Сапфир бол хатуу, элэгдэлд тэсвэртэй, бат бөх, хайлах температур өндөртэй, химийн хувьд идэвхгүй, сонирхолтой оптик шинж чанартай материал юм. Тиймээс индранил чулууг үйлдвэрлэлийн гол салбарууд нь оптик, электроник байдаг олон технологийн хэрэглээнд ашигладаг. Өнөөдөр үйлдвэрийн индранил чулууны хамгийн том хэсгийг LED болон хагас дамжуулагч үйлдвэрлэхэд субстрат болгон ашиглаж, дараа нь цагны цонх, гар утасны эд анги эсвэл зураасан код сканнер болгон ашиглаж байна, жишээ нь [1]. Өнөөдөр индранил дан талстыг ургуулах янз бүрийн аргууд байдаг бөгөөд сайн тоймыг жишээ нь [1, 2]-оос олж болно. Гэсэн хэдий ч Киропулосын процесс (KY), дулаан солилцооны арга (HEM) болон ирмэгээр тодорхойлогдсон хальсаар тэжээгддэг өсөлт (EFG) гэсэн гурван ургалтын арга нь дэлхийн хэмжээнд индранил үйлдвэрлэх хүчин чадлын 90 гаруй хувийг эзэлдэг.

Синтетик аргаар үйлдвэрлэсэн болорыг гаргах анхны оролдлогыг 1877 онд жижиг бадмаараг дан талстуудад зориулж хийсэн [2]. 1926 онд Киропулосын процессыг зохион бүтээжээ. Энэ нь вакуум орчинд ажилладаг бөгөөд маш өндөр чанартай том цилиндр хэлбэртэй булцуу үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Индранил тариалах өөр нэг сонирхолтой арга бол ирмэгээр тодорхойлогдсон хальсаар тэжээгддэг өсөлт юм. EFG техник нь шингэн хайлмалаар дүүрсэн капилляр суваг дээр суурилдаг бөгөөд саваа, хоолой, хуудас (мөн тууз гэж нэрлэдэг) гэх мэт хэлбэртэй индранил талстыг ургуулахыг зөвшөөрдөг. Эдгээр аргуудаас ялгаатай нь 1960-аад оны сүүлээр үүссэн дулаан солилцооны арга нь ёроолоос тодорхой дулаан ялгах замаар тигль хэлбэртэй ээрмэлийн дотор том индранил чулуу ургуулах боломжийг олгодог. Индранил була нь ургалтын төгсгөлд тигелд наалддаг тул хөргөх явцад булцуу хагарч, тигелийг зөвхөн нэг удаа ашиглах боломжтой.
Эдгээр индранил болор ургуулах технологийн аль нэг нь үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд, ялангуяа тигель зэрэг нь өндөр температурт галд тэсвэртэй металл шаарддаг нийтлэг шинж чанартай байдаг. Өсөн нэмэгдэж буй аргаас хамааран тигель нь молибден эсвэл вольфрамаар хийгдсэн боловч металыг эсэргүүцэх халаагуур, сав баглаа боодол, халуун бүсийн хаалт хийхэд өргөн хэрэглэгддэг [1]. Гэсэн хэдий ч, эдгээр процесст дарагдсан нунтагласан тигелийг ашигладаг тул энэ нийтлэлд бид KY болон EFG-тэй холбоотой сэдвүүдийн талаар ярилцлаа.
Энэ тайланд бид молибден (Mo), вольфрам (W) болон түүний хайлш (MoW) зэрэг дарагдсан синтерсэн материалын гадаргуугийн төлөвшлийн талаархи материалын шинж чанарын судалгаа, судалгааг танилцуулж байна. Эхний хэсэгт бид өндөр температурын механик өгөгдөл, уян хатан болон хэврэг шилжилтийн температурт анхаарлаа хандуулдаг. Механик шинж чанаруудаас гадна бид термо-физик шинж чанаруудыг судалсан, өөрөөр хэлбэл дулааны тэлэлтийн коэффициент ба дулаан дамжилтын илтгэлцүүр. Хоёрдахь хэсэгт бид хөнгөн цагааны хайлмалаар дүүргэсэн тигелийн эсэргүүцлийг сайжруулахын тулд тусгайлан зориулсан гадаргуугийн агааржуулалтын техникийн судалгааг танилцуулж байна. Гурав дахь хэсэгт бид 2100 ° C-т галд тэсвэртэй металлын шингэн хөнгөн цагааны ислийн өнцгийн хэмжилтийн талаар мэдээлэв. Бид Mo, W, MoW25 хайлш (75 жин% молибден, 25 жин% вольфрам) дээр хайлмал дуслын туршилт хийж, янз бүрийн атмосферийн нөхцлөөс хамаарлыг судалсан. Судалгааны үр дүнд бид MoW-ийг индранил ургуулах технологийн сонирхолтой материал, цэвэр молибден, вольфрамын боломжит хувилбар болгон санал болгож байна.
Өндөр температурт механик болон термо-физик шинж чанарууд
KY ба EFG индранил болор ургуулах арга нь дэлхийн индранил чулууны нийт эзлэхүүний 85 гаруй хувийг эзэлдэг. Энэ хоёр аргын хувьд шингэн хөнгөнцагааны ислийг дарж шингэрүүлсэн тигелд хийж, ихэвчлэн KY процесст зориулсан вольфрам, EFG процесст зориулж молибденээр хийдэг. Тигель нь эдгээр өсөн нэмэгдэж буй үйл явцын системийн чухал хэсэг юм. KY процесс дахь вольфрамын тигелийн зардлыг бууруулах, түүнчлэн EFG процесст молибдений тигелийн ашиглалтын хугацааг уртасгах санааг зорьж, бид MoW30 жингийн 70% Mo, 30 жин агуулсан MoW30 гэсэн хоёр MoW хайлшийг нэмж үйлдвэрлэж туршсан. % W ба MoW50 тус бүр 50 жин.% Mo ба Вт агуулсан.
Материалын шинж чанарыг тодорхойлох бүх судалгаанд бид Mo, MoW30, MoW50, W зэрэг дарагдсан цутгамал ембүү бэлтгэсэн. Хүснэгт I-д материалын анхны төлөвт тохирсон нягтрал болон ширхэгийн дундаж хэмжээг харуулав.

Хүснэгт 1: Механик болон термо-физик шинж чанарын хэмжилт хийхэд ашигласан дарагдсан нунтагласан материалын хураангуй. Хүснэгтэнд материалын анхны төлөвийн нягтрал ба дундаж ширхэгийн хэмжээг харуулав

Тигель нь өндөр температурт удаан хугацаагаар өртдөг тул бид нарийвчилсан суналтын туршилтыг ялангуяа 1000 ° C-аас 2100 ° C хүртэлх өндөр температурт хийсэн. Зураг 1-д Mo, MoW30, MoW50-ийн эдгээр үр дүнг нэгтгэн үзүүлэв. Энд 0.2% уналтын бат бэх (Rp0.2) ба хугарлын суналтыг (A) харуулав. Харьцуулахын тулд дарагдсан W-ийн өгөгдлийн цэгийг 2100 ° C-д зааж өгсөн болно.
Молибдений хамгийн тохиромжтой хатуу ууссан вольфрамын хувьд Rp0.2 нь цэвэр Mo материалтай харьцуулахад өсөх төлөвтэй байна. 1800 °C хүртэлх температурт MoW хайлш хоёулаа Mo-ийнхоос дор хаяж 2 дахин их Rp0.2 харуулж байна, Зураг 1(a)-г үзнэ үү. Илүү өндөр температурын хувьд зөвхөн MoW50 нь Rp0.2-ыг мэдэгдэхүйц сайжруулж байгааг харуулж байна. Дарагдсан агшилтын W нь 2100 ° C-д хамгийн өндөр Rp0.2-ыг харуулж байна. Суналтын туршилтууд нь Зураг 1(b)-д үзүүлсэн шиг А-г илрүүлдэг. MoW хайлш хоёулаа хугарлын утгуудтай маш төстэй суналтыг харуулдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн Mo-ийн хагастай тэнцүү байдаг. 2100 ° C-д вольфрамын харьцангуй өндөр А нь Mo-тэй харьцуулахад илүү нарийн ширхэгтэй бүтэцтэй байдагтай холбоотой байх ёстой.
Дарагдсан молибдений гянтболдын хайлшийн уян хатан ба хэврэгшилд шилжих температурыг (DBTT) тодорхойлохын тулд янз бүрийн туршилтын температурт гулзайлтын өнцгийн хэмжилтийг хийсэн. Үр дүнг Зураг 2-т үзүүлэв. Гянтболдын агууламж нэмэгдэхийн хэрээр DBTT нэмэгддэг. Mo-ийн DBTT нь 250 ° C орчимд харьцангуй бага байдаг бол MoW30 ба MoW50 хайлшууд нь ойролцоогоор 450 ° C ба 550 ° C-ийн DBTT-ийг харуулдаг.

Механик шинж чанарт нэмэлтээр бид термо-физик шинж чанарыг судалсан. Дулааны тэлэлтийн коэффициентийг (CTE) Ø5 мм ба 25 мм урттай сорьцыг ашиглан 1600 ° C хүртэлх температурт түлхэх бариултай дилатометрээр [3] хэмжсэн. CTE хэмжилтийг Зураг 3-т үзүүлэв. Бүх материалууд температур нэмэгдэхийн хэрээр CTE-ийн хамаарлыг маш төстэй харуулж байна. MoW30 ба MoW50 хайлшны CTE утгууд нь Mo ба W-ийн хооронд байна. Шахсан материалын үлдэгдэл сүвэрхэг чанар нь хоорондоо зөрж, бие даасан жижиг нүх сүвтэй байдаг тул олж авсан CTE нь хуудас, хуудас зэрэг өндөр нягтралтай материалтай төстэй байна. саваа [4].
Шахсан материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг Ø12.7 мм ба 3.5 мм зузаантай сорьцын дулааны тархалт ба хувийн дулааныг хоёуланг нь лазерын флаш аргаар хэмжиж олж авсан [5, 6]. Изотропик материалын хувьд, тухайлбал, дарагдсан материал, хувийн дулааныг ижил аргаар хэмжиж болно. Хэмжилтийг 25 ° C-аас 1000 ° C-ийн температурын мужид хийсэн. Дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг тооцоолохын тулд бид 1-р хүснэгтэд үзүүлсэн материалын нягтыг нэмж ашигласан бөгөөд температураас хамааралгүй нягтыг тооцно. Зураг 4-т шахмалаар шингэлсэн Mo, MoW30, MoW50 болон W-ийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг харуулав. Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр

Судалгаанд хамрагдсан бүх температурт MoW хайлш 100 Вт/мК-аас бага бөгөөд цэвэр молибден, вольфрамтай харьцуулахад хамаагүй бага байна. Нэмж дурдахад температур нэмэгдэхийн хэрээр Mo ба W-ийн дамжуулалт буурч байхад MoW хайлшийн дамжуулалт нь температур нэмэгдэх тусам нэмэгдэж байгааг харуулж байна.
Энэ ялгааны шалтгааныг энэ ажилд судлаагүй бөгөөд цаашдын мөрдөн байцаалтын нэг хэсэг болно. Металлын хувьд бага температурт дулаан дамжилтын зонхилох хэсэг нь фонон, харин өндөр температурт электрон хий нь дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг давамгайлдаг нь мэдэгдэж байна. Фононууд нь материаллаг дутагдал, согогуудад нөлөөлдөг. Гэсэн хэдий ч бага температурт дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийн өсөлт нь зөвхөн MW хайлш төдийгүй бусад хатуу уусмал, тухайлбал вольфрам-рений [8] зэрэгт ажиглагдаж байгаа бөгөөд үүнд электрон хувь нэмэр чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Механик болон термо-физик шинж чанаруудын харьцуулалт нь MoW нь индранил ашиглахад сонирхолтой материал болохыг харуулж байна. Өндөр температурт 2000 ° C-аас дээш температурт уналтын бат бэх нь молибденийхээс өндөр байдаг тул тигелийн ашиглалтын хугацааг уртасгах боломжтой байх ёстой. Гэсэн хэдий ч материал нь илүү хэврэг болж, боловсруулалт, зохицуулалтыг тохируулах шаардлагатай. Зураг 4-т үзүүлсэн шиг шахмалаар шингэлсэн MoW-ийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр мэдэгдэхүйц буурсан нь өсөн нэмэгдэж буй зуухны дасан зохицсон халаах, хөргөх параметрүүд шаардлагатай байж болохыг харуулж байна. Ялангуяа хөнгөнцагааны ислийг тигльд хайлуулах шаардлагатай халаах үе шатанд дулааныг зөвхөн тигльээр дамжуулж, түүхий дүүргэгч материалдаа хүргэдэг. Тигель дэх өндөр дулааны стрессээс зайлсхийхийн тулд MoW-ийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг багасгахыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. MoW хайлшийн CTE утгын хүрээ нь HEM болор ургуулах аргын хувьд сонирхолтой юм. Лавлагаа [9]-д дурдсанчлан Мо-ийн CTE нь хөргөх үе шатанд индранил чулууг хавчихад хүргэдэг. Тиймээс, MoW хайлшны CTE-ийн бууруулсан CTE нь HEM процесст дахин ашиглах боломжтой ээрсэн тигелийг хэрэгжүүлэх түлхүүр байж болох юм.
Шахсан галд тэсвэртэй металлын гадаргуугийн нөхцөлжилт
Оршил хэсэгт дурьдсанчлан дарагдсан шингэрүүлсэн тигелийг индранил болор ургуулах процесст ихэвчлэн хөнгөн цагааны ислийн хайлалтыг 2050 ° C-аас бага зэрэг халааж, хадгалахад ашигладаг. Эцсийн индранил болор чанарын нэг чухал шаардлага бол хайлмал дахь хольц, хийн бөмбөлгийг аль болох бага байлгах явдал юм. Шахсан хэсгүүд нь үлдэгдэл сүвэрхэг бөгөөд нарийн ширхэгтэй бүтэцтэй байдаг. Хаалттай сүвэрхэг бүтэцтэй энэхүү нарийн ширхэгтэй бүтэц нь металлын зэврэлтэнд өртөмтгий байдаг, ялангуяа исэлдүүлсэн хайлмал. Индранил талстуудын өөр нэг асуудал бол хайлмал доторх жижиг хийн бөмбөлөг юм. Хайлмалтай харьцаж буй галд тэсвэртэй хэсгийн гадаргуугийн барзгаржилтын улмаас хийн бөмбөлөг үүсэх нь нэмэгддэг.

Дарагдсан материалын эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд бид механик гадаргуугийн боловсруулалтыг ашигладаг. Шаазан төхөөрөмж нь дарагдсан эд ангиудын тодорхой даралтын дор гадаргууг ажиллуулж байгаа шахах хэрэгслээр энэ аргыг туршсан [10]. Гадаргуу дээрх үр дүнтэй даралтын ачаалал нь энэ гадаргуугийн төлөвшүүлэх явцад керамик багажны контактын гадаргуугаас урвуу хамааралтай байдаг. Энэхүү боловсруулалтын тусламжтайгаар дарагдсан материалын гадаргуу дээр өндөр даралтын стрессийг орон нутагт хэрэглэж, материалын гадаргуу нь хуванцараар деформацид ордог. Зураг 5-д энэ техникээр боловсруулсан дарагдсан молибдений сорьцын жишээг үзүүлэв.
6-р зурагт даралтын үр дүнтэй стресс нь багажийн даралтаас хамааралтай болохыг чанарын хувьд харуулав. Мэдээллийг дарагдсан молибден дэх багажийн статик дардасыг хэмжсэнээс авсан болно. Мөр нь манай загварын дагуу өгөгдөлд тохирохыг илэрхийлнэ.

Диск хэлбэрээр бэлтгэсэн янз бүрийн дарагдсан нунтагласан материалын даралтын функцээр гадаргуугийн барзгар байдал ба гадаргуугийн хатуулгийн хэмжилтийг нэгтгэсэн шинжилгээний үр дүнг Зураг 7-д үзүүлэв. Зураг 7(а)-д үзүүлснээр боловсруулалтын үр дүнд гадаргуу нь хатуурч байна. Туршилтанд хамрагдсан Mo ба MoW30 материалын хатуулаг 150 орчим хувиар нэмэгдсэн байна. Багажны өндөр даралтын хувьд хатуулаг нь цаашид нэмэгдэхгүй. Зураг 7(б)-д Mo-ийн хувьд 0.1 μм хүртэл Ra-тай маш гөлгөр гадаргуу боломжтойг харуулж байна. Багажны даралтыг нэмэгдүүлэхийн тулд Mo-ийн барзгар байдал дахин нэмэгддэг. MoW30 (болон W) нь Mo-ээс илүү хатуу материал учраас MoW30 ба W-ийн олж авсан Ra утга нь Mo-ээс 2-3 дахин их байна. Mo-ээс ялгаатай нь W-ийн гадаргуугийн барзгар байдал нь багажны даралтыг ихэсгэх замаар буурдаг. туршилтын параметрийн хүрээ.
Нөхцөлтэй гадаргуугийн сканнерийн электрон микроскоп (SEM) судалгаа нь гадаргуугийн барзгар байдлын өгөгдлийг баталж байна, Зураг 7(b)-ийг үзнэ үү. Зураг 8(a)-д үзүүлснээр багажны өндөр даралт нь үр тарианы гадаргууг гэмтээж, бичил хагарал үүсгэдэг. Гадаргуугийн маш өндөр стресст нөхцөл байдал нь гадаргуугаас бүр мөхлөгийг арилгахад хүргэдэг, Зураг 8(b)-ийг үзнэ үү. Үүнтэй төстэй нөлөөллийг зарим боловсруулалтын параметрүүд дээр MoW болон W-д бас ажиглаж болно.
Гадаргуугийн үр тарианы бүтэц, түүний температурын төлөв байдалд гадаргууг агааржуулах аргачлалын нөлөөг судлахын тулд бид Mo, MoW30, W гэсэн гурван туршилтын дискнээс зөөлрүүлэх дээж бэлтгэсэн.

Дээжийг янз бүрийн туршилтын температурт 800 ° C-аас 2000 ° C-ийн хооронд 2 цагийн турш эмчилж, гэрлийн микроскопийн шинжилгээнд зориулж бичил хэсгүүдийг бэлтгэв.
Зураг 9-д дарагдсан молибдений бичил хэсгүүдийн жишээг үзүүлэв. Боловсруулсан гадаргуугийн анхны төлөвийг Зураг 9(а)-д үзүүлэв. Гадаргуу нь 200 μм орчим зайд бараг нягт давхаргыг харуулж байна. Энэ давхаргын доор сүвэрхэг сүвэрхэг чанар нь ойролцоогоор 5% -ийн үлдэгдэл нүх сүв бүхий ердийн материаллаг бүтэц харагдаж байна. Гадаргуугийн давхарга дахь хэмжсэн үлдэгдэл сүвэрхэг чанар 1% -иас бага байна. Зураг 9(b)-д 1700 ° C-т 2 цагийн турш хатаасны дараа үр тарианы бүтцийг харуулав. Нягт гадаргуугийн давхаргын зузаан нэмэгдэж, үр тариа нь гадаргуугийн горимоор өөрчлөгдөөгүй эзэлхүүн дэх үр тарианаас хамаагүй том болсон. Энэхүү бүдүүн ширхэгтэй маш нягт давхарга нь материалын мөлхөх эсэргүүцлийг сайжруулахад үр дүнтэй байх болно.
Бид янз бүрийн багажийн даралтын зузаан, ширхэгийн хэмжээ зэргээс шалтгаалан гадаргуугийн давхаргын температурын хамаарлыг судалсан. Зураг 10-д Mo болон MoW30-ийн гадаргуугийн давхаргын зузааныг төлөөлөх жишээг үзүүлэв. Зураг 10(а)-д үзүүлсэнчлэн гадаргуугийн эхний давхаргын зузаан нь боловсруулах хэрэгслийн тохиргооноос хамаарна. 800 ° C-аас дээш температурт Mo-ийн гадаргуугийн давхаргын зузаан нэмэгдэж эхэлдэг. 2000 ° C-д давхаргын зузаан нь 0.3-0.7 мм-ийн утгад хүрдэг. MoW30-ийн хувьд гадаргуугийн давхаргын зузааны өсөлтийг зөвхөн 1500 ° C-аас дээш температурт ажиглаж болно. Зураг 10(b). Гэсэн хэдий ч 2000 ° C-т MoW30-ийн давхаргын зузаан нь Mo-тэй маш төстэй байна.

Гадаргуугийн давхаргын зузаанын шинжилгээний нэгэн адил 11-р зурагт гадаргуугийн давхаргад хэмжсэн Mo болон MoW30-ийн дундаж ширхэгийн хэмжээг ангалалтын температураас хамааруулан харуулав. Зургаас харахад үр тарианы хэмжээ нь хэмжилтийн тодорхойгүй байдлын хүрээнд, ашигласан параметрийн тохиргооноос хамааралгүй байна. Үр тарианы хэмжээ нь гадаргуугийн хэв гажилтын улмаас үүссэн гадаргуугийн давхаргын хэвийн бус үр тарианы өсөлтийг харуулж байна. Молибдений үр тариа нь 1100 ° C-аас дээш туршилтын температурт ургадаг бөгөөд үр тарианы хэмжээ 2000 ° C-д анхны ширхэгтэй харьцуулахад бараг 3 дахин их байдаг. Гадаргуугийн нөхцөлт давхаргын MoW30 ширхэгүүд 1500 ° C-аас дээш температурт ургаж эхэлдэг. Туршилтын температур 2000 ° C үед дундаж үр тарианы хэмжээ нь анхны үр тарианы хэмжээнээс 2 дахин их байна.
Дүгнэж хэлэхэд, гадаргуугийн агааржуулалтын техник дээр хийсэн судалгаагаар энэ нь дарагдсан молибдений гянтболдын хайлшийг ашиглахад тохиромжтой болохыг харуулж байна. Энэ аргыг хэрэглэснээр хатуулаг ихэссэн гадаргуу, мөн 0.5 мкм-ээс бага Ra-тай гөлгөр гадаргууг олж авах боломжтой. Сүүлийн шинж чанар нь хийн хөөсийг багасгахад онцгой ач холбогдолтой юм. Гадаргуугийн давхарга дахь үлдэгдэл сүвэрхэг чанар нь тэгтэй ойролцоо байна. Хагалах болон бичил зүсэлтийн судалгаагаар ердийн зузаан нь 500 μм өндөр нягттай гадаргуугийн давхаргыг олж авах боломжтой болохыг харуулж байна. Ингэснээр боловсруулалтын параметр нь давхаргын зузааныг хянах боломжтой. Индранил ургуулах аргад ихэвчлэн ашигладаг болзолт материалыг өндөр температурт үзүүлэх үед гадаргуугийн давхарга нь гадаргууг боловсруулахгүйгээр 2-3 дахин том ширхэгтэй, бүдүүн ширхэгтэй болдог. Гадаргуугийн давхарга дахь үр тарианы хэмжээ нь боловсруулалтын параметрээс хамаардаггүй. Гадаргуу дээрх үр тарианы хилийн тоо үр дүнтэй багасдаг. Энэ нь үр тарианы хилийн дагуух элементүүдийн тархалтын эсрэг өндөр эсэргүүцэлтэй болоход хүргэдэг бөгөөд хайлмал довтолгоо бага байдаг. Нэмж дурдахад, дарагдсан молибдений гянтболдын хайлшийн өндөр температурт мөлхөх эсэргүүцэл сайжирсан.

Шингэн хөнгөн цагааны ислийг галд тэсвэртэй металл дээр чийгшүүлэх судалгаа
Шингэн хөнгөн цагааны ислийг молибден эсвэл вольфрам дээр норгох нь индранил үйлдвэрлэлийн үндсэн сонирхол юм. Ялангуяа EFG процессын хувьд хялгасан судаснуудад хөнгөн цагааны ислийг норгох нь индранил саваа эсвэл туузны өсөлтийн хурдыг тодорхойлдог. Сонгосон материал, гадаргуугийн барзгар байдал эсвэл процессын уур амьсгалын нөлөөллийг ойлгохын тулд бид чийгшүүлэх өнцгийн нарийвчилсан хэмжилт хийсэн [11].
Нойтон хэмжилтийн хувьд 1 х 5 х 40 мм³ хэмжээтэй туршилтын субстратыг Mo, MoW25, W хуудас материалаар хийсэн. Металл хуудасны субстратаар өндөр цахилгаан гүйдэл дамжуулснаар хагас минутын дотор 2050 ° C хөнгөн цагааны исэл хайлах температурт хүрэх боломжтой. Өнцгийн хэмжилтийн хувьд хөнгөн цагааны жижиг хэсгүүдийг хуудасны дээж дээр байрлуулж, дараа нь

дусал болон хайлсан. Зургийн автоматжуулсан систем нь жишээлбэл, Зураг 12-т үзүүлсэн шиг хайлмал дуслыг бүртгэсэн. Хайлмал дуслын туршилт бүр нь дуслын контурын дүн шинжилгээ хийх замаар чийглэх өнцгийг хэмжих боломжийг олгодог. Зураг 12(а)-г үзнэ үү. халаалтын гүйдэл, Зураг 12(b)-ийг үзнэ үү.
Бид 10-5мбарт вакуум, 900мбар даралттай аргон гэсэн хоёр өөр агаар мандлын нөхцөлд чийглэх өнцгийн хэмжилт хийсэн. Үүнээс гадна хоёр төрлийн гадаргууг туршсан, өөрөөр хэлбэл Ra ~ 1 μm-тэй барзгар гадаргуу, Ra ~ 0.1 μm-ийн тэгш гадаргуутай гадаргууг туршсан.
Гөлгөр гадаргуугийн хувьд Mo, MoW25, W-ийн норгох өнцгийн бүх хэмжилтийн үр дүнг хүснэгт II-д нэгтгэн харуулав. Ерөнхийдөө Mo-ийн чийглэх өнцөг нь бусад материалтай харьцуулахад хамгийн бага байдаг. Энэ нь хөнгөн цагааны хайлмал нь Mo-г хамгийн сайн чийгшүүлдэг гэсэн үг бөгөөд энэ нь EFG тариалах техникт ашигтай юм. Аргоны хувьд олж авсан чийглэх өнцөг нь вакуум өнцгөөс хамаагүй бага байна. Барзгар субстратын гадаргуугийн хувьд бид системтэйгээр бага зэрэг чийглэх өнцгийг олдог. Эдгээр утгууд нь ихэвчлэн Хүснэгт II-д өгсөн өнцгөөс ойролцоогоор 2° бага байна. Гэсэн хэдий ч хэмжилтийн тодорхой бус байдлаас шалтгаалан гөлгөр болон барзгар гадаргуугийн хооронд мэдэгдэхүйц өнцгийн ялгаа гарахгүй.

Бид чийгшүүлэх өнцгийг атмосферийн бусад даралт, өөрөөр хэлбэл 10-5 мбар ба 900 мбар хооронд хэмжсэн. Урьдчилсан дүн шинжилгээгээр 10-5 мбар ба 1 мбар хүртэлх даралтанд чийгшүүлэгч сахиусан тэнгэр өөрчлөгддөггүй. Зөвхөн 1 мбар-аас дээш чийглэх өнцөг нь 900 мбар аргонд ажиглагдсанаас бага болно (Хүснэгт II). Агаар мандлын нөхцлөөс гадна хөнгөн цагааны хайлмал чийгшүүлэх өөр нэг чухал хүчин зүйл бол хүчилтөрөгчийн хэсэгчилсэн даралт юм. Бидний туршилтууд хайлмал болон металлын субстратын хоорондох химийн харилцан үйлчлэл хэмжилтийн бүрэн хугацаанд (ихэвчлэн 1 минут) явагддаг болохыг харуулж байна. Хайлмал дуслын ойролцоо субстратын материалтай харилцан үйлчилдэг бусад хүчилтөрөгчийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд Al2O3 молекулуудыг уусгах процессыг бид сэжиглэж байна. Нэвтрэх өнцгийн даралтын хамаарал болон хайлмал болон галд тэсвэртэй металлын химийн харилцан үйлчлэлийн аль алиныг нь нарийвчлан судлахын тулд цаашдын судалгаанууд үргэлжилж байна.