Molibdenum at tungsten sa industriya ng paglago ng kristal na sapiro

Ang Sapphire ay isang matigas, lumalaban sa pagsusuot at malakas na materyal na may mataas na temperatura ng pagkatunaw, ito ay malawak na hindi gumagalaw sa kemikal, at nagpapakita ito ng mga kagiliw-giliw na optical properties. Samakatuwid, ang sapiro ay ginagamit para sa maraming mga teknolohikal na aplikasyon kung saan ang mga pangunahing larangan ng industriya ay optika at electronics. Ngayon ang pinakamalaking bahagi ng pang-industriyang sapiro ay ginagamit bilang isang substrate para sa produksyon ng LED at semiconductor, na sinusundan ng paggamit bilang mga bintana para sa mga relo, mga bahagi ng mobile phone o bar code scanner, upang pangalanan ang ilang mga halimbawa [1]. Ngayon, ang iba't ibang mga paraan upang palaguin ang mga solong kristal ng sapiro ay magagamit, isang magandang pangkalahatang-ideya ay matatagpuan hal sa [1, 2]. Gayunpaman, ang tatlong lumalagong pamamaraan na Kyropoulos process (KY), heat-exchange method (HEM) at edged-defined film-fed growth (EFG) ay nagkakahalaga ng higit sa 90 % ng pandaigdigang kapasidad sa paggawa ng sapphire.

Ang unang pagtatangka para sa isang sintetikong ginawang kristal ay ginawa noong 1877 para sa maliliit na ruby ​​na solong kristal [2]. Kaagad noong 1926 naimbento ang proseso ng Kyropoulos. Gumagana ito sa vacuum at nagbibigay-daan upang makagawa ng malalaking cylindrical na hugis na mga boule na napakataas ng kalidad. Ang isa pang kawili-wiling paraan ng paglaki ng sapiro ay ang paglago na pinapakain ng pelikula na tinukoy sa gilid. Ang pamamaraan ng EFG ay batay sa isang capillary channel na puno ng likidong natutunaw at nagbibigay-daan sa paglaki ng mga hugis na kristal na sapphire tulad ng mga rod, tubo o sheet (tinatawag ding mga ribbon). Sa kaibahan sa mga pamamaraang ito, ang paraan ng pagpapalitan ng init, na ipinanganak noong huling bahagi ng dekada ng 1960, ay nagbibigay-daan sa pagpapalaki ng malalaking sapphire boule sa loob ng spun crucible sa hugis ng crucible sa pamamagitan ng tinukoy na heat extraction mula sa ibaba. Dahil ang sapphire boule ay dumidikit sa crucible sa pagtatapos ng proseso ng paglaki, ang mga boule ay maaaring pumutok sa cool down na proseso at ang crucible ay maaari lamang gamitin nang isang beses.
Alinman sa mga teknolohiyang lumalagong kristal ng sapphire na ito ay may pagkakatulad na ang mga pangunahing bahagi - lalo na ang mga crucibles - ay nangangailangan ng mataas na temperatura na refractory metal. Depende sa lumalagong paraan, ang mga crucibles ay gawa sa molibdenum o tungsten, ngunit ang mga metal ay malawakang ginagamit din para sa mga heat heaters, die-pack at hot-zone shieldings [1]. Gayunpaman, sa papel na ito itinuon namin ang aming talakayan sa mga paksang nauugnay sa KY at EFG dahil ginagamit ang mga pressed-sintered crucibles sa mga prosesong ito.
Sa ulat na ito, ipinakita namin ang mga pag-aaral sa characterization ng materyal at mga pagsisiyasat sa pagkondisyon sa ibabaw ng mga pressed-sintered na materyales tulad ng molybdenum (Mo), tungsten (W) at mga haluang metal nito (MoW). Sa unang bahagi ang aming focus ay nakasalalay sa mataas na temperatura ng mekanikal na data at ductile hanggang malutong na temperatura ng paglipat. Komplementaryong mga mekanikal na katangian ay pinag-aralan namin ang mga thermo-physical na katangian, ibig sabihin, ang koepisyent ng thermal expansion at thermal conductivity. Sa ikalawang bahagi ay nagpapakita kami ng mga pag-aaral sa isang diskarte sa pagkondisyon sa ibabaw na partikular upang mapabuti ang paglaban ng mga crucibles na puno ng alumina melt. Sa ikatlong bahagi nag-uulat kami sa mga sukat ng basang mga anggulo ng likidong alumina sa mga refractory metal sa 2100 °C. Nagsagawa kami ng mga melt-drop na eksperimento sa Mo, W at MoW25 alloy (75 wt.% molybdenum, 25 wt.% tungsten) at nag-aral ng mga dependency sa iba't ibang kondisyon ng atmospera. Bilang resulta mula sa aming mga pagsisiyasat, iminumungkahi namin ang MoW bilang isang kawili-wiling materyal sa mga teknolohiya ng paglago ng sapphire at bilang isang potensyal na alternatibo sa purong molibdenum at tungsten.
Mataas na temperatura ng mekanikal at thermo-physical na mga katangian
Ang sapphire crystal growth method na KY at EFG ay madaling nagsisilbi para sa higit sa 85 % ng bahagi ng dami ng sapphire sa mundo. Sa parehong mga pamamaraan, ang likidong alumina ay inilalagay sa mga pinindot na sintered crucibles, karaniwang gawa sa tungsten para sa proseso ng KY at gawa sa molibdenum para sa proseso ng EFG. Ang mga crucibles ay mga kritikal na bahagi ng system para sa lumalaking prosesong ito. Nilalayon ang ideya na posibleng bawasan ang mga gastos ng tungsten crucibles sa proseso ng KY pati na rin pataasin ang buhay ng molybdenum crucibles sa proseso ng EFG, gumawa at sumubok kami ng karagdagang dalawang MoW alloys, ibig sabihin, MoW30 na naglalaman ng 70 wt.% Mo at 30 wt. % W at MoW50 na naglalaman ng 50 wt.% Mo at W bawat isa.
Para sa lahat ng pag-aaral ng characterization ng materyal, gumawa kami ng mga pressed-sintered ingot ng Mo, MoW30, MoW50 at W. Ipinapakita ng Talahanayan I ang mga densidad at average na laki ng butil na tumutugma sa mga unang estado ng materyal.

Talahanayan I: Buod ng mga pressed-sintered na materyales na ginamit para sa mga sukat sa mekanikal at thermo-physical na katangian. Ipinapakita ng talahanayan ang density at average na laki ng butil ng mga paunang estado ng mga materyales

MOW

Dahil ang mga crucibles ay matagal nang nakalantad sa mataas na temperatura, nagsagawa kami ng mga detalyadong pagsusuri sa tensile lalo na sa hanay ng mataas na temperatura sa pagitan ng 1000 °C at 2100 °C. Ang Figure 1 ay nagbubuod sa mga resultang ito para sa Mo, MoW30, at MoW50 kung saan ipinapakita ang 0.2 % na lakas ng ani (Rp0.2) at ang elongation hanggang bali (A). Para sa paghahambing, ang isang punto ng data ng pressed-sintered W ay ipinahiwatig sa 2100 °C.
Para sa perpektong solid-soluted tungsten sa molibdenum ang Rp0.2 ay inaasahang tataas kumpara sa purong Mo material. Para sa mga temperatura hanggang sa 1800 °C parehong MoW alloy ay nagpapakita ng hindi bababa sa 2 beses na mas mataas Rp0.2 kaysa sa Mo, tingnan ang Figure 1(a). Para sa mas mataas na temperatura, ang MoW50 lamang ang nagpapakita ng makabuluhang pinabuting Rp0.2. Ang pressed-sintered W ay nagpapakita ng pinakamataas na Rp0.2 sa 2100 °C. Ang mga tensile test ay nagpapakita rin ng A tulad ng ipinapakita sa Figure 1(b). Ang parehong mga haluang metal ng MoW ay nagpapakita ng halos kaparehong pagpahaba sa mga halaga ng bali na karaniwang kalahati ng mga halaga ng Mo. Ang medyo mataas na A ng tungsten sa 2100 °C ay dapat na sanhi ng mas pinong istraktura nito kumpara sa Mo.
Upang matukoy ang ductile to brittle transition temperature (DBTT) ng pressed-sintered molybdenum tungsten alloys, ang mga pagsukat din sa anggulo ng baluktot ay isinagawa sa iba't ibang mga temperatura ng pagsubok. Ang mga resulta ay ipinapakita sa Figure 2. Ang DBTT ay tumataas sa pagtaas ng nilalaman ng tungsten. Habang ang DBTT ng Mo ay medyo mababa sa humigit-kumulang 250 °C, ang mga haluang metal na MoW30 at MoW50 ay nagpapakita ng DBTT na humigit-kumulang 450 °C at 550 °C, ayon sa pagkakabanggit.

MoW30

 

MoW50

Bilang karagdagan sa mekanikal na paglalarawan, pinag-aralan din namin ang mga thermo-physical na katangian. Ang koepisyent ng thermal expansion (CTE) ay sinusukat sa isang push-rod dilatometer [3] sa hanay ng temperatura hanggang 1600 °C gamit ang ispesimen na may Ø5 mm at 25 mm ang haba. Ang mga sukat ng CTE ay inilalarawan sa Figure 3. Ang lahat ng mga materyales ay nagpapakita ng halos katulad na dependency ng CTE sa pagtaas ng temperatura. Ang mga halaga ng CTE para sa mga haluang metal na MoW30 at MoW50 ay nasa pagitan ng mga halaga ng Mo at W. Dahil ang natitirang porosity ng mga pressed-sintered na materyales ay hindi magkadikit at may maliliit na indibidwal na mga butas, ang nakuha na CTE ay katulad ng mga high-density na materyales tulad ng mga sheet at mga pamalo [4].
Ang thermal conductivity ng mga pressed-sintered na materyales ay nakuha sa pamamagitan ng pagsukat ng parehong thermal diffusivity at ang tiyak na init ng ispesimen na may kapal na Ø12.7 mm at 3.5 mm gamit ang laser flash method [5, 6]. Para sa isotropic na materyales, tulad ng mga pressed-sintered na materyales, ang tiyak na init ay maaaring masukat sa parehong paraan. Ang mga sukat ay ginawa sa hanay ng temperatura sa pagitan ng 25 °C at 1000 °C. Upang kalkulahin ang thermal conductivity na ginamit namin bilang karagdagan sa mga densidad ng materyal tulad ng ipinapakita sa Talahanayan I at ipinapalagay ang mga independiyenteng densidad ng temperatura. Ipinapakita ng Figure 4 ang nagresultang thermal conductivity para sa pressed-sintered Mo, MoW30, MoW50 at W. Ang thermal conductivity

 

Mo1

ng MoW alloys ay mas mababa sa 100 W/mK para sa lahat ng temperaturang sinisiyasat at mas maliit kumpara sa purong molibdenum at tungsten. Bilang karagdagan, ang conductivity ng Mo at W ay bumababa sa pagtaas ng temperatura habang ang conductivity ng MoW alloy ay nagpapahiwatig ng pagtaas ng mga halaga sa pagtaas ng temperatura.
Ang dahilan ng pagkakaibang ito ay hindi pa naimbestigahan sa gawaing ito at magiging bahagi ng mga pagsisiyasat sa hinaharap. Ito ay kilala na para sa mga metal ang nangingibabaw na bahagi ng thermal conductivity sa mababang temperatura ay ang phonon na kontribusyon habang sa mataas na temperatura ang electron gas ay nangingibabaw sa thermal conductivity [7]. Ang mga phonon ay apektado ng mga materyal na di-kasakdalan at mga depekto. Gayunpaman, ang pagtaas ng thermal conductivity sa mababang hanay ng temperatura ay sinusunod hindi lamang para sa mga haluang metal ng MoW kundi pati na rin para sa iba pang solid-solution na materyales tulad ng hal tungsten-rhenium [8], kung saan ang kontribusyon ng elektron ay gumaganap ng isang mahalagang papel.
Ang paghahambing ng mekanikal at thermo-pisikal na katangian ay nagpapakita na ang MoW ay isang kawili-wiling materyal para sa mga aplikasyon ng sapiro. Para sa mataas na temperatura > 2000 °C ang lakas ng ani ay mas mataas kaysa para sa molibdenum at mas mahabang buhay ng mga crucibles ay dapat na magagawa. Gayunpaman, ang materyal ay nagiging mas malutong at ang machining at handling ay dapat ayusin. Ang makabuluhang nabawasan na thermal conductivity ng pressed-sintered MoW tulad ng ipinapakita sa Figure 4 ay nagpapahiwatig na maaaring kailanganin ang inangkop na heat-up at cool-down na mga parameter ng lumalaking furnace. Lalo na sa heat-up phase, kung saan ang alumina ay kailangang matunaw sa crucible, ang init ay dinadala lamang ng crucible sa hilaw na materyal na pagpuno nito. Ang pinababang thermal conductivity ng MoW ay dapat isaalang-alang upang maiwasan ang mataas na thermal stress sa crucible. Ang hanay ng mga halaga ng CTE ng mga haluang metal ng MoW ay kawili-wili sa konteksto ng HEM crystal growing method. Tulad ng tinalakay sa sanggunian [9] ang CTE ng Mo ay nagiging sanhi ng pag-clamping ng sapiro sa cool down phase. Samakatuwid, ang pinababang CTE ng MoW na haluang metal ay maaaring maging susi upang mapagtanto ang muling magagamit na mga spun crucibles para sa proseso ng HEM.
Pagkondisyon sa ibabaw ng pinindot-sintered na mga refractory na metal
Gaya ng tinalakay sa panimula, ang mga pressed-sintered crucibles ay kadalasang ginagamit sa mga proseso ng paglago ng sapphire crystal upang magpainit at panatilihing bahagyang natutunaw ang alumina sa itaas ng 2050 °C. Ang isang mahalagang kinakailangan para sa pangwakas na kalidad ng kristal na sapphire ay panatilihing mababa ang pagkatunaw ng mga dumi at mga bula ng gas hangga't maaari. Ang mga pressed-sintered na bahagi ay may natitirang porosity at nagpapakita ng pinong istraktura. Ang pinong butil na istraktura na ito na may saradong porosity ay marupok sa pinahusay na kaagnasan ng metal lalo na sa pamamagitan ng oxidic melts. Ang isa pang problema para sa mga kristal na sapiro ay ang mga maliliit na bula ng gas sa loob ng pagkatunaw. Ang pagbuo ng mga bula ng gas ay pinahusay ng tumaas na pagkamagaspang sa ibabaw ng matigas na bahagi na kung saan ay nakikipag-ugnay sa matunaw.

Upang malampasan ang mga isyung ito ng mga pressed-sintered na materyales, ginagamit namin ang mekanikal na paggamot sa ibabaw. Sinubukan namin ang pamamaraan gamit ang isang tool sa pagpindot kung saan ang isang ceramic na aparato ay gumagana sa ibabaw sa ilalim ng isang tinukoy na presyon ng isang pinindot na sintered na bahagi [10]. Ang epektibong pressing stress sa ibabaw ay inversely depende sa contact surface ng ceramic tool sa panahon ng surface conditioning na ito. Sa pamamagitan ng paggamot na ito ang isang mataas na pagpindot ng stress ay maaaring lokal na ilapat sa ibabaw ng mga pressed-sintered na materyales at ang materyal na ibabaw ay may plastic na deformed. Ipinapakita ng Figure 5 ang isang halimbawa ng isang pressed-sintered molybdenum specimen na ginamit sa pamamaraang ito.
Ang Figure 6 ay nagpapakita ng qualitatively ang dependence ng epektibong pressing stress sa tool pressure. Ang data ay nagmula sa mga sukat ng mga static na imprint ng tool sa pressed-sintered molybdenum. Ang linya ay kumakatawan sa akma sa data ayon sa aming modelo.

moly sheet

sample mosample mo

 

Ipinapakita ng Figure 7 ang mga resulta ng pagsusuri na summarized para sa pagkamagaspang sa ibabaw at mga pagsukat sa katigasan ng ibabaw bilang isang function ng presyon ng tool para sa iba't ibang mga pressed-sintered na materyales na inihanda bilang mga disk. Gaya ng ipinapakita sa Figure 7(a) ang paggamot ay nagreresulta sa pagtigas ng ibabaw. Ang tigas ng parehong nasubok na materyales Mo at MoW30 ay nadagdagan ng humigit-kumulang 150 %. Para sa mataas na presyon ng tool ang katigasan ay hindi na tumataas. Ipinapakita ng Figure 7(b) na ang mataas na makinis na mga ibabaw na may Ra na kasingbaba ng 0.1 μm para sa Mo ay posible. Para sa pagtaas ng presyon ng tool, tumataas muli ang gaspang ng Mo. Dahil ang MoW30 (at W) ay mas mahirap na materyales kaysa sa Mo, ang mga natamo na halaga ng Ra ng MoW30 at W ay karaniwang 2-3 beses na mas mataas kaysa sa Mo. Salungat sa Mo, ang pagkamagaspang sa ibabaw ng W ay bumababa sa pamamagitan ng paglalapat ng mas mataas na presyon ng tool sa loob ng nasubok na hanay ng parameter.
Ang aming pag-scan ng electron microscopy (SEM) na pag-aaral ng mga nakakondisyon na ibabaw ay nagpapatunay sa data ng pagkamagaspang sa ibabaw, tingnan ang Figure 7(b). Gaya ng inilalarawan sa Figure 8(a), partikular na ang mataas na presyon ng tool ay maaaring humantong sa mga pinsala sa ibabaw ng butil at mga microcrack. Ang pagkondisyon sa napakataas na stress sa ibabaw ay maaaring maging sanhi ng kahit na pag-alis ng butil mula sa ibabaw, tingnan ang Figure 8(b). Ang mga katulad na epekto ay maaari ding maobserbahan para sa MoW at W sa ilang mga parameter ng machining.
Upang pag-aralan ang epekto ng surface conditioning technique patungkol sa surface grain structure at temperatura nito, naghanda kami ng mga annealing sample mula sa tatlong test disk ng Mo, MoW30 at W.

SEM

Ang mga sample ay ginagamot sa loob ng 2 oras sa iba't ibang mga temperatura ng pagsubok sa hanay na 800 °C hanggang 2000 °C at ang mga microsection ay inihanda para sa light microscopy analysis.
Ipinapakita ng Figure 9 ang mga halimbawa ng microsection ng pressed-sintered molybdenum. Ang unang estado ng ginagamot na ibabaw ay ipinakita sa Figure 9(a). Ang ibabaw ay nagpapakita ng halos siksik na layer sa loob ng hanay na humigit-kumulang 200 μm. Sa ibaba ng layer na ito ay makikita ang isang tipikal na istraktura ng materyal na may mga sintering pores, ang natitirang porosity ay halos 5%. Ang sinusukat na natitirang porosity sa loob ng layer ng ibabaw ay mas mababa sa 1%. Ipinapakita ng Figure 9(b) ang istraktura ng butil pagkatapos ng pagsusubo sa loob ng 2 h sa 1700 °C. Ang kapal ng siksik na layer ng ibabaw ay tumaas at ang mga butil ay higit na malaki kaysa sa mga butil sa dami na hindi binago ng surface conditioning. Ang magaspang na butil na ito na may mataas na siksik na layer ay magiging epektibo upang mapabuti ang creep resistance ng materyal.
Napag-aralan namin ang pagdepende sa temperatura ng ibabaw na layer patungkol sa kapal at laki ng butil para sa iba't ibang mga presyon ng tool. Ipinapakita ng Figure 10 ang mga halimbawang kinatawan para sa kapal ng layer sa ibabaw para sa Mo at MoW30. Gaya ng inilalarawan sa Figure 10(a) ang paunang kapal ng layer ng ibabaw ay nakasalalay sa setup ng machining tool. Sa isang temperatura ng pagsusubo sa itaas 800 °C ang kapal ng ibabaw ng layer ng Mo ay nagsisimulang tumaas. Sa 2000 °C ang kapal ng layer ay umabot sa mga halaga na 0.3 hanggang 0.7 mm. Para sa MoW30 ang pagtaas ng kapal ng ibabaw na layer ay maaari lamang maobserbahan para sa mga temperaturang higit sa 1500 °C gaya ng ipinapakita sa Figure 10(b). Gayunpaman sa 2000 °C ang kapal ng layer ng MoW30 ay halos kapareho sa Mo.

ibabaw

pagsusubo

Tulad ng pagsusuri sa kapal ng layer sa ibabaw, ipinapakita ng Figure 11 ang average na data ng laki ng butil para sa Mo at MoW30 na sinusukat sa layer ng ibabaw bilang isang function ng mga temperatura ng pagsusubo. Gaya ng mahihinuha mula sa mga figure, ang laki ng butil ay – sa loob ng kawalan ng katiyakan sa pagsukat – independyente sa inilapat na setup ng parameter. Ang paglaki ng laki ng butil ay nagpapahiwatig ng abnormal na paglaki ng butil ng layer sa ibabaw na sanhi ng pagpapapangit ng lugar sa ibabaw. Ang mga butil ng molibdenum ay lumalaki sa mga pagsubok na temperatura sa itaas ng 1100 °C at ang laki ng butil ay halos 3 beses na mas malaki sa 2000 °C kumpara sa unang laki ng butil. Ang mga butil ng MoW30 ng layer na nakakondisyon sa ibabaw ay nagsisimulang lumaki sa mga temperaturang 1500 °C. Sa isang pagsubok na temperatura na 2000 °C ang average na laki ng butil ay humigit-kumulang 2 beses sa paunang laki ng butil.
Sa buod, ipinapakita ng aming mga pagsisiyasat sa surface conditioning technique na naaangkop ito para sa pressed-sintered molybdenum tungsten alloys. Gamit ang pamamaraang ito, maaaring makuha ang mga ibabaw na may tumaas na tigas pati na rin ang mga makinis na ibabaw na may Ra na mas mababa sa 0.5 μm. Ang huling ari-arian ay partikular na kapaki-pakinabang para sa pagbabawas ng bula ng gas. Ang natitirang porosity sa ibabaw na layer ay malapit sa zero. Ang mga pag-aaral ng Annealing at microsection ay nagpapakita na ang isang mataas na siksik na layer ng ibabaw na may karaniwang kapal na 500 μm ay maaaring makuha. Sa pamamagitan nito makokontrol ng parameter ng machining ang kapal ng layer. Kapag inilalantad ang nakakondisyon na materyal sa matataas na temperatura gaya ng karaniwang ginagamit sa mga pamamaraan ng pagtatanim ng sapiro, ang ibabaw na layer ay nagiging coarse-grained na may sukat ng butil na 2-3 beses na mas malaki kaysa sa walang surface machining. Ang laki ng butil sa ibabaw na layer ay independiyente sa mga parameter ng machining. Ang bilang ng mga hangganan ng butil sa ibabaw ay epektibong nababawasan. Ito ay humahantong sa isang mas mataas na pagtutol laban sa pagsasabog ng mga elemento kasama ang mga hangganan ng butil at ang pag-atake ng matunaw ay mas mababa. Bilang karagdagan, ang mataas na temperatura ng creep resistance ng pressed-sintered molybdenum tungsten alloys ay napabuti.

Pag-aaral ng basa ng likidong alumina sa mga refractory metal
Ang basa ng likidong alumina sa molibdenum o tungsten ay pangunahing interes sa industriya ng sapiro. Partikular para sa proseso ng EFG ang pag-uugali ng pag-basa ng alumina sa mga die-pack na capillary ay tumutukoy sa rate ng paglago ng mga sapphire rod o ribbons. Upang maunawaan ang epekto ng napiling materyal, pagkamagaspang sa ibabaw o kapaligiran ng proseso nagsagawa kami ng mga detalyadong pagsukat ng anggulo ng basa [11].
Para sa mga pagsukat ng basa, ang mga substrate ng pagsubok na may sukat na 1 x 5 x 40 mm³ ay ginawa mula sa Mo, MoW25 at W sheet na materyales. Sa pamamagitan ng pagpapadala ng mataas na electric current sa pamamagitan ng metal sheet substrate ang temperatura ng pagkatunaw ng alumina na 2050 °C ay maaaring makamit sa loob ng kalahating minuto. Para sa mga sukat ng anggulo, ang maliliit na particle ng alumina ay inilagay sa ibabaw ng mga sample ng sheet at pagkatapos

natunaw sa mga patak. Itinala ng isang automated imaging system ang melt droplet gaya ng inilalarawan halimbawa sa Figure 12. Ang bawat melt-drop experiment ay nagbibigay-daan sa pagsukat ng wetting angle sa pamamagitan ng pagsusuri sa droplet contour, tingnan ang Figure 12(a), at ang substrate baseline na kadalasang pagkatapos patayin ang kasalukuyang heating, tingnan ang Figure 12(b).
Nagsagawa kami ng mga pagsukat ng anggulo ng basa para sa dalawang magkaibang kundisyon ng atmospera, vacuum sa 10-5mbar at argon sa 900 mbar pressure. Bilang karagdagan, dalawang uri ng ibabaw ang nasubok, ibig sabihin, magaspang na ibabaw na may Ra ~ 1 μm at makinis na mga ibabaw na may Ra ~ 0.1 μm.
Ang Talahanayan II ay nagbubuod ng mga resulta ng lahat ng mga sukat sa mga anggulo ng basa para sa Mo, MoW25 at W para sa makinis na mga ibabaw. Sa pangkalahatan, ang anggulo ng basa ng Mo ay pinakamaliit kumpara sa iba pang mga materyales. Ipinahihiwatig nito na ang pagtunaw ng alumina ay pinakamainam na binabasa ang Mo na kapaki-pakinabang sa pamamaraan ng paglaki ng EFG. Ang mga anggulo ng basa na nakuha para sa argon ay makabuluhang mas mababa kaysa sa mga anggulo para sa vacuum. Para sa magaspang na ibabaw ng substrate ay nakita namin ang sistematikong medyo mas mababang mga anggulo ng basa. Ang mga halagang ito ay karaniwang humigit-kumulang 2° na mas mababa kaysa sa mga anggulo na ibinigay sa Talahanayan II. Gayunpaman, dahil sa kawalan ng katiyakan sa pagsukat, walang makabuluhang pagkakaiba sa anggulo sa pagitan ng makinis at magaspang na ibabaw ang maiuulat.

figure 1

talahanayan 2

Sinusukat din namin ang mga anggulo ng basa para sa iba pang presyon ng atmospera, ibig sabihin, mga halaga sa pagitan ng 10-5 mbar at 900 mbar. Ang paunang pagsusuri ay nagpapakita na para sa mga presyon sa pagitan ng 10-5 mbar at 1 mbar ang basang anghel ay hindi nagbabago. Sa itaas lamang ng 1 mbar ang anggulo ng basa ay nagiging mas mababa kaysa sa naobserbahan sa 900 mbar argon (Talahanayan II). Sa tabi ng kondisyon ng atmospera, ang isa pang mahalagang kadahilanan para sa pag-uugali ng basa ng alumina ay ang bahagyang presyon ng oxygen. Iminumungkahi ng aming mga pagsusuri na ang mga pakikipag-ugnayan ng kemikal sa pagitan ng natutunaw at mga substrate ng metal ay nangyayari sa loob ng kumpletong tagal ng pagsukat (karaniwang 1 minuto). Pinaghihinalaan namin ang pagtunaw ng mga proseso ng mga molekula ng Al2O3 sa iba pang bahagi ng oxygen na nakikipag-ugnayan sa materyal na substrate malapit sa natutunaw na patak. Ang mga karagdagang pag-aaral ay kasalukuyang nagpapatuloy upang mag-imbestiga nang mas detalyado kapwa ang pag-asa sa presyon ng anggulo ng basa at ang mga pakikipag-ugnayan ng kemikal ng natutunaw sa mga refractory na metal.


Oras ng post: Hun-04-2020