שאַפיר איז אַ שווער, טראָגן קעגנשטעליק און שטאַרק מאַטעריאַל מיט אַ הויך מעלטינג טעמפּעראַטור, עס איז כעמיש וויידלי ינערט, און עס ווייזט טשיקאַווע אָפּטיש פּראָפּערטיעס. דעריבער, סאַפייער איז געניצט פֿאַר פילע טעקנאַלאַדזשיקאַל אַפּלאַקיישאַנז ווו די הויפּט ינדאַסטרי פעלדער זענען אָפּטיקס און עלעקטראָניק. הייַנט, די גרעסטע בראָכצאָל פון ינדאַסטריאַל סאַפייער איז געניצט ווי אַ סאַבסטרייט פֿאַר געפירט און סעמיקאַנדאַקטער פּראָדוקציע, נאכגעגאנגען דורך נוצן ווי פֿענצטער פֿאַר וואַטשיז, רירעוודיק טעלעפאָן טיילן אָדער באַרקאָדע סקאַנערז, צו נאָמען עטלעכע ביישפילן [1]. הייַנט, פאַרשידן מעטהאָדס צו וואַקסן סאַפייער איין קריסטאַלז זענען בנימצא, אַ גוט איבערבליק קענען זיין געפֿונען, למשל אין [1, 2]. אָבער, די דריי גראָוינג מעטהאָדס Kyropoulos פּראָצעס (KY), היץ-וועקסל אופֿן (HEM) און עדזשאַז-דיפיינד פילם-פאסטעכער וווּקס (EFG) אַקאַונץ פֿאַר מער ווי 90% פון די ווערלדווייד סאַפייער פּראָדוקציע קאַפּאַציטעט.

דער ערשטער פּרווון פֿאַר אַ סינטעטיש געשאפן קריסטאַל איז געמאכט 1877 פֿאַר קליין רובין איין קריסטאַלז [2]. אין 1926, די קיראָפּאָולאָ פּראָצעס איז געווען ינווענטאַד. עס אַפּערייץ אין וואַקוום און אַלאַוז צו פּראָדוצירן גרויס סילינדריקאַל פאָרעם בולעס פון זייער הויך קוואַליטעט. אן אנדער טשיקאַווע שאַפיר גראָוינג אופֿן איז די ברעג-דיפיינד פילם-פאסטעכער וווּקס. די EFG טעכניק איז באזירט אויף אַ קאַפּאַלערי קאַנאַל וואָס איז אָנגעפילט מיט פליסיק צעשמעלצן און אַלאַוז צו וואַקסן שייפּט סאַפייער קריסטאַלז אַזאַ ווי ראַדז, טובז אָדער שיץ (אויך גערופן ריבאַנז). אין קאַנטראַסט צו די מעטהאָדס, די היץ-וועקסל אופֿן, געבוירן אין די שפּעט 1960 ס, אַלאַוז צו וואַקסן גרויס סאַפייער בולעס אין אַ ספּון קרוסיבלע אין די פאָרעם פון די קרוסיבלע דורך דיפיינד היץ יקסטראַקשאַן פון די דנאָ. ווייַל די סאַפייער בול סטיקס צו די קרוסיבלע אין די סוף פון די גראָוינג פּראָצעס, בולעס קענען פּלאַצן אין די קיל אַראָפּ פּראָצעס און די קרוסיבלע קענען זיין געוויינט בלויז אַמאָל.
קיין פון די סאַפייער קריסטאַל גראָוינג טעקנאַלאַדזשיז האָבן אין פּראָסט אַז האַרץ קאַמפּאָונאַנץ - דער הויפּט קרוסיבלעס - דאַרפן הויך-טעמפּעראַטור ראַפראַקטערי מעטאַלס. דעפּענדינג אויף די גראָוינג אופֿן קרוסיבלעס זענען געמאכט פון מאָליבדענום אָדער טאַנגסטאַן, אָבער די מעטאַלס ​​זענען אויך וויידלי געניצט פֿאַר קעגנשטעל כיטערז, שטאַרבן-פּאַקס און הייס-זאָנע שילינגז [1]. אָבער, אין דעם פּאַפּיר מיר פאָקוס אונדזער דיסקוסיע אויף KY און EFG פֿאַרבונדענע טעמעס זינט געדריקט-סיטערד קרוסיבלעס זענען געניצט אין די פּראַסעסאַז.
אין דעם באַריכט מיר פאָרשטעלן מאַטעריאַל קעראַקטעריסטיקס שטודיום און ינוועסטאַגיישאַנז אויף ייבערפלאַך קאַנדישאַנינג פון געדריקט-סינטערד מאַטעריאַלס אַזאַ ווי מאָליבדענום (מאָ), טאַנגסטאַן (וו) און זייַן אַלויז (מאָוו). אין דער ערשטער טייל אונדזער פאָקוס ליגט אויף הויך-טעמפּעראַטור מעטשאַניקאַל דאַטן און דאַקטילע צו קרישלדיק יבערגאַנג טעמפּעראַטור. קאָמפּלעמענטאַרי צו מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס מיר האָבן געלערנט טערמאָ-פיזיש פּראָפּערטיעס, ד"ה די קאָואַפישאַנט פון טערמאַל יקספּאַנשאַן און טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי. אין די רגע טייל מיר פאָרשטעלן שטודיום אויף אַ ייבערפלאַך קאַנדישאַנינג טעכניק ספּאַסיפיקלי צו פֿאַרבעסערן די קעגנשטעל פון קרוסיבלעז אָנגעפילט מיט אַלומינאַ צעשמעלצן. אין די דריט טייל מיר באַריכט די מעזשערמאַנץ פון וועטינג אַנגלעס פון פליסיק אַלומינאַ אויף ראַפראַקטערי מעטאַלס ​​ביי 2100 °C. מיר האָבן דורכגעקאָכט צעלאָזן-קאַפּ יקספּעראַמאַנץ אויף מאָ, וו און מאָוו25 צומיש (75 וו.% מאָליבדענום, 25 וו.% טאַנגסטאַן) און געלערנט דיפּענדאַנסיז אויף פאַרשידענע אַטמאַספעריק טנאָים. ווי אַ רעזולטאַט פון אונדזער ינוועסטאַגיישאַנז, מיר פאָרשלאָגן מאָוו ווי אַ טשיקאַווע מאַטעריאַל אין סאַפייער וווּקס טעקנאַלאַדזשיז און ווי אַ פּאָטענציעל אָלטערנאַטיוו צו ריין מאָליבדענום און טאַנגסטאַן.
הויך-טעמפּעראַטור מעטשאַניקאַל און טערמאָ-פיזיש פּראָפּערטיעס
די שאַפיר קריסטאַל וווּקס מעטהאָדס KY און EFG דינען פֿאַר מער ווי 85% פון די וועלט 'ס סאַפייער קוואַנטיטי טיילן. אין ביידע מעטהאָדס, די פליסיק אַלומינאַ איז געשטעלט אין געדריקט-סינטערד קרוסיבלע, טיפּיקלי געמאכט פון טאַנגסטאַן פֿאַר די KY פּראָצעס און געמאכט פון מאָליבדענום פֿאַר די EFG פּראָצעס. קרוסיבלעס זענען קריטיש סיסטעם פּאַרץ פֿאַר די גראָוינג פּראַסעסאַז. מיט דעם געדאַנק צו עפשער רעדוצירן די קאָס פון טאַנגסטאַן קרוסיבלע אין די KY פּראָצעס און פאַרגרעסערן די לעבן פון מאָליבדענום קרוסיבלע אין די EFG פּראָצעס, מיר געשאפן און טעסטעד אַדישנאַלי צוויי מאָוו אַלויז, ד"ה MoW30 מיט 70 וואט% מאָ און 30 וואט. % W און MoW50 מיט 50 וו.% מאָ און וו יעדער.
פֿאַר אַלע מאַטעריאַל קעראַקטעריסטיקס שטודיום מיר געשאפן געדריקט-סינטערד ינגגאַץ פון מאָ, מאָוו30, מאָוו50 און וו. טיש איך ווייזט דענסאַטיז און דורכשניטלעך קערל סיזעס קאָראַספּאַנדינג צו די ערשט מאַטעריאַל שטאַטן.

טיש איך: קיצער פון געדריקט-סינטערד מאַטעריאַלס געניצט פֿאַר מעזשערמאַנץ אויף מעטשאַניקאַל און טערמאָ-פיזיש פּראָפּערטיעס. די טיש ווייזט די געדיכטקייַט און דורכשניטלעך קערל גרייס פון די ערשט שטאַטן פון די מאַטעריאַלס

ווייַל קרוסיבלע זענען לאַנג-צייַט יקספּאָוזד צו הויך טעמפּעראַטורעס, מיר געפירט פּראָטים טענסאַל טעסץ ספּעציעל אין די הויך-טעמפּעראַטור קייט צווישן 1000 °C און 2100 °C. פיגור 1 סאַמערייזיז די רעזולטאַטן פֿאַר מאָ, מאָוו 30 און מאָוו 50, ווו די 0.2% טראָגן שטאַרקייַט (רפּ 0.2) און די ילאָנגגיישאַן צו בראָך (א) איז געוויזן. פֿאַר פאַרגלייַך, אַ דאַטן פונט פון געדריקט-סינטערד וו איז אנגעוויזן ביי 2100 °C.
פֿאַר ידעאַל האַרט-סאַלוטאַד טאַנגסטאַן אין מאָליבדענום, די Rp0.2 איז געריכט צו פאַרגרעסערן קאַמפּערד מיט ריין מאָ מאַטעריאַל. פֿאַר טעמפּעראַטורעס אַרויף צו 1800 °C ביידע מאָוו אַלויז ווייַזן בייַ מינדסטער 2 מאל העכער רפּ0.2 ווי פֿאַר מאָ, זען פיגורע 1(אַ). פֿאַר העכער טעמפּעראַטורעס בלויז MoW50 ווייזט אַ באטייטיק ימפּרוווד רפּ0.2. געדריקט-סינטערד וו ווייזט די העכסטן רפּ0.2 ביי 2100 °C. די טענסאַל טעסץ אַנטדעקן אויך א ווי געוויזן אין פיגורע 1 (ב). ביידע מאָוו אַלויז ווייַזן זייער ענלעך ילאָנגגיישאַן צו בראָך וואַלועס וואָס זענען טיפּיקלי האַלב די וואַלועס פון מאָ. די לעפיערעך הויך א פון טאַנגסטאַן ביי 2100 °C זאָל זיין געפֿירט דורך זייַן מער פייַן-גריינד סטרוקטור ווי קאַמפּערד מיט מאָ.
צו באַשטימען די דאַקטילע צו קרישלדיק יבערגאַנג טעמפּעראַטור (DBTT) פון די געדריקט-סינטערד מאָליבדענום טאַנגסטאַן אַלויז, אויך מעזשערמאַנץ אויף די בענדינג ווינקל זענען דורכגעקאָכט אין פאַרשידן טעסטינג טעמפּעראַטורעס. די רעזולטאַטן זענען געוויזן אין פיגורע 2. די דבטט ינקריסיז מיט ינקריסינג טאַנגסטאַן צופרידן. בשעת די DBTT פון מאָ איז לעפיערעך נידעריק ביי וועגן 250 ° C, די אַלויז MoW30 און MoW50 ווייַזן אַ DBTT פון בעערעך 450 ° C און 550 ° C, ריספּעקטיוולי.

קאָמפּלעמענטאַרי צו די מעטשאַניקאַל קעראַקטעריסטיקס מיר אויך געלערנט טערמאָ-פיזיש פּראָפּערטיעס. דער קאָואַפישאַנט פון טערמאַל יקספּאַנשאַן (CTE) איז געמאסטן אין אַ שטופּ-רוט דילאַטאָמעטער [3] אין אַ טעמפּעראַטור קייט אַרויף צו 1600 °C ניצן אַ מוסטער מיט Ø5 מם און 25 מם לענג. די CTE מעזשערמאַנץ זענען ילאַסטרייטיד אין פיגורע 3. אַלע מאַטעריאַלס ווייַזן אַ זייער ענלעך דעפּענדענסי פון די CTE מיט ינקריסינג טעמפּעראַטור. די CTE וואַלועס פֿאַר די אַלויז מאָוו30 און מאָוו50 זענען צווישן די וואַלועס פון מאָ און וו. ווייַל די ריזידזשואַל פּאָראָסיטי פון די געדריקט-סינטערד מאַטעריאַלס איז דיסקאַנטיגיאָוס און מיט קליין יחיד פּאָרעס, די באקומען CTE איז ענלעך צו הויך-געדיכטקייַט מאַטעריאַלס אַזאַ ווי שיץ און ראַדז [4].
די טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי פון די געדריקט-סינטערד מאַטעריאַלס איז באקומען דורך מעסטן ביידע די טערמאַל דיפיוזיוואַטי און די ספּעציפיש היץ פון ספּעסאַמאַן מיט Ø12.7 מם און 3.5 מם גרעב ניצן די לאַזער בליץ אופֿן [5, 6]. פֿאַר יסאָטראָפּיק מאַטעריאַלס, אַזאַ ווי געדריקט-סינטערד מאַטעריאַלס, די ספּעציפיש היץ קענען זיין געמאסטן מיט דער זעלביקער אופֿן. די מעזשערמאַנץ זענען גענומען אין די טעמפּעראַטור קייט צווישן 25 °C און 1000 °C. צו רעכענען די טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי מיר געניצט אין אַדישאַן די מאַטעריאַל דענסאַטיז ווי געוויזן אין טיש איך און יבערנעמען טעמפּעראַטור פרייַ דענסאַטיז. פיגורע 4 ווייזט די ריזאַלטינג טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי פֿאַר געדריקט-סינטערד מאָ, מאָוו30, מאָוו50 און וו. די טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי

פון מאָוו אַלויז איז נידעריקער ווי 100 וו / מק פֿאַר אַלע ינוועסטאַגייטאַד טעמפּעראַטורעס און פיל קלענערער ווי קאַמפּערד מיט ריין מאָליבדענום און טאַנגסטאַן. אין אַדישאַן, די קאַנדאַקטיוואַטי פון מאָ און וו פאַרקלענערן מיט ינקריסינג טעמפּעראַטור בשעת די קאַנדאַקטיוואַטי פון די מאָוו צומיש ינדיקייץ ינקריסינג וואַלועס מיט ינקריסינג טעמפּעראַטור.
די סיבה פֿאַר דעם חילוק איז נישט ינוועסטאַגייטאַד אין דעם אַרבעט און וועט זיין טייל פון צוקונפֿט ינוועסטאַגיישאַנז. עס איז באקאנט אַז פֿאַר מעטאַלס ​​די דאַמאַנייטינג טייל פון די טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי ביי נידעריק טעמפּעראַטורעס איז די פאָנאָן צושטייַער בשעת אין הויך טעמפּעראַטורעס די עלעקטראָן גאַז דאַמאַנייץ די טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי [7]. פאָנאָנס זענען אַפעקטאַד דורך מאַטעריאַל ימפּערפעקשאַנז און חסרונות. אָבער, די פאַרגרעסערן פון די טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי אין די נידעריק טעמפּעראַטור קייט איז באמערקט ניט בלויז פֿאַר מאָוו אַלויז אָבער אויך פֿאַר אנדערע האַרט לייזונג מאַטעריאַלס אַזאַ ווי טאַנגסטאַן-רהעניום [8], ווו די עלעקטראָן צושטייַער פיעסעס אַ וויכטיק ראָלע.
דער פאַרגלייַך פון די מעטשאַניקאַל און טערמאָ-פיזיש פּראָפּערטיעס ווייזט אַז מאָוו איז אַ טשיקאַווע מאַטעריאַל פֿאַר סאַפייער אַפּלאַקיישאַנז. פֿאַר הויך טעמפּעראַטורעס > 2000 °C די טראָגן שטאַרקייַט איז העכער ווי פֿאַר מאָליבדענום און מער לייפסיימז פון קרוסיבלעז זאָל זיין פיזאַבאַל. אָבער, דער מאַטעריאַל ווערט מער קרישלדיק און מאַשינינג און האַנדלינג זאָל זיין אַדזשאַסטיד. די באטייטיק רידוסט טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי פון געדריקט-סינטערד מאָוו ווי געוויזן אין פיגורע 4 ינדיקייץ אַז אַדאַפּטיד היץ-אַרויף און קיל-אַראָפּ פּאַראַמעטערס פון די גראָוינג אויוון קען זיין נייטיק. ספּעציעל אין די היץ-אַרויף פאַסע, ווו אַלומינאַ דאַרף צו צעלאָזן אין די קרוסיבלע, היץ איז טראַנספּאָרטאַד בלויז דורך די קרוסיבלע צו זייַן רוי פילונג מאַטעריאַל. די רידוסט טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי פון מאָוו זאָל זיין קאַנסידערד צו ויסמיידן הויך טערמאַל דרוק אין די קרוסיבלע. די קייט פון די CTE וואַלועס פון מאָוו אַלויז איז טשיקאַווע אין קאָנטעקסט פון די HEM קריסטאַל גראָוינג אופֿן. ווי דיסקאַסט אין דערמאָנען [9] די CTE פון מאָ איז קאָזינג די קלאַמפּינג פון די סאַפייער אין די קיל אַראָפּ פאַסע. דעריבער, די רידוסט CTE פון מאָוו צומיש קען זיין דער שליסל צו פאַרשטיין ריניזאַבאַל ספּון קרוסיבלע פֿאַר די HEM פּראָצעס.
ייבערפלאַך קאַנדישאַנינג פון געדריקט-סינטערד ראַפראַקטערי מעטאַלס
ווי דיסקאַסט אין די הקדמה, געדריקט-סינטערד קרוסיבלע זענען אָפט געניצט אין סאַפייער קריסטאַל וווּקס פּראַסעסאַז צו היץ און האַלטן די אַלומינאַ צעשמעלצן אַ ביסל העכער 2050 °C. איין וויכטיק פאָדערונג פֿאַר די לעצט סאַפייער קריסטאַל קוואַליטעט איז צו האַלטן ימפּיוראַטיז און גאַז באַבאַלז אין די צעשמעלצן ווי נידעריק ווי מעגלעך. געדריקט-סינטערד טיילן האָבן אַ ריזידזשואַל פּאָראָסיטי און ווייַזן אַ פייַן-גריינד סטרוקטור. דעם פייַן-גריינד סטרוקטור מיט פארמאכט פּאָראָסיטי איז שוואַך צו ענכאַנסט קעראָוזשאַן פון די מעטאַל ספּעציעל דורך אָקסידיק מעלץ. אן אנדער פּראָבלעם פֿאַר סאַפייער קריסטאַלז זענען קליין גאַז באַבאַלז אין די צעשמעלצן. די פאָרמירונג פון גאַז באַבאַלז איז ענכאַנסט דורך געוואקסן ייבערפלאַך ראַפנאַס פון די ראַפראַקטערי טייל וואָס איז אין קאָנטאַקט מיט די צעשמעלצן.

צו באַקומען די ישוז פון געדריקט-סינטערד מאַטעריאַלס מיר גווורע אַ מעטשאַניקאַל ייבערפלאַך באַהאַנדלונג. מיר טעסטעד דעם אופֿן מיט אַ דרינגלעך געצייַג ווו אַ סעראַמיק מיטל איז ארבעטן די ייבערפלאַך אונטער אַ דיפיינד דרוק פון אַ געדריקט-סינטערד טייל [10]. די עפעקטיוו דרינגלעך דרוק אויף די ייבערפלאַך איז פאַרקערט דיפּענדינג אויף די קאָנטאַקט ייבערפלאַך פון די סעראַמיק געצייַג בעשאַס דעם ייבערפלאַך קאַנדישאַנינג. מיט דעם באַהאַנדלונג, אַ הויך דרינגלעך דרוק קענען זיין לאָוקאַלי געווענדט צו די ייבערפלאַך פון געדריקט סינטערד מאַטעריאַלס און די מאַטעריאַל ייבערפלאַך איז פּלאַסטיקלי דיפאָרמד. פיגורע 5 ווייזט אַ ביישפּיל פון אַ געדריקט-סינטערד מאָליבדענום מוסטער וואָס איז געארבעט מיט דעם טעכניק.
פיגורע 6 ווייזט קוואַלאַטייטיוולי די אָפענגיקייַט פון די עפעקטיוו דרינגלעך דרוק אויף די געצייַג דרוק. די דאַטן זענען דערייווד פון מעזשערמאַנץ פון סטאַטיק ימפּרינץ פון די געצייַג אין געדריקט-סינטערד מאָליבדענום. די שורה רעפּראַזענץ די פּאַסיק צו די דאַטן לויט אונדזער מאָדעל.

פיגורע 7 ווייזט די אַנאַליסיס רעזולטאטן סאַמערייזד פֿאַר די מעזשערמאַנץ פון די ייבערפלאַך ראַפנאַס און ייבערפלאַך כאַרדנאַס ווי אַ פונקציע פון ​​די געצייַג דרוק פֿאַר פאַרשידן געדריקט-סינטערד מאַטעריאַלס צוגעגרייט ווי דיסקס. ווי געוויזן אין פיגורע 7 (אַ) די באַהאַנדלונג רעזולטאטן אין אַ כאַרדאַנינג פון די ייבערפלאַך. די כאַרדנאַס פון ביידע טעסטעד מאַטעריאַלס מאָ און מאָוו 30 איז געוואקסן מיט וועגן 150%. פֿאַר הויך געצייַג פּרעשערז די כאַרדנאַס איז נישט מער ינקריסינג. פיגור 7(ב) ווייזט אַז העכסט גלאַט סערפאַסיז מיט ראַ אַזוי נידעריק ווי 0.1 μם פֿאַר מאָ זענען מעגלעך. פֿאַר ינקריסינג געצייַג פּרעשערז, די ראַפנאַס פון מאָ ינקריסיז ווידער. ווייַל די מאָוו30 (און וו) זענען האַרדער מאַטעריאַלס ווי מאָ, די דערגרייכט ראַ וואַלועס פון מאָוו30 און וו זענען בכלל 2-3 מאל העכער ווי פון מאָ. אין קאַנטראַדיקשאַן צו מאָ, די ייבערפלאַך ראַפנאַס פון וו דיקריסאַז דורך אַפּלייינג העכער געצייַג פּרעשערז טעסטעד פּאַראַמעטער קייט.
אונדזער סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי (SEM) שטודיום פון די קאַנדישאַנד סערפאַסיז באַשטעטיקן די דאַטן פון די ייבערפלאַך ראַפנאַס, זען פיגורע 7 (ב). ווי דיפּיקטיד אין פיגורע 8 (אַ), ספּעציעל הויך געצייַג פּרעשערז קענען פירן צו קערל ייבערפלאַך דאַמידזשיז און מיקראָקראַקקס. קאַנדישאַנינג ביי זייער הויך ייבערפלאַך דרוק קענען אָנמאַכן אפילו קערל באַזייַטיקונג פון די ייבערפלאַך, זען פיגורע 8 (ב). ענלעכע יפעקץ קענען אויך זיין באמערקט פֿאַר מאָוו און וו ביי זיכער מאַשינינג פּאַראַמעטערס.
צו לערנען די ווירקונג פון די ייבערפלאַך קאַנדישאַנינג טעכניק מיט אַכטונג צו די ייבערפלאַך קערל סטרוקטור און זייַן טעמפּעראַטור נאַטור, מיר צוגעגרייט אַנילינג סאַמפּאַלז פון די דריי פּרובירן דיסקס פון Mo, MoW30 און W.

די סאַמפּאַלז זענען באהאנדלט פֿאַר 2 שעה אין פאַרשידענע טעסטינג טעמפּעראַטורעס אין די קייט פון 800 °C צו 2000 °C און מיקראָסעקשאַנז זענען צוגעגרייט פֿאַר ליכט מיקראָסקאָפּי אַנאַליסיס.
פיגורע 9 ווייזט מיקראָסעקשאַן ביישפילן פון געדריקט-סינטערד מאָליבדענום. דער ערשט שטאַט פון די באהאנדלט ייבערפלאַך איז דערלאנגט אין פיגורע 9 (אַ). די ייבערפלאַך ווייזט אַ כּמעט געדיכט שיכטע אין אַ קייט פון וועגן 200 μם. ונטער דעם שיכטע אַ טיפּיש מאַטעריאַל סטרוקטור מיט סינטערינג פּאָרעס איז קענטיק, די ריזידזשואַל פּאָראָסיטי איז וועגן 5%. די געמאסטן ריזידזשואַל פּאָראָסיטי אין די ייבערפלאַך שיכטע איז געזונט אונטער 1%. פיגורע 9(ב) ווייזט די קערל סטרוקטור נאָך אַנילינג פֿאַר 2 ה ביי 1700 °C. די גרעב פון די געדיכט ייבערפלאַך שיכטע איז געוואקסן און די גריינז זענען סאַבסטאַנשאַלי גרעסער ווי די גריינז אין דעם באַנד ניט מאַדאַפייד דורך ייבערפלאַך קאַנדישאַנינג. דעם פּראָסט-גריינד העכסט געדיכט שיכטע וועט זיין עפעקטיוו צו פֿאַרבעסערן די קריכן קעגנשטעל פון דעם מאַטעריאַל.
מיר האָבן געלערנט די טעמפּעראַטור אָפענגיקייַט פון די ייבערפלאַך שיכטע מיט אַכטונג צו די גרעב און די קערל גרייס פֿאַר פאַרשידן מכשירים פּרעשערז. פיגורע 10 ווייזט רעפּריזענאַטיוו ביישפילן פֿאַר די ייבערפלאַך שיכטע גרעב פֿאַר מאָ און מאָוו30. ווי ילאַסטרייטיד אין פיגורע 10 (אַ) די ערשט ייבערפלאַך שיכטע גרעב דעפּענדס אויף די סעטאַפּ פון די מאַשינינג געצייַג. אין אַ אַנילינג טעמפּעראַטור העכער 800 °C די ייבערפלאַך שיכטע גרעב פון מאָ סטאַרץ צו פאַרגרעסערן. ביי 2000 °C די שיכטע גרעב ריטשאַז וואַלועס פון 0.3 צו 0.7 מם. פֿאַר MoW30, אַ פאַרגרעסערן פון די ייבערפלאַך שיכטע גרעב קענען זיין באמערקט בלויז פֿאַר טעמפּעראַטורעס העכער 1500 °C ווי געוויזן פיגורע 10(ב). פונדעסטוועגן ביי 2000 °C די שיכטע גרעב פון MoW30 איז זייער ענלעך צו מאָ.

ווי די גרעב אַנאַליסיס פון די ייבערפלאַך שיכטע, פיגורע 11 ווייזט די דורכשניטלעך קערל גרייס דאַטן פֿאַר מאָ און מאָוו 30 געמאסטן אין די ייבערפלאַך שיכטע ווי אַ פֿונקציע פון ​​אַנילינג טעמפּעראַטורעס. ווי קענען זיין ינפערד פון די פיגיערז, די קערל גרייס איז - אין די מעזשערמאַנט אַנסערטאַנטי - פרייַ פון די געווענדט פּאַראַמעטער סעטאַפּ. די קערל גרייס גראָוט ינדיקייץ אַ אַבנאָרמאַל גראָוט גראָוט פון די ייבערפלאַך שיכטע געפֿירט דורך די דיפאָרמיישאַן פון די ייבערפלאַך געגנט. מאָליבדענום גריינז וואַקסן אין פּראָבע טעמפּעראַטורעס העכער 1100 °C און די קערל גרייס איז כּמעט 3 מאל גרעסער ביי 2000 °C קאַמפּערד צו די ערשט קערל גרייס. MoW30 גריינז פון די ייבערפלאַך קאַנדישאַנד שיכטע אָנהייבן צו וואַקסן העכער טעמפּעראַטורעס פון 1500 °C. אין אַ פּראָבע טעמפּעראַטור פון 2000 °C די דורכשניטלעך קערל גרייס איז וועגן 2 מאל די ערשט קערל גרייס.
אין קיצער, אונדזער ינוועסטאַגיישאַנז אויף די ייבערפלאַך קאַנדישאַנינג טעכניק ווייַזן אַז עס איז געזונט אָנווענדלעך פֿאַר געדריקט-סינטערד מאָליבדענום טאַנגסטאַן אַלויז. מיט דעם אופֿן, סערפאַסיז מיט געוואקסן כאַרדנאַס און גלאַט סערפאַסיז מיט ראַ געזונט אונטער 0.5 μם קענען זיין באקומען. די יענער פאַרמאָג איז דער הויפּט וווילטויק פֿאַר גאַז בלאָז רעדוקציע. די ריזידזשואַל פּאָראָסיטי אין די ייבערפלאַך שיכטע איז נאָענט צו נול. אַנילינג און מיקראָסעקשאַן שטודיום ווייַזן אַז אַ העכסט געדיכט ייבערפלאַך שיכטע מיט אַ טיפּיש גרעב פון 500 μם קענען זיין באקומען. דערמיט די מאַשינינג פּאַראַמעטער קענען קאָנטראָלירן די שיכטע גרעב. ווען יקספּאָוזינג די קאַנדישאַנד מאַטעריאַל צו הויך טעמפּעראַטורעס ווי טיפּיקלי געניצט אין סאַפייער גראָוינג מעטהאָדס, די ייבערפלאַך שיכטע ווערט פּראָסט-גריינד מיט קערל גרייס 2-3 מאל גרעסער ווי אָן ייבערפלאַך מאַשינינג. די קערל גרייס אין די ייבערפלאַך שיכטע איז פרייַ פון מאַשינינג פּאַראַמעטערס. די נומער פון קערל באַונדריז אויף די ייבערפלאַך איז יפעקטיוולי רידוסט. דאָס פירט צו אַ העכער קעגנשטעל קעגן דיפיוזשאַן פון עלעמענטן צוזאמען קערל באַונדריז און די צעשמעלצן באַפאַלן איז נידעריקער. אַדדיטיאָנאַללי, די הויך-טעמפּעראַטור קריפּ קעגנשטעל פון געדריקט-סינטערד מאָליבדענום טאַנגסטאַן אַלויז איז ימפּרוווד.

וועטינג שטודיום פון פליסיק אַלומינאַ אויף ראַפראַקטערי מעטאַלס
די וועטינג פון פליסיק אַלומאַנאַ אויף מאָליבדענום אָדער טאַנגסטאַן איז פון פונדאַמענטאַל אינטערעס אין סאַפייער אינדוסטריע. ספּעציעל פֿאַר די EFG פּראָצעס, די אַלומינום וועטינג נאַטור אין די קאַפּאַלעריז באַשטימען די וווּקס קורס פון סאַפייער ראַדז אָדער ריבאַנז. צו פֿאַרשטיין די פּראַל פון אויסגעקליבן מאַטעריאַל, ייבערפלאַך ראַפנאַס אָדער פּראָצעס אַטמאָספער, מיר האָבן דורכגעקאָכט דיטיילד מעזשערמאַנץ פון וועטינג ווינקל [11].
פֿאַר די וועטינג מעזשערמאַנץ פּרובירן סאַבסטרייץ מיט אַ גרייס פון 1 קס 5 קס 40 מם³ זענען געשאפן פון מאָ, מאָוו 25 און וו בויגן מאַטעריאַלס. דורך שיקן הויך עלעקטריק קראַנט דורך די מעטאַל בויגן סאַבסטרייט, די מעלטינג טעמפּעראַטור פון אַלומינאַ פון 2050 °C קענען זיין אַטשיווד אין אַ האַלב מינוט. פֿאַר די ווינקל מעזשערמאַנץ קליין אַלומינאַ פּאַרטיקאַלז זענען געשטעלט אויף שפּיץ פון די בויגן סאַמפּאַלז און דערנאָך

צעלאָזן אין דראַפּלאַץ. אַן אָטאַמייטיד ימאַגינג סיסטעם רעקאָרדעד די צעשמעלצן דראָפּלעט ווי ילאַסטרייטיד פֿאַר בייַשפּיל אין פיגורע 12. יעדער צעשמעלצן-קאַפּ עקספּערימענט אַלאַוז צו מעסטן די וועטינג ווינקל דורך אַנאַלייזינג די דראָפּלעט קאַנטור, זען פיגורע 12(א), און די סאַבסטרייט באַסעלינע יוזשאַוואַלי באַלד נאָך טורנינג אַוועק די באַהיצונג קראַנט, זען פיגורע 12 (ב).
מיר האָבן דורכגעקאָכט וועטינג ווינקל מעזשערמאַנץ פֿאַר צוויי פאַרשידענע אַטמאָספער טנאָים, וואַקוום ביי 10-5 מבאַר און אַרגאָן ביי 900 מבאַר דרוק. אין דערצו, צוויי טייפּס פון ייבערפלאַך זענען טעסטעד, ד"ה פּראָסט סערפאַסיז מיט ראַ ~ 1 μם און גלאַט סערפאַסיז מיט ראַ ~ 0.1 μם.
טאַבלע וו סאַמערייזיז די רעזולטאַטן פון אַלע מעזשערמאַנץ אויף די וועטינג אַנגלעס פֿאַר מאָ, מאָוו25 און וו פֿאַר גלאַט סערפאַסיז. אין אַלגעמיין, די וועטינג ווינקל פון מאָ איז קלענסטער קאַמפּערד מיט אנדערע מאַטעריאַלס. דאָס ימפּלייז אַז אַלומינום צעשמעלצן איז וועטינג מאָ בעסטער וואָס איז וווילטויק אין די EFG גראָוינג טעכניק. די וועטינג אַנגלעס באקומען פֿאַר אַרגאָן זענען באטייטיק נידעריקער ווי די אַנגלעס פֿאַר וואַקוום. פֿאַר פּראָסט סאַבסטרייט סערפאַסיז מיר געפֿינען סיסטאַמאַטיקלי עפּעס נידעריקער וועטינג אַנגלעס. די וואַלועס זענען טיפּיקלי וועגן 2 ° נידעריקער ווי די אַנגלעס געגעבן אין טאַבלע וו. אָבער, ווייַל פון די מעזשערמאַנט אַנסערטאַנטי, קיין באַטייטיק ווינקל חילוק צווישן גלאַט און פּראָסט סערפאַסיז קענען זיין רעפּאָרטעד.

מיר געמאסטן וועטינג אַנגלעס אויך פֿאַר אנדערע אַטמאָספער פּרעשערז, ד"ה וואַלועס צווישן 10-5 מבאַר און 900 מבאַר. די פּרילימאַנערי אַנאַליסיס ווייזט אַז פֿאַר פּרעשערז צווישן 10-5 מבאַר און 1 מבאַר די וועטינג מלאך טוט נישט טוישן. בלויז העכער 1 מבאַר די וועטינג ווינקל ווערט נידעריקער ווי באמערקט ביי 900 מבאַר אַרגאָן (טאַבלע וו). חוץ די אַטמאַספעריק צושטאַנד, אן אנדער וויכטיק פאַקטאָר פֿאַר די וועטינג נאַטור פון אַלומינום צעשמעלצן איז דער פּאַרטיייש זויערשטאָף דרוק. אונדזער טעסץ פֿאָרשלאָגן אַז כעמישער ינטעראַקשאַנז צווישן די צעשמעלצן און די מעטאַל סאַבסטרייץ פאַלן אין די גאַנץ מעזשערמאַנט געדויער (טיפּיקלי 1 מינוט). מיר כאָשעד די סאָלווינג פּראַסעסאַז פון די Al2O3 מאַלאַקיולז אין אנדערע זויערשטאָף קאַמפּאָונאַנץ וואָס ינטעראַקט מיט די סאַבסטרייט מאַטעריאַל לעבן די צעשמעלצן דראָפּלעט. ווייַטער שטודיום זענען דערווייַל אָנגאָינג צו פאָרשן אין מער דעטאַל ביידע די דרוק אָפענגיקייַט פון די וועטינג ווינקל און די כעמישער ינטעראַקשאַנז פון די צעשמעלצן מיט ראַפראַקטערי מעטאַלס.