፔር ክፍልፋይ ለ LED እና ሴሚኮንዳክተር ምርት እንደ መለዋወጫ ጥቅም ላይ ይውላል፣ በመቀጠልም እንደ መስኮቶች የሰዓት፣ የሞባይል ስልክ ክፍሎች ወይም የአሞሌ ኮድ ስካነሮች ጥቅም ላይ ይውላል፣ ጥቂት ምሳሌዎችን ለመጥቀስ [1]። ዛሬ፣ ሰንፔር ነጠላ ክሪስታሎችን ለማምረት የተለያዩ ዘዴዎች ይገኛሉ፣ ጥሩ አጠቃላይ እይታ በ [1፣2] ውስጥ ይገኛል። ይሁን እንጂ ሦስቱ የማደግ ዘዴዎች Kyropoulos ሂደት (KY), የሙቀት-ልውውጥ ዘዴ (HEM) እና የጠርዝ-የተገለጸ የፊልም-ፊድ ዕድገት (EFG) ከዓለም አቀፍ ሰንፔር የማምረት አቅም ከ 90% በላይ ይሸፍናሉ.

ሰው ሰራሽ በሆነ መንገድ ለተመረተው ክሪስታል የመጀመሪያ ሙከራ የተደረገው እ.ኤ.አ. በ1877 ለትንሽ ሩቢ ነጠላ ክሪስታሎች [2] ነው። በ 1926 የኪሮፖሎስ ሂደት ተፈጠረ። በቫኩም ውስጥ ይሠራል እና በጣም ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ትላልቅ የሲሊንደሪክ ቅርጽ ቦይሎችን ለማምረት ያስችላል. ሌላው ትኩረት የሚስብ ሰንፔር የማብቀል ዘዴ በጠርዝ-የተገለጸው ፊልም-የበለፀገ ዕድገት ነው. የ EFG ቴክኒክ በፈሳሽ-ማቅለጥ የተሞላ እና እንደ ዘንግ፣ ቱቦዎች ወይም አንሶላ ያሉ ቅርጽ ያላቸው የሳፋየር ክሪስታሎች እንዲበቅል የሚያስችል የካፒላሪ ቻናል ላይ የተመሠረተ ነው። ከእነዚህ ዘዴዎች በተቃራኒ በ1960ዎቹ መገባደጃ ላይ የተወለደው የሙቀት መለዋወጫ ዘዴ ከሥር በተገለጸው የሙቀት መጠን በማውጣት በተፈተለ ክሩብል ውስጥ ትላልቅ የሳፋየር ቡልሎችን ለማምረት ያስችላል። በማደግ ላይ ባለው ሂደት መጨረሻ ላይ የሳፋየር ቡል በክርክሩ ላይ ስለሚጣበቅ, ቡሊዎች በቀዝቃዛው ሂደት ላይ ሊሰነጠቁ ይችላሉ እና ክሩክ አንድ ጊዜ ብቻ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል.
ማንኛቸውም እነዚህ የሳፋየር ክሪስታል የሚያበቅሉ ቴክኖሎጂዎች አንድ የሚያመሳስላቸው ዋና ዋና ክፍሎች -በተለይ ክሩሺብልስ - ከፍተኛ ሙቀት ያላቸው ተከላካይ ብረቶች ያስፈልጋቸዋል። በማደግ ላይ ባለው ዘዴ ላይ በመመስረት ክራንች ከሞሊብዲነም ወይም ከተንግስተን የተሠሩ ናቸው, ነገር ግን ብረቶች ለሙቀት ማሞቂያዎች, ዳይ-ጥቅሎች እና ሙቅ-ዞን መከላከያዎች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ. ነገር ግን፣ በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ውይይታችንን በ KY እና EFG ተዛማጅ ርዕሰ ጉዳዮች ላይ እናተኩራለን ምክንያቱም በእነዚህ ሂደቶች ውስጥ ተጭነው የተጨመቁ ክሩክሎች ጥቅም ላይ ይውላሉ።
በዚህ ዘገባ ውስጥ እንደ ሞሊብዲነም (ሞ)፣ ቱንግስተን (ደብሊው) እና ውህዱ (MoW) ባሉ ተጭነው የተሰሩ ቁሶች ላይ የቁሳቁስ ባህሪ ጥናቶችን እና ጥናቶችን እናቀርባለን። በመጀመሪያው ክፍል ትኩረታችን ከፍተኛ ሙቀት ባለው የሜካኒካል መረጃ እና በተሰባሪ ሽግግር የሙቀት መጠን ላይ ነው። ማሟያ ከሜካኒካል ንብረቶች ጋር የሙቀት-ፊዚካል ባህሪያትን ማለትም የሙቀት መስፋፋት እና የሙቀት አማቂነት መጠንን አጥንተናል. በሁለተኛው ክፍል ላይ በተለይም በአሉሚኒየም ማቅለጥ የተሞሉ ክራንችዎችን የመቋቋም ችሎታ ለማሻሻል ስለ ላዩን ኮንዲሽነር ቴክኒኮችን እናቀርባለን. በሶስተኛው ክፍል በ 2100 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ በፈሳሽ አልሙኒየም እርጥበት ላይ በሚገኙ ብረቶች ላይ የእርጥበት ማዕዘኖችን እናስቀምጣለን. በMo, W እና MoW25 alloy (75 wt.% molybdenum, 25 wt.% tungsten) ላይ የማቅለጥ ሙከራዎችን አድርገናል እና በተለያዩ የከባቢ አየር ሁኔታዎች ላይ ጥገኛዎችን አጥንተናል። በምርመራዎቻችን ምክንያት MoW በሳፋይር የእድገት ቴክኖሎጂዎች ውስጥ እንደ አስደሳች ቁሳቁስ እና እንደ ንፁህ ሞሊብዲነም እና ቱንግስተን አማራጭ አማራጭ እናቀርባለን።
ከፍተኛ ሙቀት ሜካኒካል እና ቴርሞ-አካላዊ ባህሪያት
የሳፋየር ክሪስታል እድገት ዘዴዎች KY እና EFG ከ85% በላይ ለሚሆነው የአለም የሳፋየር መጠን ድርሻ በቀላሉ ያገለግላሉ። በሁለቱም ዘዴዎች ፈሳሹ አልሙኒየም በተጨመቁ-የተጣደፉ ክሪብሎች ውስጥ ይቀመጣል, በተለይም ከ tungsten ለ KY ሂደት እና ከሞሊብዲነም የተሰራ ለ EFG ሂደት. ክሩሺቭስ ለእነዚህ የእድገት ሂደቶች ወሳኝ የስርዓት ክፍሎች ናቸው. በ KY ሂደት ውስጥ የተንግስተን ክሩሺብል ወጪዎችን ለመቀነስ እና የሞሊብዲነም ክሪሲብልስ የህይወት ዘመንን ለመጨመር ሃሳቡን በማቀድ ፣በተጨማሪ ሁለት MoW ውህዶችን አምርተን ሞከርን ፣ ማለትም MoW30 70 wt.% Mo እና 30 wt. % W እና MoW50 እያንዳንዳቸው 50 wt.% Mo እና W የያዙ።
ለሁሉም የቁሳቁስ ባህሪ ጥናቶች Mo፣ MoW30፣ MoW50 እና W. ሠንጠረዥ I ከመጀመሪያዎቹ ቁስ አካላት ጋር የሚዛመድ የእህል መጠን እና አማካይ የእህል መጠን ያሳያል።

ሠንጠረዥ I: በሜካኒካል እና ቴርሞ-አካላዊ ባህሪያት ላይ ለመለካት ጥቅም ላይ የዋሉ የተጨመቁ-የተጣበቁ ቁሳቁሶች ማጠቃለያ. ሠንጠረዡ የቁሳቁሶቹን የመጀመሪያ ግዛቶች ጥግግት እና አማካይ የእህል መጠን ያሳያል

ክራንች ለከፍተኛ ሙቀት ለረጅም ጊዜ የሚጋለጡ በመሆናቸው፣ በተለይ ከ1000 ዲግሪ ሴንቲግሬድ እስከ 2100 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ባለው የሙቀት መጠን ውስጥ ሰፊ የመሸከምያ ሙከራዎችን አድርገናል። ምስል 1 የ 0.2% የምርት ጥንካሬ (Rp0.2) እና ወደ ስብራት (A) ማራዘም በሚታዩበት እነዚህን ውጤቶች ለMo, MoW30 እና MoW50 ያጠቃልላል. ለማነፃፀር, የተጨመቀ-ሲንተርድ W የመረጃ ነጥብ በ 2100 ° ሴ.
በሞሊብዲነም ውስጥ ላለው ሃሳባዊ ጠንካራ-የሟሟት tungsten Rp0.2 ከንጹህ የሞ ቁስ ጋር ሲነፃፀር ይጨምራል ተብሎ ይጠበቃል። እስከ 1800 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ለሚደርስ የሙቀት መጠን ሁለቱም MoW alloys ከሞ ቢያንስ 2 እጥፍ Rp0.2 ከፍ ያለ ያሳያሉ። ምስል 1(ሀ) ይመልከቱ። ለከፍተኛ ሙቀት MoW50 ብቻ በከፍተኛ ሁኔታ የተሻሻለ Rp0.2 ያሳያል. ተጭኖ-ሲንተሬድ W በ 2100 ° ሴ ከፍተኛውን Rp0.2 ያሳያል. በስእል 1(ለ) ላይ እንደሚታየው የመለጠጥ ሙከራዎችም ያሳያሉ። ሁለቱም የMoW alloys ከተሰባበሩ እሴቶች ጋር በጣም ተመሳሳይ ናቸው እነዚህም የ Mo እሴቶች ግማሽ ናቸው።
የተጨመቁትን ሞሊብዲነም ቱንግስተን alloys ከ ductile to brittle ሽግግር የሙቀት መጠን (DBTT) ለመወሰን እንዲሁም በማጠፊያው አንግል ላይ መለኪያዎች በተለያዩ የሙከራ ሙቀቶች ተካሂደዋል። ውጤቶቹ በስእል 2 ይታያሉ. ዲቢቲቲ እየጨመረ በ tungsten ይዘት ይጨምራል. የሞ DBTT በአንፃራዊነት በ250 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ አካባቢ ቢሆንም፣ alloys MoW30 እና MoW50 በግምት 450°C እና 550°C ዲቢቲቲ ያሳያሉ።

ከሜካኒካል ባህሪው ጋር ተጨማሪ የሙቀት-ፊዚካል ባህሪያትንም አጥንተናል. የሙቀት ማስፋፊያ (CTE) መጠን የሚለካው በፑሽ-ሮድ ዲላቶሜትር [3] እስከ 1600 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ባለው የሙቀት መጠን Ø5 ሚሜ እና 25 ሚሜ ርዝመት ያለው ናሙና በመጠቀም ነው። የCTE መለኪያዎች በስእል 3 ተገልጸዋል። ሁሉም ቁሳቁሶች የሙቀት መጠኑ እየጨመረ ካለው የ CTE ጥገኝነት ጋር ተመሳሳይነት ያሳያሉ። የ CTE ዋጋዎች ለ alloys MoW30 እና MoW50 በMo እና W እሴቶች መካከል ናቸው። ምክንያቱም የተጨመቁ-የተጣደፉ ቁሳቁሶች ቀሪው ብስባሽ የተቋረጠ እና በትንሽ ግለሰባዊ ቀዳዳዎች ፣ የተገኘው CTE እንደ አንሶላ ካሉ ከፍተኛ መጠጋጋት ቁሳቁሶች ጋር ተመሳሳይ ነው። ዘንጎች [4]
በጨረር ፍላሽ ዘዴ [5, 6] በመጠቀም የተጨመቁትን-የሙቀት መቆጣጠሪያ ቁሳቁሶች የሙቀት ስርጭትን እና የናሙናውን ልዩ ሙቀት በØ12.7 ሚሜ እና 3.5 ሚሜ ውፍረት በመለካት ተገኝቷል። ለ isotropic ቁሶች, እንደ ተጭነው-የተጣበቁ ቁሳቁሶች, ልዩ ሙቀት በተመሳሳይ ዘዴ ሊለካ ይችላል. ልኬቶቹ በ 25 ° ሴ እና በ 1000 ° ሴ መካከል ባለው የሙቀት ክልል ውስጥ ተወስደዋል. በሠንጠረዥ I ላይ እንደሚታየው የቁስ እፍጋቶችን በተጨማሪ የተጠቀምንበትን የሙቀት መጠን ለማስላት እና የሙቀት ገለልተኛ እፍጋቶችን እንገምታለን። ምስል 4 ለተጨመቀ-ሲንተሪድ ሞ፣ ሞደብሊው30፣ ሞደብሊው 50 እና ደብሊው የሙቀት መለዋወጫ ውጤቱን ያሳያል።

የMoW alloys ከ 100 W/mK በታች ለሆኑ ሁሉም ሙቀቶች እና ከተጣራ ሞሊብዲነም እና ከተንግስተን ጋር ሲወዳደር በጣም ትንሽ ነው። በተጨማሪም የሞ እና ደብሊው ኮንዲሽነሮች በሚጨምር የሙቀት መጠን እየቀነሱ ሲሄዱ የ MoW ቅይጥ ቅይጥ የሙቀት መጠን እየጨመረ የሚሄደውን እሴት ያሳያል።
የዚህ ልዩነት ምክንያት በዚህ ሥራ ውስጥ አልተመረመረም እና ለወደፊቱ ምርመራዎች አካል ይሆናል. በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ውስጥ ያለው የሙቀት መቆጣጠሪያ ክፍል ለብረቶች ዋነኛው የፎኖን አስተዋፅዖ ሲሆን ከፍተኛ ሙቀት ባለው የኤሌክትሮን ጋዝ የሙቀት መቆጣጠሪያውን እንደሚቆጣጠር ይታወቃል። ፎኖኖች በቁሳዊ ጉድለቶች እና ጉድለቶች ተጎድተዋል. ነገር ግን በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ውስጥ ያለው የሙቀት መጠን መጨመር ለሞደብልዩ ውህዶች ብቻ ሳይሆን ለሌሎች ጠንካራ-መፍትሄ ማቴሪያሎች ለምሳሌ ለምሳሌ tungsten-rhenium [8] የኤሌክትሮን አስተዋፅኦ ጠቃሚ ሚና ይጫወታል።
የሜካኒካል እና ቴርሞ-አካላዊ ባህሪያት ንፅፅር እንደሚያሳየው MoW ለሳፊር አፕሊኬሽኖች አስደሳች ቁሳቁስ ነው። ለከፍተኛ ሙቀት > 2000 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ የምርት ጥንካሬ ከሞሊብዲነም ከፍ ያለ ነው እና ረጅም የህይወት ዘመን ክሩክብል ሊሆን ይችላል. ነገር ግን ቁሱ ይበልጥ ተሰባሪ ስለሚሆን ማሽነሪ እና አያያዝ መስተካከል አለበት። በስእል 4 ላይ እንደሚታየው በከፍተኛ ሁኔታ የተቀነሰው ተጭኖ የተቀነሰ ሞዋይ የሙቀት መጠን መጨመር እንደሚያሳየው በማደግ ላይ ያለው ምድጃ የሙቀት መጨመር እና ማቀዝቀዝ መለኪያዎች አስፈላጊ ሊሆኑ ይችላሉ። በተለይም በሙቀት-አማቂ ደረጃ ላይ, አልሙኒየም በክሩ ውስጥ ማቅለጥ በሚያስፈልግበት ጊዜ, ሙቀቱ የሚጓጓዘው በጥሬው ወደ ጥሬው መሙላት ብቻ ነው. የተቀነሰው የMoW የሙቀት ማስተላለፊያ (thermal conductivity) በክርክሩ ውስጥ ከፍተኛ የሙቀት ጭንቀትን ለማስወገድ ግምት ውስጥ መግባት ይኖርበታል. የMoW alloys የCTE እሴቶች ክልል ከHEM ክሪስታል የማደግ ዘዴ አንፃር አስደሳች ነው። በማጣቀሻው ላይ እንደተብራራው [9] CTE of Mo በቀዝቃዛው ክፍል ውስጥ የሳፋየር መጨናነቅን እያመጣ ነው። ስለዚህ፣ የተቀነሰው የMoW ቅይጥ CTE እንደገና ጥቅም ላይ ሊውሉ የሚችሉ ስፒን ክሩብሎችን ለHEM ሂደት እውን ለማድረግ ቁልፉ ሊሆን ይችላል።
የተጨመቁ-የተጣደፉ የማጣቀሻ ብረቶች ወለል ማመቻቸት
በመግቢያው ላይ እንደተብራራው, ተጭነው የተጨመቁ ክሪብሎች ብዙውን ጊዜ በሳፋየር ክሪስታል የእድገት ሂደቶች ውስጥ ለማሞቅ እና አልሙኒየም ከ 2050 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ በትንሹ እንዲቀልጥ ያደርጋሉ. ለመጨረሻው የሳፋየር ክሪስታል ጥራት አንድ አስፈላጊ መስፈርት ቆሻሻዎችን እና የጋዝ አረፋዎችን በተቻለ መጠን በሟሟ ውስጥ ማስቀመጥ ነው። የተጨመቁ-የተጣደፉ ክፍሎች የተረፈ porosity አላቸው እና ጥሩ-ጥራጥሬ መዋቅር ያሳያሉ። ይህ በጥሩ ሁኔታ የተሸለመ መዋቅር ያለው የተዘጋ ቀዳዳነት ለተሻሻለ የብረታ ብረት ዝገት በተለይ በኦክሳይድ ይቀልጣል። ለሳፊር ክሪስታሎች ሌላ ችግር በሟሟ ውስጥ ትናንሽ የጋዝ አረፋዎች ናቸው። የጋዝ አረፋዎች መፈጠር ከቀለጡ ጋር በተገናኘው የማጣቀሻው ክፍል ላይ በተጨመረው የገጽታ ሸካራነት ይሻሻላል.

እነዚህን የተጨመቁ የተጨመቁ ቁሳቁሶች ጉዳዮችን ለማሸነፍ የሜካኒካል ንጣፍ ህክምናን እንጠቀማለን. ዘዴውን በማተሚያ መሳሪያ ሞከርነው የሴራሚክ መሳሪያ በተጨመቀ-ሲንተሪድ ክፍል (10) በተወሰነ ግፊት ላይ ላዩን እየሰራ ነው። በውጤቱ ላይ ያለው ውጤታማ የጭንቀት ጫና በዚህ ወለል ላይ በሚቀነባበርበት ጊዜ በሴራሚክ መሳሪያው ላይ ባለው ግንኙነት ላይ የተመሰረተ ነው. በዚህ ህክምና ከፍተኛ ግፊት ያለው ጭንቀት በአካባቢው በተጨመቁ-የተጣበቁ ቁሳቁሶች ላይ ሊተገበር ይችላል እና የእቃው ገጽታ በፕላስቲክ የተበላሸ ነው. ስእል 5 በዚህ ዘዴ የተሰራውን ተጭኖ የተቀመጠ ሞሊብዲነም ናሙና ያሳያል.
ምስል 6 በመሳሪያው ግፊት ላይ ውጤታማ የሆነ የግፊት ጫና ጥገኛነት በጥራት ያሳያል። መረጃው የተገኘው በተጫነ-ሲንተሬድ ሞሊብዲነም ውስጥ ባለው የመሳሪያው የማይንቀሳቀስ አሻራዎች ልኬቶች ነው። መስመሩ በአምሳያችን መሰረት ከመረጃው ጋር መጣጣምን ይወክላል.

ምስል 7 እንደ ዲስኮች ለተዘጋጁት የተለያዩ የተጨመቁ የሲንደሮች እቃዎች በመሳሪያው ግፊት መሰረት ለላጣው ውፍረት እና ለስላሳነት መለኪያዎች የተጠቃለለ የትንታኔ ውጤቶችን ያሳያል. በስእል 7 (ሀ) ላይ እንደሚታየው ህክምናው የላይኛውን ጥንካሬ ያስከትላል. የሁለቱም የተሞከሩ ቁሳቁሶች Mo እና MoW30 ጥንካሬ በ 150% ገደማ ጨምሯል. ለከፍተኛ የመሳሪያ ግፊቶች ጥንካሬው የበለጠ እየጨመረ አይደለም. ምስል 7(ለ) እንደሚያሳየው ራ እስከ 0.1 μm ለሞ ዝቅተኛ ለስላሳ ወለሎች ሊኖሩ ይችላሉ። የመሣሪያ ግፊቶችን ለመጨመር የ Mo ሻካራነት እንደገና ይጨምራል። MoW30 (እና W) ከሞ የበለጠ ጠንካራ እቃዎች በመሆናቸው፣ የተገኙት የ MoW30 እና W የራ እሴቶች ከሞ በአጠቃላይ ከ2-3 እጥፍ ከፍ ያለ ናቸው። የተፈተነ መለኪያ ክልል.
የእኛ ቅኝት ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (ሴም) የተስተካከሉ ንጣፎችን ጥናቶች ያረጋግጣሉ, ምስል 7 (ለ) ይመልከቱ. በስእል 8(ሀ) ላይ እንደተገለጸው በተለይ ከፍተኛ የመሳሪያ ግፊቶች ወደ እህል ወለል ላይ ጉዳት እና ማይክሮክራክሶች ሊያስከትሉ ይችላሉ። በጣም ከፍተኛ በሆነ የገጽታ ጭንቀት ላይ ኮንዲሽነሪንግ (ኮንዲሽነሪንግ) እህል እንኳን ሳይቀር ከወለሉ ላይ እንዲወገድ ሊያደርግ ይችላል፡ ምስል 8(ለ) ይመልከቱ። ለMoW እና W ተመሳሳይ ተፅእኖዎች በተወሰኑ የማሽን መለኪያዎች ላይም ሊታዩ ይችላሉ።
የገጽታ ኮንዲሽነሪንግ ቴክኒኮችን የገጽታ እህል አወቃቀሩን እና የሙቀት ባህሪውን በተመለከተ ያለውን ውጤት ለማጥናት ከሞ፣ ሞ ዋይ 30 እና ደብሊው ሶስት የሙከራ ዲስኮች የማጣራት ናሙናዎችን አዘጋጅተናል።

ናሙናዎቹ ከ 800 ዲግሪ ሴንቲግሬድ እስከ 2000 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ባለው ክልል ውስጥ በተለያየ የሙከራ ሙቀት ውስጥ ለ 2 ሰዓታት ታክመዋል እና ማይክሮሴክሽን ለብርሃን ማይክሮስኮፕ ትንተና ተዘጋጅተዋል.
ምስል 9 ማይክሮሴክሽን የተጨመቀ ሞሊብዲነም ምሳሌዎችን ያሳያል. የታከመው ወለል የመጀመሪያ ሁኔታ በስእል 9 (ሀ) ውስጥ ቀርቧል. ላይ ላዩን ወደ 200 μm አካባቢ ከሞላ ጎደል ጥቅጥቅ ያለ ንብርብር ያሳያል። ከዚህ ንብርብር በታች አንድ የተለመደ የቁሳቁስ መዋቅር ከሽምግልና ቀዳዳዎች ጋር ይታያል, የተረፈው ምሰሶው 5% ያህል ነው. በወለል ንጣፍ ውስጥ ያለው የሚለካው ቀሪ ፖሮቲዝም ከ1% በታች ነው። ምስል 9 (ለ) በ 1700 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ ለ 2 ሰዓታት ያህል ከተጣራ በኋላ የእህል አወቃቀሩን ያሳያል. ጥቅጥቅ ያለ የንብርብር ውፍረት ጨምሯል እና እህሎቹ በንጣፍ ማስተካከያ ካልተለወጠው ጥራዝ ውስጥ ከሚገኙት ጥራጥሬዎች በጣም ትልቅ ናቸው. ይህ ጥቅጥቅ ያለ ጥራጥሬ ያለው በጣም ጥቅጥቅ ያለ ንብርብር የቁሳቁስን የመቋቋም አቅም ለማሻሻል ውጤታማ ይሆናል።
ለተለያዩ የመሳሪያ ግፊቶች ውፍረት እና የእህል መጠንን በተመለከተ የወለል ንጣፍ የሙቀት ጥገኛን አጥንተናል። ምስል 10 ለሞ እና MoW30 የወለል ንጣፍ ውፍረት ወካይ ምሳሌዎችን ያሳያል። በስእል 10 (ሀ) ላይ እንደተገለጸው የመነሻ ወለል ንጣፍ ውፍረት የሚወሰነው በማሽን መሳሪያ ዝግጅት ላይ ነው። ከ 800 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ በሆነ የሙቀት መጠን የ Mo የወለል ንጣፍ ውፍረት መጨመር ይጀምራል። በ 2000 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የንብርብር ውፍረት ከ 0.3 እስከ 0.7 ሚሜ እሴቶች ይደርሳል. ለMoW30 የወለል ንጣፍ ውፍረት መጨመር ሊታይ የሚችለው ከ 1500 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ ባለው የሙቀት መጠን ብቻ ነው ምስል 10(ለ)። ሆኖም በ 2000 ° ሴ የ MoW30 ንብርብር ውፍረት ከሞ ጋር በጣም ተመሳሳይ ነው.

ልክ እንደ የወለል ንጣፍ ውፍረት ትንተና፣ ስእል 11 የሚያሳየው አማካይ የእህል መጠን መረጃ ለMo እና MoW30 በንብርብሩ ውስጥ የሚለካው የሙቀት መጠንን በመቀነስ ነው። ከሥዕሎቹ መረዳት እንደሚቻለው የእህል መጠን - በመለኪያ እርግጠኛ አለመሆን ውስጥ - ከተተገበረው ግቤት ማዋቀር ነጻ ነው. የእህል መጠን እድገቱ በአከባቢው መበላሸት ምክንያት የሚከሰተውን የወለል ንጣፍ ያልተለመደ የእህል እድገትን ያሳያል። የሞሊብዲነም ጥራጥሬዎች በሙከራ የሙቀት መጠን ከ1100 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ ያድጋሉ እና የእህል መጠኑ ከመጀመሪያው የእህል መጠን ጋር ሲነፃፀር በ 2000 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ በ 3 እጥፍ ይበልጣል. የ MoW30 ጥራጥሬዎች ወለል ኮንዲሽነር ከ 1500 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን በላይ ማደግ ይጀምራሉ. በሙከራ የሙቀት መጠን 2000 ° ሴ አማካይ የእህል መጠን ከመጀመሪያው የእህል መጠን 2 እጥፍ ያህል ነው።
በማጠቃለያው ላይ, በ ላይ ላዩን ኮንዲሽነር ቴክኒኮች ላይ ያደረግናቸው ምርመራዎች ለተጨመቁ ሞሊብዲነም tungsten alloys በጥሩ ሁኔታ ጥቅም ላይ ይውላሉ. ይህንን ዘዴ በመጠቀም ጠንካራ ጥንካሬ ያላቸው ወለሎች እንዲሁም ከ 0.5 μm በታች የሆነ ራ በጥሩ ሁኔታ ላይ ያሉ ለስላሳ ቦታዎች ማግኘት ይቻላል. የኋለኛው ንብረት በተለይ ለጋዝ አረፋ ቅነሳ ጠቃሚ ነው። በወለል ንጣፍ ውስጥ ያለው የተረፈ ፖሮቲዝም ወደ ዜሮ ቅርብ ነው። የማደንዘዣ እና ማይክሮሴክሽን ጥናቶች እንደሚያሳዩት 500 μm የሆነ ውፍረት ያለው በጣም ጥቅጥቅ ያለ የወለል ንጣፍ ሊገኝ ይችላል። በዚህ መንገድ የማሽን መለኪያው የንብርብሩን ውፍረት መቆጣጠር ይችላል. እንደ ተለመደው በሳፋይር የማደግ ዘዴዎች ጥቅም ላይ የሚውለውን ንጥረ ነገር ለከፍተኛ ሙቀቶች ሲያጋልጡ፣ የወለል ንብርብሩ ጥቅጥቅ ባለ እህል መጠን ያለ ወለል ማሽነሪ ከ2-3 እጥፍ ይበልጣል። በወለል ንጣፍ ውስጥ ያለው የእህል መጠን ከማሽን መለኪያዎች ነፃ ነው። በላዩ ላይ የእህል ድንበሮች ቁጥር በትክክል ይቀንሳል. ይህ በእህል ድንበሮች ላይ የንጥረ ነገሮች ስርጭትን ለመከላከል ከፍተኛ ተቃውሞን ያመጣል እና የሟሟ ጥቃቱ ዝቅተኛ ነው። በተጨማሪም ፣ የታመቀ ሞሊብዲነም tungsten alloys ከፍተኛ የሙቀት መጠን የመቋቋም ችሎታ ተሻሽሏል።

በማጣቀሻ ብረቶች ላይ ፈሳሽ አልሙኒየምን ማርጠብ ጥናቶች
በሞሊብዲነም ወይም በ tungsten ላይ የፈሳሽ አልሙኒየም እርጥበት ለሳፊር ኢንዱስትሪ መሠረታዊ ፍላጎት ነው። በተለይ ለ EFG ሂደት በዳይ-ጥቅል ካፕሊየሮች ውስጥ ያለው የአልሙኒየም እርጥበት ባህሪ የሳፒየር ዘንጎች ወይም ጥብጣቦች እድገትን ይወስናል። የተመረጠውን ቁሳቁስ፣ የገጽታ ሸካራነት ወይም የሂደት ከባቢ አየር ተጽእኖ ለመረዳት የእርጥበት አንግል መለኪያዎችን [11] አድርገናል።
ለእርጥበት መለኪያዎች 1 x 5 x 40 ሚሜ³ መጠን ያላቸው ንጣፎች የሚሠሩት ከሞ፣ ሞደብሊው 25 እና ደብሊው የሉህ ቁሶች ነው። ከፍተኛ የኤሌክትሪክ ፍሰትን በብረት ንጣፍ በመላክ የ 2050 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የአልሙኒየም የሙቀት መጠን በግማሽ ደቂቃ ውስጥ ማግኘት ይቻላል ። ለአንግል ልኬቶች ትናንሽ የአልሙኒየም ቅንጣቶች በሉህ ናሙናዎች ላይ እና ከዚያ በኋላ ተጭነዋል

ወደ ጠብታዎች ቀለጡ. አውቶሜትድ ኢሜጂንግ ሲስተም የቀለጡ ጠብታዎችን ይመዘገባል ለምሳሌ በስእል 12 ላይ እንደተገለጸው እያንዳንዱ የማቅለጫ ጠብታ ሙከራ የእርጥበት ማእዘኑን የጠብታውን ኮንቱር በመተንተን ስእል 12(ሀ) ይመልከቱ እና የስርዓተ-ፆታ መነሻ መስመርን አብዛኛውን ጊዜ ካጠፉ በኋላ ብዙም ሳይቆይ የአሁኑን ማሞቂያ, ምስል 12 (ለ) ይመልከቱ.
ለሁለት የተለያዩ የከባቢ አየር ሁኔታዎች የእርጥበት ማዕዘን መለኪያዎችን አደረግን, በ 10-5mbar እና በአርጎን በ 900 ኤምአር ግፊት. በተጨማሪም፣ ሁለት ዓይነት የወለል ዓይነቶች ተፈትነዋል፣ ማለትም ራ ~ 1 μm ያላቸው ሸካራማ ቦታዎች እና ለስላሳ ወለል በራ ~ 0.1 μm።
ሠንጠረዥ II ለሞ, ሞደብሊው 25 እና ደብሊው ለስላሳ መሬቶች በእርጥበት ማዕዘኖች ላይ ያሉትን ሁሉንም መለኪያዎች ውጤቶች ጠቅለል አድርጎ ያቀርባል. በአጠቃላይ የ Mo የእርጥበት ማእዘን ከሌሎቹ ቁሳቁሶች ጋር ሲነፃፀር በጣም ትንሽ ነው. ይህ የሚያመለክተው የአልሙኒየም ማቅለጥ በ EFG ቴክኒክ ውስጥ ጠቃሚ ነው Mo bestን ማርጠብ ነው። ለአርጎን የተገኘው የእርጥበት ማዕዘኖች ከቫኩም ማዕዘኖች በእጅጉ ያነሱ ናቸው. ለሸካራ የከርሰ ምድር ወለል በስርዓት በመጠኑ ዝቅተኛ የእርጥበት ማእዘኖችን እናገኛለን። እነዚህ እሴቶች በሰንጠረዥ II ከተሰጡት ማዕዘኖች በ2° ያነሱ ናቸው። ነገር ግን፣ በመለኪያው እርግጠኛ አለመሆን ምክንያት፣ ለስላሳ እና ሸካራማ ቦታዎች መካከል ጉልህ የሆነ የማዕዘን ልዩነት ሊታወቅ አይችልም።

እርጥበታማ ማዕዘኖችን ለካነው ለሌሎች የከባቢ አየር ግፊቶች ማለትም ከ10-5 ኤምአር እና በ900 ሜባ መካከል ያሉ እሴቶች። የቅድሚያ ትንታኔ እንደሚያሳየው ከ 10-5 ኤምአር እና 1 ሜጋ ባይት ግፊቶች የእርጥበት መልአክ አይለወጥም. ከ 1 ሜጋ ባይት በላይ ብቻ የእርጥበት ማእዘኑ በ 900 mbar argon (ሠንጠረዥ II) ከሚታየው ያነሰ ይሆናል. ከከባቢ አየር ሁኔታ በተጨማሪ ለአልሙኒየም ማቅለጥ የእርጥበት ባህሪ ሌላው አስፈላጊ ነገር የኦክስጂን ከፊል ግፊት ነው. የእኛ ሙከራዎች እንደሚያመለክቱት በሟሟ እና በብረት ንጣፎች መካከል ያለው ኬሚካላዊ ግንኙነቶች በተጠናቀቀው የመለኪያ ጊዜ ውስጥ (በተለይ በ 1 ደቂቃ) ውስጥ ይከሰታሉ። የ Al2O3 ሞለኪውሎች ሂደቶችን ወደ ሌሎች የኦክስጂን ክፍሎች በማሟሟት በመቅለጥ ጠብታ አጠገብ ካለው ንጥረ ነገር ጋር እንደሚገናኙ እንጠረጥራለን። የእርጥበት ማእዘኑ የግፊት ጥገኝነት እና የቀለጡ ኬሚካላዊ መስተጋብር ከማጣቀሻ ብረቶች ጋር የበለጠ በዝርዝር ለመመርመር በአሁኑ ጊዜ ተጨማሪ ጥናቶች በመካሄድ ላይ ናቸው።