နီလာသည် မြင့်မားသော အရည်ပျော်သည့်အပူချိန်ရှိသည့် မာကျောပြီး ခံနိုင်ရည်ရှိသော ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် ဓာတုဗေဒအရ ကျယ်ပြန့်စွာ မသန်စွမ်းဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် စိတ်ဝင်စားစရာကောင်းသည့် အလင်းဓာတ်ဂုဏ်သတ္တိများကို ပြသသည်။ ထို့ကြောင့်၊ နီလာကို အဓိကစက်မှုလုပ်ငန်းနယ်ပယ်များတွင် optics နှင့် electronics များဖြစ်သော နည်းပညာဆိုင်ရာအသုံးချပရိုဂရမ်များစွာအတွက် အသုံးပြုပါသည်။ ယနေ့ခေတ်တွင် စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး နီလာ၏ အကြီးမားဆုံးအပိုင်းကို LED နှင့် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက် အလွှာအဖြစ် အသုံးပြုကြပြီး၊ ထို့နောက် နာရီများ၊ မိုဘိုင်းဖုန်းအစိတ်အပိုင်းများ သို့မဟုတ် ဘားကုဒ်စကင်နာများအတွက် ပြတင်းပေါက်များအဖြစ် အသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ နမူနာအချို့ [1] ကို အမည်ပေးသည်။ ယနေ့တွင်၊ နီလာတစ်ခုတည်း ပုံဆောင်ခဲများကို ကြီးထွားရန် နည်းလမ်းအမျိုးမျိုးကို ရရှိနေပြီဖြစ်ပြီး ကောင်းမွန်သော ခြုံငုံသုံးသပ်ချက်ကို ဥပမာ [1၊ 2] တွင် တွေ့ရှိနိုင်ပါသည်။ သို့သော်လည်း Kyropoulos လုပ်ငန်းစဉ် (KY)၊ အပူဖလှယ်နည်း (HEM) နှင့် edged-defined film-fed growth (EFG) တို့သည် ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းရှိ နီလာထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည်၏ 90% ကျော်အတွက် ပါဝင်သည်။

သေးငယ်သော ပတ္တမြားပုံဆောင်ခဲ [2] အတွက် ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ထားသော သလင်းကျောက်တစ်ခုအတွက် ပထမဆုံးကြိုးပမ်းမှုကို 1877 ခုနှစ်တွင် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ 1926 ခုနှစ်တွင် Kyropoulos လုပ်ငန်းစဉ်ကို အလွယ်တကူ တီထွင်ခဲ့သည်။ ၎င်းသည် လေဟာနယ်တွင် လည်ပတ်ပြီး အရည်အသွေးမြင့်မားသော ဆလင်ဒါပုံသဏ္ဍာန် ဘူးသီးကြီးများကို ထုတ်လုပ်နိုင်စေပါသည်။ နောက်ထပ်စိတ်ဝင်စားစရာကောင်းသည့် နီလာကြီးထွားမှုနည်းလမ်းမှာ အနားသတ်သတ်မှတ်ထားသော ဖလင်များကို ကျွေးသော ကြီးထွားမှုဖြစ်သည်။ EFG နည်းပညာသည် အရည်ပျော်ပြီး ပြည့်နေသော ဆံချည်မျှင်လမ်းကြောင်းကို အခြေခံထားပြီး ချောင်းများ၊ ပြွန်များ သို့မဟုတ် စာရွက်များ (ဖဲကြိုးများဟုလည်း ခေါ်သည်) ကဲ့သို့သော ပုံသဏ္ဍာန် နီလာပုံဆောင်ခဲများ ပေါက်ဖွားနိုင်စေပါသည်။ ဤနည်းလမ်းများနှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့် ၁၉၆၀ ပြည့်လွန်နှစ်များနှောင်းပိုင်းတွင် မွေးဖွားခဲ့သော အပူဖလှယ်ရေးနည်းလမ်းသည် အောက်ခြေမှ သတ်မှတ်ထားသော အပူထုတ်ယူခြင်းဖြင့် ပတ်ချာလည်အတွင်း၌ ကြီးမားသော နီလာဘူးခွံများကို ပေါက်ဖွားစေပါသည်။ နီလာဘူးသည် ကြီးထွားမှုဖြစ်စဉ်၏အဆုံးတွင် ပေါက်ပေါက်တွင်ကပ်နေသောကြောင့်၊ ဘူးသီးများသည် အအေးခံသည့်လုပ်ငန်းစဉ်တွင် အက်ကွဲနိုင်ပြီး သစ်တုံးကို တစ်ကြိမ်သာအသုံးပြုနိုင်သည်။
ဤနီလာပုံဆောင်ခဲ ကြီးထွားလာသောနည်းပညာများထဲမှ ပင်မအစိတ်အပိုင်းများ - အထူးသဖြင့် Crucibles များသည် အပူချိန်မြင့်မားသော refractory သတ္တုများ လိုအပ်သည်ဟူသော တူညီပါသည်။ ကြီးထွားလာသောနည်းလမ်းပေါ်မူတည်၍ crucible များကို မိုလစ်ဘဒင်နမ် သို့မဟုတ် တန်စတင်ဖြင့် ပြုလုပ်ထားသော်လည်း သတ္တုများကို ခံနိုင်ရည်ရှိအပူပေးစက်များ၊ die-packs နှင့် hot-zone shielding [1] တို့တွင်လည်း အသုံးများသည်။ သို့သော်၊ ဤလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ဖိထားသော sintered crucibles များကို အသုံးပြုသောကြောင့် KY နှင့် EFG ဆက်စပ်အကြောင်းအရာများကို ဤစာတမ်းတွင် ကျွန်ုပ်တို့၏ ဆွေးနွေးချက်ကို အာရုံစိုက်ထားပါသည်။
ဤအစီရင်ခံစာတွင် ကျွန်ုပ်တို့သည် မိုလီဘဒင်နမ် (Mo)၊ တန်စတင် (W) နှင့် ၎င်း၏သတ္တုစပ်များ (MoW) ကဲ့သို့သော အဖိခံရသော သတ္တုစပ်ပစ္စည်းများ၏ မျက်နှာပြင်အေးစက်ခြင်းဆိုင်ရာ လေ့လာမှုများနှင့် စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုများကို တင်ပြထားပါသည်။ ပထမအပိုင်းတွင် ကျွန်ုပ်တို့၏အာရုံစူးစိုက်မှုသည် မြင့်မားသောအပူချိန်စက်ဆိုင်ရာဒေတာနှင့် ပျော့ပျောင်းသောအကူးအပြောင်းအပူချိန်အထိ ductile ပေါ်တွင် တည်ရှိသည်။ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ဖြည့်စွက်ထားသော အပူချိန် ချဲ့ထွင်ခြင်းနှင့် အပူစီးကူးခြင်းဆိုင်ရာ ကိန်းဂဏန်းများ ဖြစ်သည့် သာမို-ရူပဂုဏ်သတ္တိများကို လေ့လာထားပါသည်။ ဒုတိယအပိုင်းတွင် ကျွန်ုပ်တို့သည် အလူမီနာအရည်ပျော်မှုဖြင့် ပြည့်နေသော crucibles များ၏ ခံနိုင်ရည်အား မြှင့်တင်ရန် အထူးပြုလုပ်ထားသော မျက်နှာပြင်အေးစက်ခြင်းနည်းပညာကို လေ့လာတင်ပြထားပါသည်။ တတိယအပိုင်းတွင် 2100 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်တွင် ရုန်းအားသတ္တုများပေါ်ရှိ အရည်အလူမီနာ၏စိုစွတ်သောထောင့်များကို တိုင်းတာခြင်းအကြောင်း အစီရင်ခံပါသည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် Mo, W နှင့် MoW25 အလွိုင်း (75 wt.% molybdenum, 25 wt.% tungsten) တွင် အရည်ကျိုစမ်းသပ်မှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး မတူညီသော လေထုအခြေအနေများအပေါ် မှီခိုမှုကို လေ့လာခဲ့သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုများမှ ရလဒ်အနေဖြင့် ကျွန်ုပ်တို့သည် MoW ကို နီလာကြီးထွားမှုနည်းပညာများတွင် စိတ်ဝင်စားဖွယ်ကောင်းသော ပစ္စည်းတစ်ခုအဖြစ် လည်းကောင်း၊ သန့်စင်သော မိုလစ်ဒီနမ်နှင့် အဖြိုက်စတင်အတွက် အလားအလာရှိသော အစားထိုးတစ်ခုအဖြစ် အဆိုပြုပါသည်။
အပူချိန်မြင့်မားသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် သာမို-ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများ
KY နှင့် EFG တို့သည် နီလာသလင်းကျောက် ကြီးထွားမှုနည်းလမ်းများဖြင့် ကမ္ဘာ့နီလာပမာဏ၏ 85% ကျော်အတွက် အဆင်သင့်ဆောင်ရွက်ပေးသည်။ နည်းလမ်းနှစ်ခုစလုံးတွင်၊ အလူမီနီယမ်အရည်ကို ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော crucibles များတွင် ထားရှိကာ၊ ပုံမှန်အားဖြင့် KY လုပ်ငန်းစဉ်အတွက် tungsten ဖြင့် ပြုလုပ်ထားပြီး EFG လုပ်ငန်းစဉ်အတွက် မိုလစ်ဒင်နမ်ဖြင့် ပြုလုပ်ထားသည်။ Crucibles များသည် ဤကြီးထွားလာသော လုပ်ငန်းစဉ်များအတွက် အရေးပါသော စနစ်အစိတ်အပိုင်းများဖြစ်သည်။ KY လုပ်ငန်းစဉ်တွင် အဖြိုက်နက်စတက်စီယမ်၏ကုန်ကျစရိတ်များကို လျှော့ချနိုင်စေရန်နှင့် EFG လုပ်ငန်းစဉ်တွင် molybdenum crucibles များ၏ သက်တမ်းကို တိုးမြှင့်နိုင်ရန် ရည်ရွယ်၍ MoW သတ္တုစပ် 2 ခုအပြင် MoW30 တွင် 70 wt.% Mo နှင့် 30 wt ပါရှိသော MoW သတ္တုစပ်များကို ထုတ်လုပ်ပြီး စမ်းသပ်ခဲ့ပါသည်။ %W နှင့် MoW50 တွင် 50 wt. % Mo နှင့် W တစ်ခုစီပါဝင်သည်။
ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ လက္ခဏာရပ်ဆိုင်ရာ လေ့လာမှုအားလုံးအတွက် ကျွန်ုပ်တို့သည် Mo, MoW30, MoW50 နှင့် W. ၏ ဖိထားသော ရောနှောထားသော ဒြပ်ပေါင်းများကို ထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။ ဇယား 1 သည် မူလပစ္စည်းအခြေအနေများနှင့် ကိုက်ညီသော သိပ်သည်းဆနှင့် ပျမ်းမျှစပါးအရွယ်အစားများကို ပြသသည်။

ဇယား ၁- စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် အပူချိန်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို တိုင်းတာခြင်းအတွက် အသုံးပြုသော ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော ပစ္စည်းများ၏ အကျဉ်းချုပ်။ ဇယားသည် ပစ္စည်းများ၏ ကနဦးအခြေအနေများ၏ သိပ်သည်းဆနှင့် ပျမ်းမျှစပါးအရွယ်အစားကို ပြသသည်။

ဇိမ်ခံပစ္စည်းများသည် မြင့်မားသောအပူချိန်နှင့် အချိန်ကြာမြင့်စွာ ထိတွေ့နေရသောကြောင့်၊ အထူးသဖြင့် အပူချိန် 1000°C နှင့် 2100°C အကြားတွင် ပြင်းထန်သော ဖိအားစမ်းသပ်မှုများ ပြုလုပ်ခဲ့ပါသည်။ ပုံ 1 သည် Mo၊ MoW30 နှင့် MoW50 အတွက် အထွက်နှုန်း 0.2% (Rp0.2) နှင့် elongation to fracture (A) ကိုပြသထားသည့် ဤရလဒ်များကို အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြသည်။ နှိုင်းယှဥ်ရန်၊ ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော W ၏ ဒေတာအမှတ်ကို 2100°C တွင် ညွှန်ပြသည်။
မိုလီဘဒင်နမ်တွင် စံပြအစိုင်အခဲ-ပျော်ဝင်သည့် တန်စတင်အတွက် Rp0.2 သည် မိုပစ္စည်းစစ်စစ်နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက တိုးလာမည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။ 1800°C အထိ အပူချိန်အတွက် MoW သတ္တုစပ် နှစ်ခုစလုံးသည် Mo အတွက် Rp0.2 ထက် အနည်းဆုံး 2 ဆ ပိုမြင့်မားသည်ကို ပုံ 1(a) တွင် ကြည့်ပါ။ ပိုမိုမြင့်မားသောအပူချိန်များအတွက် MoW50 သာလျှင်သိသိသာသာတိုးတက်ကောင်းမွန်သော Rp0.2 ကိုပြသသည်။ Pressed-sintered W သည် အမြင့်ဆုံး Rp0.2 ကို 2100°C တွင်ပြသသည်။ Tensile tests များသည် ပုံ 1(b) တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း A ကိုလည်း ဖော်ပြသည်။ MoW သတ္တုစပ်နှစ်ခုစလုံးသည် ပုံမှန်အားဖြင့် Mo တန်ဖိုးများထက် ထက်ဝက်ရှိသော အရိုးကျိုးတန်ဖိုးများနှင့် အလွန်ဆင်တူသည်။ 2100°C တွင် မြင့်မားသော တန်စတင်၏ A သည် Mo နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ၎င်း၏ ပိုချောသောဖွဲ့စည်းပုံကြောင့် ဖြစ်သင့်သည်။
Pressed-sintered molybdenum tungsten alloys ၏ ductile to brittle transition temperature (DBTT) ကို ဆုံးဖြတ်ရန်အတွက်၊ bending angle ပေါ်ရှိ တိုင်းတာမှုများကို အမျိုးမျိုးသော testing temperatures တွင် ပြုလုပ်ခဲ့ပါသည်။ ရလဒ်များကို ပုံ 2 တွင် ပြထားသည်။ DBTT သည် tungsten ပါဝင်မှု တိုးလာသည်နှင့်အမျှ တိုးလာသည်။ Mo ၏ DBTT သည် 250°C ခန့်တွင် အတော်လေးနိမ့်သော်လည်း MoW30 နှင့် MoW50 သတ္တုစပ်များသည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 450°C နှင့် 550°C တို့၏ DBTT ကို အသီးသီးပြသထားသည်။

စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ လက္ခဏာရပ်များနှင့် ဖြည့်စွက်ပြီး သာမို-ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို လေ့လာခဲ့သည်။ Ø5 မီလီမီတာ နှင့် အရှည် 25 မီလီမီတာရှိသော နမူနာကို အသုံးပြု၍ အပူချိန် 1600 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အထိ အပူချိန်အကွာအဝေးအတွင်း တွန်းလှံဒိုင်းလပ်တိုမီတာ (CTE) ဖြင့် တိုင်းတာခဲ့သည်။ CTE တိုင်းတာမှုများကို ပုံ 3 တွင် သရုပ်ဖော်ထားသည်။ ပစ္စည်းအားလုံးသည် CTE ၏ အပူချိန်တိုးလာခြင်းနှင့် အလွန်ဆင်တူသော မှီခိုမှုကို ပြသသည်။ MoW30 နှင့် MoW50 သတ္တုစပ်များအတွက် CTE တန်ဖိုးများသည် Mo နှင့် W တို့၏ တန်ဖိုးများကြားတွင် ရှိသည်။ ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော ပစ္စည်းများ၏ ကျန်ရှိသော အစွန်းအထင်းများသည် တစ်ဆက်တည်းဖြစ်ပြီး သေးငယ်သော ချွေးပေါက်များနှင့် ဖြစ်သောကြောင့် ရရှိသော CTE သည် အလွှာများကဲ့သို့ သိပ်သည်းဆမြင့်သော ပစ္စည်းများနှင့် ဆင်တူပါသည်။ ချောင်းများ [4]။
လေဆာဖလက်ရှ်နည်းလမ်း [5, 6] ကိုအသုံးပြု၍ Ø12.7 မီလီမီတာနှင့် 3.5 မီလီမီတာအထူရှိသော နမူနာများ၏ အပူပျံ့နှံ့မှုနှင့် တိကျသောအပူကို တိုင်းတာခြင်းဖြင့် ဖိထားသော သန့်စင်ထားသောပစ္စည်းများ၏ အပူစီးကူးမှုကို ရရှိခဲ့သည်။ အဖိခံရသောပစ္စည်းများကဲ့သို့သော isotropic ပစ္စည်းများအတွက်၊ သီးခြားအပူကို တူညီသောနည်းလမ်းဖြင့် တိုင်းတာနိုင်သည်။ တိုင်းတာမှုများကို အပူချိန် 25°C နှင့် 1000°C ကြားတွင် ပြုလုပ်ထားပါသည်။ ဇယား I တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း ပစ္စည်းသိပ်သည်းဆများအပြင် အပူစီးကူးနိုင်မှုကို တွက်ချက်ရန်နှင့် အပူချိန် သီးခြားသိပ်သည်းဆဟု ယူဆပါသည်။ ပုံ 4 သည် ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော Mo၊ MoW30၊ MoW50 နှင့် W အတွက် ရရှိလာသော အပူစီးကူးမှုကို ပြသည် ။ အပူစီးကူးမှု

MoW သတ္တုစပ်များ သည် စုံစမ်းစစ်ဆေးသည့် အပူချိန်အားလုံးအတွက် 100 W/mK ထက် နည်းပါးပြီး သန့်စင်သော မိုလီဘဒင်နမ် နှင့် တန်စတင် တို့နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက များစွာသေးငယ်သည်။ ထို့အပြင် Mo နှင့် W ၏ conductivity သည် တိုးလာသည်နှင့်အမျှ MoW သတ္တုစပ်၏ conductivity သည် အပူချိန်တိုးလာသည်နှင့်အမျှ တန်ဖိုးများတိုးလာသည်ကို ညွှန်ပြနေပါသည်။
ဤကွာခြားချက်အတွက် အကြောင်းရင်းကို ဤလုပ်ငန်းတွင် မစုံစမ်းရသေးဘဲ အနာဂတ် စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုများ၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းဖြစ်ပါမည်။ သတ္တုများအတွက် အပူချိန်နိမ့်ကျသော အပူစီးကူးမှု၏ လွှမ်းမိုးမှုအပိုင်းမှာ အပူချိန်မြင့်မားချိန်တွင် အီလက်ထရွန်ဓာတ်ငွေ့သည် အပူစီးကူးနိုင်စွမ်းကို လွှမ်းမိုးထားသည်ဟု လူသိများသည်။ ဖိုနွန်များသည် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ချို့ယွင်းချက်များနှင့် ချို့ယွင်းချက်များကြောင့် ထိခိုက်ပါသည်။ သို့သော်၊ နိမ့်သောအပူချိန်အကွာအဝေးရှိ အပူစီးကူးနိုင်မှု တိုးလာခြင်းကို MoW သတ္တုစပ်များအတွက်သာမက အီလက်ထရွန်၏ ပံ့ပိုးကူညီမှုတွင် အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည့် ဥပမာ တန်စတင်-ရီနီယမ် ကဲ့သို့သော အခြားသော အစိုင်အခဲ-ပျော်ရည်ပစ္စည်းများ အတွက်လည်း သတိပြုမိသည်။
စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် သာမို-ရူပဂုဏ်သတ္တိများကို နှိုင်းယှဉ်ကြည့်လျှင် MoW သည် နီလာအပလီကေးရှင်းများအတွက် စိတ်ဝင်စားစရာကောင်းသော ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်ကြောင်း ပြသသည်။ မြင့်မားသောအပူချိန် > 2000 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အတွက် အထွက်နှုန်းသည် မိုလီဘဒင်နမ်ထက် ပိုမိုမြင့်မားပြီး Crucible များ၏ သက်တမ်းပိုရှည်နိုင်သည် ။ သို့သော်၊ ပစ္စည်းသည် ပို၍ ကြွပ်ဆတ်လာပြီး စက်နှင့် ကိုင်တွယ်မှုကို ချိန်ညှိသင့်သည်။ ပုံ 4 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော MoW ၏ အပူစီးကူးနိုင်စွမ်း သိသိသာသာ လျော့ကျသွားခြင်းသည် ကြီးထွားနေသော မီးဖို၏ လိုက်လျောညီထွေဖြစ်သော အပူတက်ခြင်းနှင့် အအေးခံခြင်းဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များ လိုအပ်နိုင်သည်ကို ဖော်ပြသည်။ အထူးသဖြင့် အလူမီနီယမ်ကို သန့်စင်ခန်းတွင် အရည်ပျော်ရန် လိုအပ်သည့် အပူ-တက်အဆင့်တွင်၊ မီးဖိုမှသည် ၎င်း၏ကုန်ကြမ်းဖြည့်ပစ္စည်းသို့သာ အပူကို ပို့ဆောင်သည်။ Crucible အတွင်းရှိ မြင့်မားသော အပူဖိအားကို ရှောင်ရှားရန် MoW ၏ အပူစီးကူးနိုင်စွမ်းကို လျှော့ချရန် ထည့်သွင်းစဉ်းစားသင့်သည်။ MoW သတ္တုစပ်များ၏ CTE တန်ဖိုးများ၏ အကွာအဝေးသည် HEM ပုံဆောင်ခဲကြီးထွားမှုနည်းလမ်းအတွက် စိတ်ဝင်စားစရာဖြစ်သည်။ အကိုးအကား [9] တွင် ဆွေးနွေးထားသည့်အတိုင်း Mo ၏ CTE သည် အေးမြသောအဆင့်တွင် နီလာကို တွယ်ကပ်စေပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ လျှော့ချထားသော MoW သတ္တုစပ်၏ CTE သည် HEM လုပ်ငန်းစဉ်အတွက် ပြန်လည်အသုံးပြုနိုင်သော spun crucibles များကို သိရှိရန် သော့ချက်ဖြစ်နိုင်သည်။
ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော သတ္တုဓာတ်များ၏ မျက်နှာပြင်ကို အေးစေခြင်း။
နိဒါန်းတွင် ဆွေးနွေးထားသည့်အတိုင်း၊ ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော ခရမ်းချဉ်သီးများကို အပူပေးပြီး အလူမီနီယမ်ကို 2050°C အထက် အနည်းငယ် အရည်ပျော်စေရန် နီလာပုံဆောင်ခဲ ကြီးထွားမှု လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် မကြာခဏ အသုံးပြုပါသည်။ နောက်ဆုံး နီလာပုံဆောင်ခဲ အရည်အသွေးအတွက် အရေးကြီးသောလိုအပ်ချက်တစ်ခုမှာ အညစ်အကြေးများနှင့် ဓာတ်ငွေ့ပူဖောင်းများကို အရည်ပျော်နိုင်သမျှနည်းအောင် ထိန်းသိမ်းထားရန်ဖြစ်သည်။ ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော အစိတ်အပိုင်းများသည် အကြွင်းအကျန်ရှိသော အစွန်းအထင်းများ ရှိပြီး ချောမွတ်သော ဖွဲ့စည်းပုံကို ပြသသည်။ အထူးသဖြင့် oxidic အရည်ပျော်ခြင်းဖြင့် သတ္တု၏ သံချေးတက်မှုကို အားကောင်းစေရန် နုနယ်သော အစေ့အဆန်ရှိသော ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် ပျက်စီးလွယ်သည်။ နီလာပုံဆောင်ခဲများအတွက် နောက်ထပ်ပြဿနာတစ်ခုမှာ အရည်ပျော်မှုအတွင်း ဓာတ်ငွေ့ပူဖောင်းငယ်များဖြစ်သည်။ ဓာတ်ငွေ့ပူဖောင်းများ ဖြစ်ပေါ်လာခြင်းကို အရည်ပျော်ခြင်းနှင့် ထိတွေ့သည့် သတ္တုဓာတ် အစိတ်အပိုင်း၏ မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှု တိုးလာခြင်းဖြင့် အားကောင်းစေသည်။

ဤပြဿနာများကို ကျော်လွှားနိုင်ရန် ကျွန်ုပ်တို့သည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ မျက်နှာပြင် ကုသမှုကို အသုံးချပါသည်။ ကြွေထည်စက်သည် ဖိထားသော အပိုင်း [10] ၏ သတ်မှတ်ထားသော ဖိအားအောက်တွင် မျက်နှာပြင်ကို အလုပ်လုပ်သည့် နှိပ်ကိရိယာဖြင့် ကျွန်ုပ်တို့ စမ်းသပ်ခဲ့သည်။ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ထိရောက်သော ဖိဖိစီးစီးမှုသည် ဤမျက်နှာပြင် အေးစက်နေချိန်တွင် ကြွေတူးလ်၏ ထိတွေ့မျက်နှာပြင်ပေါ် မူတည်၍ ပြောင်းပြန်ဖြစ်သည်။ ဤကုသမှုဖြင့် ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော ပစ္စည်းများ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်သို့ မြင့်မားသော ဖိစီးမှုအား ဒေသအလိုက် သက်ရောက်နိုင်ပြီး ပစ္စည်းမျက်နှာပြင်သည် ပလတ်စတစ်ပုံပျက်သွားပါသည်။ ပုံ 5 သည် ဤနည်းပညာဖြင့် လုပ်ဆောင်ထားသော ဖိထားသော သန့်စင်ထားသော မိုလီဘဒင်နမ်နမူနာ၏ နမူနာကို ပြထားသည်။
ပုံ 6 သည် tool ဖိအားအပေါ် ထိရောက်သော ဖိဖိမှုအပေါ် မှီခိုအားထားမှုကို အရည်အသွေးအရ ပြသသည်။ ဒေတာကို ဖိထားသော စေးထားသော မိုလီဘဒင်နမ်တွင် ကိရိယာ၏ တည်ငြိမ်သော ပုံရိပ်များကို တိုင်းတာခြင်းမှ ဆင်းသက်လာခြင်းဖြစ်သည်။ မျဉ်းသည် ကျွန်ုပ်တို့၏မော်ဒယ်လ်အရ ဒေတာနှင့်ကိုက်ညီမှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။

ပုံ 7 သည် မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုနှင့် မျက်နှာပြင်မာကျောမှုတိုင်းတာခြင်းများအတွက် အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြသည့် ရလဒ်များကို ဒစ်ပြားများအဖြစ် ပြင်ဆင်ထားသော ဖိထားသောပစ္စည်းများအတွက် ကိရိယာဖိအား၏လုပ်ဆောင်ချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ပုံ 7(က) တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ကုသမှုသည် မျက်နှာပြင်ကို မာကျောစေသည်။ Mo နှင့် MoW30 နှစ်ခုလုံး၏ မာကျောမှုသည် 150% ခန့် တိုးလာသည်။ မြင့်မားသော ကိရိယာများ၏ ဖိအားများအတွက် မာကျောမှု တိုးလာခြင်းမရှိပေ။ ပုံ 7(b) သည် Mo အတွက် 0.1 μm နိမ့်သော Ra ဖြင့် အလွန်ချောမွေ့သော မျက်နှာပြင်များကို ပြသနိုင်သည် ။ ကိရိယာဖိအားများ တိုးလာသည့်အတွက် မို၏ ကြမ်းတမ်းမှုသည် တစ်ဖန်တိုးလာသည်။ MoW30 (နှင့် W) သည် Mo ထက်ပိုမိုမာကျောသောပစ္စည်းများဖြစ်သောကြောင့် MoW30 နှင့် W ၏ရရှိထားသော Ra တန်ဖိုးများသည် ယေဘူယျအားဖြင့် Mo ထက် 2-3 ဆပိုမိုမြင့်မားပါသည်။ Mo နှင့်ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် W ၏မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုသည်ပိုမိုမြင့်မားသောကိရိယာဖိအားများကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့်လျော့နည်းသွားပါသည်။ စမ်းသပ်ထားသော ကန့်သတ်ဘောင်
ကျွန်ုပ်တို့၏စကင်န်ဖတ်ထားသော အီလက်ထရွန်အဏုစကုပ် (SEM) လေ့လာမှုများသည် မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှု၏ဒေတာကို အတည်ပြုသည်၊ ပုံ 7(ခ) ကိုကြည့်ပါ။ ပုံ 8(က) တွင်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ အထူးသဖြင့် မြင့်မားသောကိရိယာဖိအားများသည် စပါးမျက်နှာပြင်ပျက်စီးမှုနှင့် microcracks များကိုဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။ အလွန်မြင့်မားသော မျက်နှာပြင်ဖိစီးမှုတွင် အေးစက်ခြင်းသည် မျက်နှာပြင်မှ စပါးပင်များကို ဖယ်ရှားခြင်းကို ဖြစ်စေနိုင်သည်၊ ပုံ 8(ခ) ကိုကြည့်ပါ။ အချို့သော machining parameters များတွင် MoW နှင့် W အတွက် အလားတူအကျိုးသက်ရောက်မှုများကိုလည်း ကြည့်ရှုနိုင်ပါသည်။
မျက်နှာပြင်အစေ့အဆန်ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ၎င်း၏အပူချိန်အပြုအမူတို့နှင့်ပတ်သက်၍ မျက်နှာပြင်အေးစက်ခြင်းနည်းပညာ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို လေ့လာရန်အတွက် Mo၊ MoW30 နှင့် W ၏ စမ်းသပ်ဒစ်သုံးခုမှ ဘိလပ်မြေနမူနာများကို ပြင်ဆင်ထားပါသည်။

နမူနာများကို 800°C မှ 2000°C အတွင်း မတူညီသော စမ်းသပ်အပူချိန်တွင် 2 နာရီကြာ ကုသပြီး သေးငယ်သော အပိုင်းများကို အလင်းအဏုကြည့်မှန်ပြောင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန်အတွက် ပြင်ဆင်ထားပါသည်။
ပုံ 9 သည် ဖိထားသော sintered molybdenum ၏ microsection နမူနာများကို ပြထားသည်။ ကုသထားသော မျက်နှာပြင်၏ ကနဦးအခြေအနေကို ပုံ 9(က) တွင် ပြထားသည်။ မျက်နှာပြင်သည် 200 μm ခန့်အကွာအဝေးအတွင်း နီးပါးသိပ်သည်းသောအလွှာကိုပြသသည်။ ဤအလွှာ၏အောက်တွင် sintering pores ပါသော ပုံမှန်ပစ္စည်းဖွဲ့စည်းပုံအား မြင်နိုင်သည်၊ ကျန်ရှိသော porosity သည် 5% ခန့်ဖြစ်သည်။ မျက်နှာပြင်အလွှာအတွင်း တိုင်းတာပြီး ကျန်ရှိသော ချွေးပေါက်များသည် 1% အောက်တွင် ကောင်းမွန်ပါသည်။ ပုံ 9(ခ) သည် 1700°C တွင် 2 နာရီကြာ မွှေပြီးနောက် စပါးဖွဲ့စည်းပုံကို ပြထားသည်။ သိပ်သည်းသော မျက်နှာပြင်အလွှာ၏ အထူသည် တိုးလာပြီး မျက်နှာပြင် အေးစက်မှုဖြင့် မွမ်းမံထားသော ထုထည်ရှိ အစေ့အဆန်များထက် သိသိသာသာ ပိုကြီးပါသည်။ ဤကြမ်းကျိကျိသိပ်သည်းသောအလွှာသည် ပစ္စည်း၏ တွားသွားခြင်းကို ခံနိုင်ရည်ရှိအောင် မြှင့်တင်ပေးပါသည်။
အမျိုးမျိုးသော ကိရိယာဖိအားများအတွက် အထူနှင့် စပါးအရွယ်အစားတို့နှင့်ပတ်သက်၍ မျက်နှာပြင်အလွှာ၏ အပူချိန်မှီခိုမှုကို လေ့လာပြီးဖြစ်သည်။ ပုံ 10 သည် Mo နှင့် MoW30 အတွက် မျက်နှာပြင်အလွှာအထူအတွက် ကိုယ်စားလှယ် ဥပမာများကို ပြထားသည်။ ပုံ 10(က) တွင်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း ကနဦးမျက်နှာပြင်အလွှာအထူသည် စက်ကိရိယာတပ်ဆင်မှုအပေါ် မူတည်ပါသည်။ အပူချိန် 800°C အထက်တွင် Mo ၏ မျက်နှာပြင်အလွှာထူလာပါသည်။ 2000°C တွင် အလွှာ၏အထူသည် 0.3 မှ 0.7 mm အထိရှိသည်။ MoW30 အတွက် ပုံ 10(ခ) တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အပူချိန် 1500°C အထက်တွင်သာ မျက်နှာပြင်အလွှာအထူတိုးလာမှုကို စောင့်ကြည့်နိုင်သည်။ သို့သော်လည်း 2000°C တွင် MoW30 ၏ အထူသည် Mo နှင့် အလွန်ဆင်တူသည်။

မျက်နှာပြင်အလွှာ၏ အထူခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကဲ့သို့ပင်၊ ပုံ 11 သည် မျက်နှာပြင်အလွှာတွင် တိုင်းတာထားသော Mo နှင့် MoW30 အတွက် ပျမ်းမျှစပါးအရွယ်အစားဒေတာကို ပြသသည်။ ကိန်းဂဏန်းများမှ ကောက်ချက်ချနိုင်သကဲ့သို့၊ စပါးအရွယ်အစားသည် - တိုင်းတာမှုမရေရာမှုအတွင်းတွင် - အသုံးချပါရာမီတာသတ်မှတ်မှုအပေါ် မူတည်သည်။ စပါးအရွယ်အစား ကြီးထွားမှုသည် မျက်နှာပြင်ဧရိယာ ပုံပျက်ခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော မျက်နှာပြင်အလွှာ၏ ပုံမှန်မဟုတ်သော စပါးကြီးထွားမှုကို ဖော်ပြသည်။ မိုလီဘဒင်နမ် အစေ့အဆန်များသည် စမ်းသပ်အပူချိန် 1100°C အထက်တွင် ပေါက်ရောက်ပြီး စပါးအရွယ်အစားသည် မူလစပါးအရွယ်အစားထက် 2000°C တွင် ၃ဆနီးပါး ပိုကြီးသည်။ MoW30 အစေ့အဆန်များသည် အပူချိန် ၁၅၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အထက်တွင် ကြီးထွားလာသည်။ စမ်းသပ်မှုအပူချိန် 2000°C တွင် ပျမ်းမျှစပါးအရွယ်အစားသည် မူလစပါးအရွယ်အစားထက် ၂ဆခန့်ရှိသည်။
အနှစ်ချုပ်အားဖြင့်၊ မျက်နှာပြင်အေးစက်ခြင်းနည်းပညာအပေါ် ကျွန်ုပ်တို့၏စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုများက ဖိထားသော sintered molybdenum tungsten သတ္တုစပ်များအတွက် ကောင်းစွာအသုံးချနိုင်သည်ကို ပြသထားသည်။ ဤနည်းလမ်းကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် 0.5 µm အောက်ရှိ Ra well ဖြင့် ချောမွေ့သော မျက်နှာပြင်များကို ရရှိနိုင်သည်။ ယင်းပစ္စည်းသည် ဓာတ်ငွေ့ပူဖောင်းလျှော့ချမှုအတွက် အထူးအကျိုးရှိသည်။ မျက်နှာပြင်အလွှာရှိ ကျန်ရှိသော porosity သည် သုညနှင့်နီးစပ်ပါသည်။ Annealing နှင့် microsection လေ့လာမှုများက ပုံမှန်အထူ 500 µm ရှိသော အလွန်သိပ်သည်းသော မျက်နှာပြင်အလွှာကို ရရှိနိုင်သည်။ ဤနည်းအားဖြင့် machining parameter သည် အလွှာအထူကို ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ နီလာကြီးထွားမှုနည်းလမ်းများတွင် အသုံးပြုလေ့ရှိသည့်အတိုင်း မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် တပ်ထားသောပစ္စည်းများကို ထိတွေ့သောအခါ၊ မျက်နှာပြင်အလွှာသည် ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်းမရှိဘဲ စပါးအရွယ်အစားထက် 2-3 ဆ ပိုကြီးလာပြီး မျက်နှာပြင်အလွှာသည် ကြမ်းတမ်းလာပါသည်။ မျက်နှာပြင်အလွှာရှိ စပါးအရွယ်အစားသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များမရှိဘဲ သီးခြားဖြစ်သည်။ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ စပါးနယ်နိမိတ် အရေအတွက်ကို ထိထိရောက်ရောက် လျှော့ချသည်။ ၎င်းသည် စပါးနယ်နမိတ်များတစ်လျှောက် ဒြပ်စင်များပျံ့နှံ့မှုကို ခံနိုင်ရည်ပိုမိုမြင့်မားစေပြီး အရည်ပျော်မှုတိုက်ခိုက်မှုကို လျော့နည်းစေသည်။ ထို့အပြင်၊ ဖိထားသော sintered molybdenum tungsten သတ္တုစပ်များ၏ မြင့်မားသောအပူချိန်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိအောင် မြှင့်တင်ထားသည်။

သတ္တုဓာတ်များပေါ်တွင် အလူမီနာအရည်စိုခြင်းကို လေ့လာခြင်း။
မိုလစ်ဘဒင်နမ် သို့မဟုတ် တန်စတင်တွင် အလူမီနမ်အရည်ကို စိုစွတ်ခြင်းသည် နီလာလုပ်ငန်းအတွက် အခြေခံကျသော စိတ်ဝင်စားမှုဖြစ်သည်။ အထူးသဖြင့် EFG လုပ်ငန်းစဉ်အတွက် အလူမီနာစိုစွတ်ခြင်းအပြုအမူသည် နီလာအချောင်းများ သို့မဟုတ် ဖဲကြိုးများ ကြီးထွားနှုန်းကို ဆုံးဖြတ်သည်။ ရွေးချယ်ထားသော ပစ္စည်း၏ အကျိုးသက်ရောက်မှု၊ မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှု သို့မဟုတ် ဖြစ်စဉ်လေထု၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို နားလည်ရန် ကျွန်ုပ်တို့သည် စိုစွတ်သောထောင့်တိုင်းတာမှု အသေးစိတ်ကို လုပ်ဆောင်ခဲ့သည် [11]။
1 x 5 x 40 mm³ အရွယ်အစားရှိသော စိုစွတ်မှုတိုင်းတာခြင်း စမ်းသပ်အလွှာအတွက် Mo, MoW25 နှင့် W စာရွက်ပစ္စည်းများမှ ထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။ သတ္တုစာရွက်အလွှာမှတဆင့် မြင့်မားသောလျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို ပေးပို့ခြင်းဖြင့် အလူမီနာ၏ အရည်ပျော်အပူချိန်သည် 2050°C မိနစ်ဝက်အတွင်း ရရှိနိုင်သည်။ ထောင့်တိုင်းတာမှုများအတွက် အလူမီနာအမှုန်အမွှားငယ်များကို စာရွက်နမူနာများ၏ထိပ်တွင် ထားရှိခဲ့ပြီး နောက်ပိုင်းတွင်၊

အမှုန်အမွှားများအဖြစ် အရည်ပျော်သွားသည်။ ပုံ 12 တွင် ဥပမာပြထားသည့်အတိုင်း အရည်ပျော်သောအစက်ကို အလိုအလျောက်ပုံရိပ်ဖော်စနစ်က မှတ်တမ်းတင်ထားသည်။ အရည်ကျိုစမ်းသပ်မှုတစ်ခုစီသည် အစက်အစက်အစက်အပြောအဆိုကို ပိုင်းခြားစိတ်ဖြာခြင်းဖြင့် စိုစွတ်နေသောထောင့်ကို တိုင်းတာနိုင်သည်၊ ပုံ 12(က) ကိုကြည့်ပါ၊ နှင့် substrate baseline ကိုပိတ်ပြီးမကြာမီ များသောအားဖြင့်၊ အပူလျှပ်စီးကြောင်းပုံ 12(ခ) ကိုကြည့်ပါ။
ကျွန်ုပ်တို့သည် မတူညီသော လေထုအခြေအနေနှစ်ခုအတွက် 10-5mbar တွင် လေဟာနယ်နှင့် 900 mbar ဖိအားတွင် အာဂွန်ကို ပြုလုပ်ခဲ့ပါသည်။ ထို့အပြင် Ra ~ 1 μm ရှိသော ကြမ်းတမ်းသော မျက်နှာပြင်များနှင့် Ra ~ 0.1 μm ရှိသော မျက်နှာပြင် အမျိုးအစား နှစ်ခုကို စမ်းသပ်ခဲ့သည်။
Table II သည် Mo၊ MoW25 နှင့် W အတွက် စိုစွတ်သောထောင့်များရှိ တိုင်းတာမှုအားလုံး၏ ရလဒ်များကို အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြထားသည်။ ယေဘူယျအားဖြင့်၊ Mo ၏စိုစွတ်သောထောင့်သည် အခြားပစ္စည်းများနှင့်ယှဉ်လျှင် အသေးငယ်ဆုံးဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် EFG ကြီးထွားမှုနည်းပညာတွင် အကျိုးပြုသည့် အလူမီနာအရည်ပျော်မှုသည် Mo အကောင်းဆုံးကို စိုစွတ်နေစေသည်ဟု ဆိုလိုသည်။ အာဂွန်အတွက်ရရှိသော စိုစွတ်သောထောင့်များသည် လေဟာနယ်အတွက် ထောင့်များထက် သိသိသာသာနိမ့်ပါသည်။ ကြမ်းတမ်းသော အလွှာမျက်နှာပြင်များအတွက် ကျွန်ုပ်တို့သည် အတန်ငယ် စိုစွတ်နေသော ထောင့်များကို စနစ်တကျ တွေ့ရှိရပါသည်။ ဤတန်ဖိုးများသည် ပုံမှန်အားဖြင့် Table II တွင်ပေးထားသောထောင့်များထက် 2° ခန့်နိမ့်သည်။ သို့သော်လည်း တိုင်းတာမှု မသေချာမှုကြောင့် ချောမွေ့သော မျက်နှာပြင်နှင့် ကြမ်းတမ်းသော မျက်နှာပြင်များကြား သိသာထင်ရှားသော ထောင့်ခြားနားချက်ကို မဖော်ပြနိုင်ပါ။

ကျွန်ုပ်တို့သည် 10-5 mbar နှင့် 900 mbar ကြားရှိတန်ဖိုးများဖြစ်သည့် အခြားသော လေထုဖိအားများအတွက်လည်း စိုစွတ်သောထောင့်များကို တိုင်းတာပါသည်။ ပဏာမခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာချက်တွင် 10-5 mbar နှင့် 1 mbar အကြားဖိအားများအတွက် wetting angel မပြောင်းလဲကြောင်းပြသသည်။ 1 mbar အထက်တွင်သာ စိုစွတ်သောထောင့်သည် 900 mbar အာဂွန် (Table II) တွင် တွေ့ရှိသည်ထက် နိမ့်သွားသည်။ လေထုအခြေအနေအပြင်၊ အလူမီနာအရည်ပျော်ခြင်း၏စိုစွတ်သောအပြုအမူအတွက် နောက်ထပ်အရေးကြီးသောအချက်မှာ အောက်ဆီဂျင်တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းဖိအားဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ စမ်းသပ်ချက်များအရ အရည်ပျော်ခြင်းနှင့် သတ္တုအလွှာများကြားတွင် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ အပြန်အလှန်သက်ရောက်မှုများ (ပုံမှန်အားဖြင့် 1 မိနစ်) အတိုင်းအတာအတွင်း ဖြစ်ပေါ်ပါသည်။ Al2O3 မော်လီကျူးများ၏ လုပ်ငန်းစဉ်များသည် အရည်ပျော်သောအစက်များအနီးရှိ အမှုန်အမွှားများနှင့် တုံ့ပြန်သည့် အခြားအောက်ဆီဂျင်အစိတ်အပိုင်းများထဲသို့ ပျော်ဝင်သွားသည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့သံသယရှိသည်။ စိုစွတ်နေသောထောင့်၏ ဖိအားမှီခိုမှုနှင့် သတ္တုဓာတ်သတ္တုများနှင့် အရည်ပျော်ခြင်း၏ ဓာတုတုံ့ပြန်မှုများ နှစ်ခုစလုံးကို အသေးစိတ်ထပ်မံလေ့လာမှုများ ဆက်လက်လုပ်ဆောင်နေပါသည်။