नीलमणि एक कडा, पहनने प्रतिरोधी र उच्च पग्लने तापमान संग बलियो सामग्री हो, यो रासायनिक व्यापक रूपमा निष्क्रिय छ, र यसले रोचक अप्टिकल गुणहरू देखाउँछ। त्यसकारण, नीलमणि धेरै प्राविधिक अनुप्रयोगहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ जहाँ मुख्य उद्योग क्षेत्रहरू अप्टिक्स र इलेक्ट्रोनिक्स हुन्। आज औद्योगिक नीलमणिको सबैभन्दा ठूलो अंश एलईडी र अर्धचालक उत्पादनको लागि सब्सट्रेटको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, त्यसपछि घडीहरू, मोबाइल फोनका भागहरू वा बार कोड स्क्यानरहरूका लागि विन्डोजको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, केही उदाहरणहरू [१] नामको लागि। आज, नीलमणि एकल क्रिस्टल बढ्न विभिन्न तरिकाहरू उपलब्ध छन्, एक राम्रो सिंहावलोकन पाउन सकिन्छ जस्तै [1, 2] मा। यद्यपि, तीन बढ्दो विधिहरू Kyropoulos प्रक्रिया (KY), गर्मी-विनिमय विधि (HEM) र एज-डिफाइन्ड फिल्म-फेड ग्रोथ (EFG) ले विश्वव्यापी नीलमणि उत्पादन क्षमताको 90% भन्दा बढीको लागि खाता बनाउँछ।

सिंथेटिक रूपमा उत्पादन गरिएको क्रिस्टलको लागि पहिलो प्रयास 1877 मा सानो रूबी एकल क्रिस्टलको लागि गरिएको थियो [2]। सजिलै 1926 मा Kyropoulos प्रक्रिया आविष्कार गरिएको थियो। यो भ्याकुममा सञ्चालन हुन्छ र धेरै उच्च गुणस्तरको ठूलो बेलनाकार आकार बाउल्स उत्पादन गर्न अनुमति दिन्छ। अर्को चाखलाग्दो नीलमणि बढ्ने विधि किनारा-परिभाषित फिल्म-फेड वृद्धि हो। EFG प्रविधि एक केशिका च्यानलमा आधारित छ जुन तरल-पघलले भरिएको हुन्छ र आकारको नीलमणि क्रिस्टलहरू जस्तै रड, ट्यूब वा पानाहरू (रिबन पनि भनिन्छ) बढ्न अनुमति दिन्छ। यी विधिहरूको विपरीत, 1960 को दशकको अन्तमा जन्मिएको ताप विनिमय विधिले तलबाट परिभाषित तातो निकासीद्वारा क्रुसिबलको आकारमा स्पन क्रुसिबल भित्र ठूला नीलमणि बाउलहरू बढाउन अनुमति दिन्छ। बढ्दो प्रक्रियाको अन्त्यमा नीलमणि बुल क्रुसिबलमा टाँसिएको हुनाले, कूल डाउन प्रक्रियामा बाउल्स क्र्याक हुन सक्छ र क्रुसिबल एक पटक मात्र प्रयोग गर्न सकिन्छ।
यी मध्ये कुनै पनि नीलमणि क्रिस्टल बढ्दो टेक्नोलोजीहरूमा समानता छ कि मुख्य कम्पोनेन्टहरू - विशेष गरी क्रूसिबलहरू - उच्च-तापमान अपवर्तक धातुहरू चाहिन्छ। बढ्दो तरिकामा निर्भर गर्दै क्रुसिबलहरू मोलिब्डेनम वा टंगस्टनबाट बनेका हुन्छन्, तर धातुहरू प्रतिरोधी हीटरहरू, डाइ-प्याकहरू र हट-जोन शिल्डिंगहरूका लागि पनि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ [१]। जे होस्, यस पेपरमा हामी KY र EFG सम्बन्धित विषयहरूमा हाम्रो छलफल केन्द्रित गर्छौं किनभने यी प्रक्रियाहरूमा थिचिएको-सिन्टेर्ड क्रुसिबलहरू प्रयोग गरिन्छ।
यस प्रतिवेदनमा हामी मोलिब्डेनम (Mo), टंगस्टन (W) र यसको मिश्र धातु (MoW) जस्ता प्रेस-सिन्टेर्ड सामग्रीको सतह कन्डिसनिङमा सामग्री विशेषता अध्ययन र अनुसन्धान प्रस्तुत गर्दछौं। पहिलो भागमा हाम्रो फोकस उच्च-तापमान मेकानिकल डेटा र भंगुर ट्रान्जिसन तापमानमा नरम हुन्छ। मेकानिकल गुणहरूको पूरक हामीले थर्मो-भौतिक गुणहरू अध्ययन गरेका छौं, अर्थात् थर्मल विस्तार र थर्मल चालकताको गुणांक। दोस्रो भागमा हामी सतह कन्डिसनिङ प्रविधिमा विशेष गरी एल्युमिना मेल्टले भरिएको क्रुसिबलको प्रतिरोधात्मक क्षमतामा सुधार गर्नका लागि अध्ययनहरू प्रस्तुत गर्छौं। तेस्रो भागमा हामी 2100 डिग्री सेल्सियसमा अपवर्तक धातुहरूमा तरल एल्युमिनाको भिजाउने कोणहरूको मापनको बारेमा रिपोर्ट गर्छौं। हामीले Mo, W र MoW25 मिश्र धातु (75 wt.% molybdenum, 25 wt.% tungsten) मा मेल्ट-ड्रप प्रयोगहरू गर्यौं र विभिन्न वायुमण्डलीय अवस्थाहरूमा निर्भरताहरू अध्ययन गर्यौं। हाम्रो अनुसन्धानको नतिजाको रूपमा हामीले MoW लाई नीलमणि वृद्धि प्रविधिहरूमा एक रोचक सामग्रीको रूपमा र शुद्ध मोलिब्डेनम र टंगस्टनको सम्भावित विकल्पको रूपमा प्रस्ताव गर्छौं।
उच्च-तापमान मेकानिकल र थर्मो-भौतिक गुणहरू
नीलमणि क्रिस्टल वृद्धि विधिहरू KY र EFG सजिलैसँग संसारको नीलमणि मात्राको 85% भन्दा बढीको लागि सेवा गर्दछ। दुबै विधिहरूमा, तरल एल्युमिना थिचिएको-सिन्टर गरिएको क्रुसिबलहरूमा राखिन्छ, सामान्यतया KY प्रक्रियाको लागि टंगस्टन र EFG प्रक्रियाको लागि मोलिब्डेनमबाट बनेको हुन्छ। क्रुसिबलहरू यी बढ्दो प्रक्रियाहरूको लागि महत्वपूर्ण प्रणाली भागहरू हुन्। सम्भवतः KY प्रक्रियामा टंगस्टन क्रुसिबलको लागत घटाउने र EFG प्रक्रियामा मोलिब्डेनम क्रुसिबलको जीवनकाल बढाउने विचारलाई लक्षित गर्दै, हामीले थप दुईवटा MoW मिश्र धातुहरू, अर्थात् MoW30 70 wt.% Mo र 30 wt उत्पादन र परीक्षण गर्‍यौं। % W र MoW50 जसमा 50 wt। % Mo र W प्रत्येक।
सबै भौतिक विशेषता अध्ययनका लागि हामीले Mo, MoW30, MoW50 र W को थिचिएको-sintered ingots उत्पादन गर्यौं।

तालिका I: मेकानिकल र थर्मो-भौतिक गुणहरूमा मापनको लागि प्रयोग गरिएको थिचिएको-सिन्टर गरिएको सामग्रीहरूको सारांश। तालिकाले सामग्रीको प्रारम्भिक अवस्थाहरूको घनत्व र औसत अन्नको आकार देखाउँछ

किनभने क्रुसिबलहरू लामो समयसम्म उच्च तापक्रमको सम्पर्कमा रहन्छन्, हामीले विशेष गरी 1000 °C र 2100 °C बीचको उच्च-तापमान दायराहरूमा विस्तृत तन्य परीक्षणहरू सञ्चालन गर्यौं। चित्र 1 ले Mo, MoW30, र MoW50 को लागि यी नतिजाहरूलाई संक्षेप गर्दछ जहाँ 0.2% उपज शक्ति (Rp0.2) र फ्र्याक्चर (A) को विस्तार देखाइएको छ। तुलनाको लागि, थिचिएको-sintered W को डेटा बिन्दु 2100 ° C मा संकेत गरिएको छ।
मोलिब्डेनममा आदर्श ठोस घुलनशील टंगस्टनको लागि Rp0.2 शुद्ध मो सामग्रीको तुलनामा बढ्ने अपेक्षा गरिएको छ। 1800 °C सम्मको तापक्रमको लागि दुबै MoW मिश्रहरू Mo को तुलनामा कम्तिमा 2 गुणा बढी Rp0.2 देखाउँछन्, चित्र 1(a) हेर्नुहोस्। उच्च तापक्रमको लागि मात्र MoW50 ले उल्लेखनीय रूपमा सुधारिएको Rp0.2 देखाउँछ। प्रेस्ड-सिन्टेर्ड W ले २१०० डिग्री सेल्सियसमा उच्चतम Rp0.2 देखाउँछ। तन्यता परीक्षणहरूले चित्र 1(b) मा देखाइए अनुसार A पनि प्रकट गर्दछ। दुबै MoW मिश्रहरूले फ्र्याक्चर मानहरूसँग धेरै समान लम्बाइ देखाउँछन् जुन सामान्यतया Mo को आधा मानहरू हुन्छन्। 2100 °C मा टंगस्टनको तुलनात्मक रूपमा उच्च A यसको मोको तुलनामा यसको अधिक फाइन-ग्रेन्ड संरचनाको कारण हुनुपर्दछ।
थिचिएको-सिन्टेड मोलिब्डेनम टंगस्टन मिश्रहरूको भंगुर संक्रमण तापमान (DBTT) को तन्य निर्धारण गर्न, झुकाउने कोण मा मापन पनि विभिन्न परीक्षण तापमान मा आयोजित गरियो। परिणामहरू चित्र 2 मा देखाइएको छ। DBTT बढ्दै जान्छ टंगस्टन सामग्री। जबकि Mo को DBTT लगभग 250 °C मा अपेक्षाकृत कम छ, मिश्र धातु MoW30 र MoW50 ले क्रमशः लगभग 450 °C र 550 °C को DBTT देखाउँछ।

मेकानिकल विशेषताको पूरक हामीले थर्मो-भौतिक गुणहरू पनि अध्ययन गर्यौं। थर्मल एक्सपेन्सन (CTE) को गुणांक Ø5 mm र 25 mm लम्बाइ भएको नमूना प्रयोग गरेर 1600 °C सम्मको तापक्रम दायरामा पुश-रड डाइलाटोमिटर [3] मा मापन गरिएको थियो। CTE मापनहरू चित्र 3 मा चित्रण गरिएको छ। सबै सामग्रीहरूले बढ्दो तापक्रमको साथ CTE को धेरै समान निर्भरता देखाउँछन्। मिश्र धातुहरू MoW30 र MoW50 को लागि CTE मानहरू Mo र W को मानहरू बीचमा छन्। किनभने थिचिएको-sintered सामग्रीको अवशिष्ट पोरोसिटी असंगत छ र सानो व्यक्तिगत छिद्रहरू भएकोले, प्राप्त गरिएको CTE उच्च-घनत्व सामग्री जस्तै पानाहरू र छडी [४]।
थिचिएको-sintered सामग्री को थर्मल चालकता लेजर फ्ल्यास विधि प्रयोग गरेर Ø12.7 mm र 3.5 mm मोटाई संग थर्मल diffusivity र नमूना को विशिष्ट गर्मी मापन गरेर प्राप्त गरिएको थियो [5, 6]। आइसोट्रोपिक सामग्रीहरूको लागि, जस्तै थिचिएको-सिन्टेर्ड सामग्रीहरू, विशिष्ट तापलाई एउटै विधिबाट मापन गर्न सकिन्छ। मापन तापमान दायरा 25 डिग्री सेल्सियस र 1000 डिग्री सेल्सियस बीचमा लिइएको छ। थर्मल चालकता गणना गर्न हामीले तालिका I मा देखाइए अनुसार भौतिक घनत्वहरू प्रयोग गर्‍यौं र तापक्रम स्वतन्त्र घनत्वहरू मान्दछौं। चित्र 4 ले थिचिएको-सिन्टेड Mo, MoW30, MoW50 र W को लागि परिणाम थर्मल चालकता देखाउँछ। थर्मल चालकता

MoW मिश्र धातुहरू जाँच गरिएका सबै तापमानहरूको लागि 100 W/mK भन्दा कम र शुद्ध मोलिब्डेनम र टंगस्टनको तुलनामा धेरै सानो छ। थप रूपमा, Mo र W को चालकता बढ्दो तापक्रम संग घट्छ जबकि MoW मिश्र धातु को चालकता बढ्दो तापमान संग बढ्दो मान को संकेत गर्दछ।
यो भिन्नताको कारण यस कार्यमा अनुसन्धान गरिएको छैन र भविष्यको अनुसन्धानको अंश हुनेछ। यो ज्ञात छ कि धातुहरूको लागि कम तापक्रममा थर्मल चालकताको हावी भाग फोनोन योगदान हो जबकि उच्च तापक्रममा इलेक्ट्रोन ग्याँस थर्मल चालकता [7] मा हावी हुन्छ। फोननहरू भौतिक अपूर्णता र दोषहरूद्वारा प्रभावित हुन्छन्। यद्यपि, कम तापक्रम दायरामा थर्मल चालकताको बृद्धि MoW मिश्र धातुहरूको लागि मात्र होइन तर अन्य ठोस-समाधान सामग्रीहरू जस्तै टंगस्टन-रेनियम [८], जहाँ इलेक्ट्रोन योगदानले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।
मेकानिकल र थर्मो-भौतिक गुणहरूको तुलनाले देखाउँछ कि MoW नीलमणि अनुप्रयोगहरूको लागि एक रोचक सामग्री हो। उच्च तापक्रम > 2000 °C को लागि उत्पादन शक्ति मोलिब्डेनम को तुलना मा अधिक छ र crucibles को लामो जीवनकाल सम्भव हुनुपर्छ। यद्यपि, सामग्री थप भंगुर हुन्छ र मेसिनिङ र ह्यान्डलिंग समायोजन गर्नुपर्छ। चित्र 4 मा देखाइए अनुसार थिचिएको-सिन्टेड MoW को थर्मल चालकतामा उल्लेखनीय रूपमा कम भएकोले संकेत गर्दछ कि बढ्दो फर्नेसको ताप-अप र कूल-डाउन प्यारामिटरहरू आवश्यक हुन सक्छ। विशेष गरी तातो-अप चरणमा, जहाँ एल्युमिनालाई क्रुसिबलमा पग्लिन आवश्यक हुन्छ, तातो क्रुसिबलद्वारा मात्र यसको कच्चा भरिने सामग्रीमा सारिन्छ। क्रुसिबलमा उच्च थर्मल तनावबाट बच्न MoW को कम थर्मल चालकता विचार गर्नुपर्छ। MoW मिश्र धातुहरूको CTE मानहरूको दायरा HEM क्रिस्टल बढ्दो विधिको सन्दर्भमा रोचक छ। सन्दर्भमा छलफल गरिए अनुसार [९] Mo को CTE ले कूल डाउन चरणमा नीलमणिको क्ल्याम्पिङ निम्त्याउँछ। त्यसकारण, HEM प्रक्रियाको लागि पुन: प्रयोगयोग्य स्पन क्रुसिबलहरू महसुस गर्न MoW मिश्र धातुको घटाइएको CTE महत्वपूर्ण हुन सक्छ।
थिचिएको-सिन्टेड अपवर्तक धातुहरूको सतह कन्डिसन
परिचयमा छलफल गरिएझैं, प्रेस्ड-सिन्टेर्ड क्रुसिबलहरू प्रायः नीलमणि क्रिस्टल वृद्धि प्रक्रियाहरूमा प्रयोग गरिन्छ र एल्युमिनालाई 2050 डिग्री सेल्सियस भन्दा माथि पग्लन्छ। अन्तिम नीलमणि क्रिस्टल गुणस्तरको लागि एउटा महत्त्वपूर्ण आवश्यकता अशुद्धता र ग्यासका बुलबुलेलाई सकेसम्म कम पिघ्नमा राख्नु हो। थिचिएको सिन्टेड भागहरूमा अवशिष्ट पोरोसिटी हुन्छ र राम्रो दाना भएको संरचना देखाउँछ। बन्द पोरोसिटी भएको यो फाइन-ग्रेन्ड संरचना विशेष गरी अक्सिडिक पिघल्दा धातुको बढ्दो क्षरणको लागि कमजोर हुन्छ। नीलमणि क्रिस्टलको लागि अर्को समस्या पिघल भित्र सानो ग्यास बुलबुले हो। ग्यास बुलबुले को गठन अपवर्तक भाग को बढेको सतह खुरदना द्वारा बढाइएको छ जुन पिघल संग सम्पर्क मा छ।

थिचिएको-सिन्टेड सामग्रीका यी समस्याहरू हटाउन हामी मेकानिकल सतह उपचारको शोषण गर्छौं। हामीले थिच्ने उपकरणको साथ विधिको परीक्षण गर्‍यौं जहाँ सिरेमिक उपकरणले थिचिएको-सिन्टर गरिएको भागको परिभाषित दबाव अन्तर्गत सतहमा काम गरिरहेको छ [१०]। सतहमा प्रभावकारी थिच्ने तनाव यस सतह कन्डिसनको समयमा सिरेमिक उपकरणको सम्पर्क सतहमा उल्टो निर्भर हुन्छ। यस उपचारको साथ एक उच्च थिच्ने तनाव स्थानीय रूपमा थिचिएको-सिन्टर गरिएको सामग्रीको सतहमा लागू गर्न सकिन्छ र सामग्रीको सतह प्लास्टिक रूपमा विकृत हुन्छ। चित्र 5 ले थिचिएको-सिंटर गरिएको मोलिब्डेनम नमूनाको उदाहरण देखाउँदछ जुन यस प्रविधिसँग काम गरिएको छ।
चित्र 6 ले उपकरणको दबाबमा प्रभावकारी दबाइको तनावको निर्भरतालाई गुणात्मक रूपमा देखाउँछ। डाटा थिचिएको-sintered मोलिब्डेनममा उपकरणको स्थिर छापको मापनबाट व्युत्पन्न गरिएको थियो। रेखाले हाम्रो मोडेल अनुसार डाटामा फिट प्रतिनिधित्व गर्दछ।

चित्र 7 ले डिस्कको रूपमा तयार गरिएका विभिन्न थिचिएको-सिन्टर गरिएको सामग्रीहरूको लागि उपकरणको दबाबको प्रकार्यको रूपमा सतहको खुरदरापन र सतहको कठोरता मापनको लागि सारांशित विश्लेषण परिणामहरू देखाउँदछ। चित्र 7(a) मा देखाइए अनुसार उपचारले सतहलाई कडा बनाउँछ। दुबै परीक्षण गरिएका सामग्री Mo र MoW30 को कठोरता लगभग 150% ले बढेको छ। उच्च उपकरण दबाबको लागि कठोरता थप बढिरहेको छैन। चित्र 7(b) ले Mo का लागि ०.१ μm जति कम Ra सँग अत्यधिक चिल्लो सतहहरू सम्भव छन् भनी देखाउँछ। बढ्दो उपकरणको दबाबको लागि Mo को नरमपन फेरि बढ्छ। MoW30 (र W) Mo भन्दा कडा सामग्री भएकाले MoW30 र W को प्राप्त Ra मानहरू सामान्यतया Mo भन्दा 2-3 गुणा बढी हुन्छन्। Mo को विरोधाभासमा, W को सतहको नरमपन भित्र उच्च उपकरण दबाब लागू गरेर घट्छ। परिक्षण परिमिति दायरा।
कन्डिसन गरिएको सतहहरूको हाम्रो स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (SEM) अध्ययनहरूले सतहको नरमपनको डेटा पुष्टि गर्छ, हेर्नुहोस् चित्र 7(b)। चित्र 8(a) मा चित्रण गरिए अनुसार, विशेष गरी उच्च उपकरणको दबाबले अनाजको सतह क्षति र माइक्रोक्र्याकहरू निम्त्याउन सक्छ। धेरै उच्च सतह तनावमा कन्डिसनिङले सतहबाट दाना हटाउन पनि सक्छ, चित्र 8(b) हेर्नुहोस्। यस्तै प्रभावहरू MoW र W को लागि निश्चित मेसिनिंग प्यारामिटरहरूमा पनि अवलोकन गर्न सकिन्छ।
सतहको अन्न संरचना र यसको तापक्रम व्यवहारको सन्दर्भमा सतह कन्डिसन प्रविधिको प्रभाव अध्ययन गर्न, हामीले Mo, MoW30 र W को तीनवटा परीक्षण डिस्कहरूबाट एनेलिङ नमूनाहरू तयार गर्यौं।

नमूनाहरू 800 °C देखि 2000 °C को दायरामा विभिन्न परीक्षण तापमानमा 2 घण्टाको लागि उपचार गरियो र प्रकाश माइक्रोस्कोपी विश्लेषणको लागि माइक्रोसेक्शनहरू तयार गरियो।
चित्र 9 ले थिचिएको-सिन्टर गरिएको मोलिब्डेनमको माइक्रोसेक्शन उदाहरणहरू देखाउँछ। उपचार गरिएको सतहको प्रारम्भिक अवस्था चित्र 9(a) मा प्रस्तुत गरिएको छ। सतहले लगभग 200 μm को दायरा भित्र लगभग बाक्लो तह देखाउँछ। यस तहको मुनि सिन्टेरिङ पोर्ससहितको सामान्य भौतिक संरचना देखिन्छ, अवशिष्ट पोरोसिटी लगभग ५% हुन्छ। सतह तह भित्र मापन अवशिष्ट porosity 1% भन्दा तल छ। चित्र 9(b) ले 1700 °C मा 2 घन्टाको लागि annealing पछि अन्न संरचना देखाउँछ। बाक्लो सतह तहको मोटाई बढेको छ र दानाहरू सतह कन्डिसनद्वारा परिमार्जन नगरिएको भोल्युममा दानाहरू भन्दा धेरै ठूला छन्। यो मोटे-दाना अत्यधिक बाक्लो तह सामग्रीको क्रिप प्रतिरोध सुधार गर्न प्रभावकारी हुनेछ।
हामीले विभिन्न उपकरणको दबाबको लागि मोटाई र दानाको आकारको सन्दर्भमा सतह तहको तापक्रम निर्भरता अध्ययन गरेका छौं। चित्र 10 ले Mo र MoW30 को लागि सतह तह मोटाईको लागि प्रतिनिधि उदाहरणहरू देखाउँछ। चित्र 10(a) मा चित्रण गरे अनुसार प्रारम्भिक सतह तह मोटाई मेसिन उपकरण सेटअप मा निर्भर गर्दछ। ८०० डिग्री सेल्सियसभन्दा माथिको एनेलिङ तापक्रममा Mo को सतह तह मोटाई बढ्न थाल्छ। 2000 °C मा तह मोटाई 0.3 देखि 0.7 मिमी सम्म पुग्छ। MoW30 को लागि चित्र 10(b) देखाइए अनुसार 1500 °C भन्दा माथिको तापमानमा मात्र सतह तह मोटाईको वृद्धि देख्न सकिन्छ। यद्यपि 2000 °C मा MoW30 को तह मोटाई Mo सँग धेरै मिल्दोजुल्दो छ।

सतह तहको मोटाई विश्लेषण जस्तै, चित्र 11 ले सतह तहमा annealing तापमान को एक प्रकार्य को रूप मा Mo र MoW30 को लागि औसत अन्न आकार डेटा देखाउँछ। तथ्याङ्कहरूबाट अनुमान लगाउन सकिन्छ, अन्नको आकार - मापन अनिश्चितता भित्र - लागू प्यारामिटर सेटअपबाट स्वतन्त्र छ। अनाजको आकार वृद्धिले सतह क्षेत्रको विकृतिको कारणले सतह तहको असामान्य अनाज वृद्धिलाई संकेत गर्दछ। मोलिब्डेनम दानाहरू 1100 डिग्री सेल्सियस भन्दा माथिको परीक्षण तापमानमा बढ्छ र अन्नको आकार प्रारम्भिक अन्नको आकारको तुलनामा 2000 डिग्री सेल्सियसमा लगभग 3 गुणा ठूलो हुन्छ। सतह कन्डिसन तहको MoW30 दानाहरू 1500 डिग्री सेल्सियस भन्दा माथि बढ्न थाल्छन्। 2000 डिग्री सेल्सियसको परीक्षण तापक्रममा औसत अन्नको आकार प्रारम्भिक अन्नको आकारको लगभग 2 गुणा हुन्छ।
संक्षेपमा, सतह कन्डिसन प्रविधिमा हाम्रो अनुसन्धानले यो प्रेस-सिन्टेर्ड मोलिब्डेनम टंगस्टन मिश्र धातुहरूको लागि राम्रोसँग लागू हुन्छ देखाउँदछ। यस विधिको प्रयोग गरेर, बढेको कठोरताका साथसाथै ०.५ μm भन्दा कम Ra सँग चिल्लो सतहहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ। पछिल्लो सम्पत्ति ग्याँस बबल कमी को लागी विशेष गरी लाभदायक छ। सतह तहमा अवशिष्ट porosity शून्य नजिक छ। एनिलिङ र माइक्रोसेक्शन अध्ययनहरूले देखाउँदछ कि 500 ​​μm को विशिष्ट मोटाईको साथ अत्यधिक बाक्लो सतह तह प्राप्त गर्न सकिन्छ। यसरी मिसिन प्यारामिटर ले तह मोटाई नियन्त्रण गर्न सक्नुहुन्छ। सामान्यतया नीलमणि उब्जनी विधिहरूमा प्रयोग गरिएझैं उच्च तापक्रममा कन्डिसन गरिएको सामग्रीलाई उजागर गर्दा, सतहको तह सतह मेसिन नगरी भन्दा २-३ गुणा ठूलो भएको दानाको आकारको साथ मोटो-दाना भएको हुन्छ। सतह तह मा अनाज आकार मिसिन मापदण्डहरु स्वतन्त्र छ। सतहमा अन्न सीमाहरूको संख्या प्रभावकारी रूपमा कम गरिएको छ। यसले अनाज सीमाहरूमा तत्वहरूको फैलावटको बिरूद्ध उच्च प्रतिरोधको नेतृत्व गर्दछ र पग्लने आक्रमण कम हुन्छ। थप रूपमा, थिचिएको-sintered मोलिब्डेनम टंगस्टन मिश्रहरूको उच्च तापमान क्रिप प्रतिरोध सुधारिएको छ।

अपवर्तक धातुहरूमा तरल एल्युमिनाको भिजाउने अध्ययन
मोलिब्डेनम वा टंगस्टनमा तरल एल्युमिनालाई भिजाउनु नीलमणि उद्योगको आधारभूत चासोको विषय हो। विशेष गरी EFG प्रक्रियाको लागि डाइ-प्याक केशिकाहरूमा एल्युमिना भिजाउने व्यवहारले नीलमणि रड वा रिबनको वृद्धि दर निर्धारण गर्दछ। चयन गरिएको सामग्रीको प्रभाव बुझ्नको लागि, सतहको नरमपन वा प्रक्रिया वातावरण हामीले विस्तृत गीला कोण मापनहरू सञ्चालन गर्यौं [११]।
भिजाउने मापनको लागि 1 x 5 x 40 mm³ को आकारको परीक्षण सब्सट्रेटहरू Mo, MoW25 र W शीट सामग्रीबाट उत्पादन गरिएको थियो। धातु पाना सब्सट्रेट मार्फत उच्च विद्युत प्रवाह पठाएर 2050 डिग्री सेल्सियसको एल्युमिनाको पग्लने तापक्रम आधा मिनेट भित्र प्राप्त गर्न सकिन्छ। कोण मापनको लागि सानो एल्युमिना कणहरू पाना नमूनाहरूको शीर्षमा राखिएको थियो र पछि

थोपाहरूमा पग्लियो। एक स्वचालित इमेजिङ प्रणालीले चित्र 12 मा उदाहरणको रूपमा चित्रण गरे जस्तै पिघलने थोपा रेकर्ड गर्यो। प्रत्येक पिघल-ड्रप प्रयोगले ड्रपलेट कन्टूरको विश्लेषण गरेर भिजाउने कोण मापन गर्न अनुमति दिन्छ, चित्र 12(a), र सब्सट्रेट आधार रेखा सामान्यतया बन्द गरेपछि। ताप प्रवाह, चित्र 12(b) हेर्नुहोस्।
हामीले दुई भिन्न वायुमण्डलीय अवस्थाहरूको लागि भिजाउने कोण मापन गरेका छौं, 10-5mbar मा भ्याकुम र 900 mbar दबाबमा आर्गन। थप रूपमा, दुईवटा सतह प्रकारहरू परीक्षण गरिएका थिए, अर्थात् Ra ~ 1 μm भएका असभ्य सतहहरू र Ra ~ 0.1 μm भएका चिल्लो सतहहरू।
तालिका II ले चिल्लो सतहहरूका लागि Mo, MoW25 र W को लागि भिजाउने कोणहरूमा सबै मापनहरूको नतिजाहरू संक्षेप गर्दछ। सामान्यतया, Mo को भिजाउने कोण अन्य सामग्रीको तुलनामा सबैभन्दा सानो हुन्छ। यसले संकेत गर्छ कि एल्युमिना मेल्टले Mo लाई राम्रोसँग भिजाउँदैछ जुन EFG बढ्दो प्रविधिमा फाइदाजनक छ। आर्गनका लागि प्राप्त भिजाउने कोणहरू भ्याकुमका लागि कोणहरू भन्दा महत्त्वपूर्ण रूपमा कम छन्। नराम्रो सब्सट्रेट सतहहरूको लागि हामीले व्यवस्थित रूपमा अलि कम भिजाउने कोणहरू फेला पार्छौं। यी मानहरू सामान्यतया तालिका II मा दिइएको कोणहरू भन्दा लगभग 2° कम हुन्छन्। यद्यपि, मापन अनिश्चितताको कारण, चिल्लो र नराम्रो सतहहरू बीच कुनै महत्त्वपूर्ण कोण भिन्नता रिपोर्ट गर्न सकिँदैन।

हामीले अन्य वायुमण्डलीय दबाबहरूको लागि पनि भिजाउने कोणहरू नाप्यौं, अर्थात् 10-5 mbar र 900 mbar बीचको मानहरू। प्रारम्भिक विश्लेषणले देखाउँछ कि 10-5 mbar र 1 mbar बीचको दबाबको लागि भिजेको परी परिवर्तन हुँदैन। 1 mbar भन्दा माथि मात्र भिजाउने कोण 900 mbar आर्गन (तालिका II) मा अवलोकन गरिएको भन्दा कम हुन्छ। वायुमण्डलीय अवस्थाको छेउमा, एल्युमिना पग्लने व्यवहारको लागि अर्को महत्त्वपूर्ण कारक अक्सिजन आंशिक दबाव हो। हाम्रो परीक्षणहरूले सुझाव दिन्छ कि पिघल र धातु सब्सट्रेटहरू बीचको रासायनिक अन्तरक्रिया पूर्ण मापन अवधि (सामान्यतया 1 मिनेट) भित्र हुन्छ। Al2O3 अणुहरूको अन्य अक्सिजन कम्पोनेन्टहरूमा विघटन गर्ने प्रक्रियालाई पग्लने थोपा नजिकको सब्सट्रेट सामग्रीसँग अन्तरक्रिया गर्ने हामीलाई शंका छ। थप अध्ययनहरू हाल गीला कोणको दबाब निर्भरता र अपवर्तक धातुहरूसँग पग्लिने रासायनिक अन्तरक्रियाहरू दुवै थप विवरणमा अनुसन्धान गर्न जारी छ।