Le linn phróiseas easbhrúite ábhar easbhrúite cóimhiotal alúmanaim, go háirithe próifílí alúmanaim, is minic a tharlaíonn locht "pitting" ar an dromchla. I measc na léirithe sonracha tá siadaí an-bheaga le dlúis éagsúla, eireaball, agus mothú láimhe soiléir, le mothú biorach. Tar éis ocsaídiúcháin nó cóireála dromchla leictreafóiréiseach, is minic a fheictear iad mar ghráinníní dubha ag cloí le dromchla an táirge.
I dtáirgeadh easbhrúite próifílí mór-alt, is dóichí go dtarlóidh an locht seo mar gheall ar thionchar struchtúr an tinne, teocht an easbhrúite, luas an easbhrúite, castacht an mhúnla, srl. Is féidir an chuid is mó de na cáithníní mín de lochtanna pollta a bhaint le linn an phróisis réamhchóireála dromchla próifíle, go háirithe an próiseas greanta alcaile, agus fanann líon beag cáithníní móra, atá greamaithe go daingean ar dhromchla an phróifíle, rud a théann i bhfeidhm ar cháilíocht chuma an táirge deiridh.
I dtáirgí próifíle dorais agus fuinneoga foirgnimh ghnáth, glacann custaiméirí le lochtanna beaga pollta de ghnáth, ach i gcás próifílí tionsclaíocha a éilíonn béim chomhionann ar airíonna meicniúla agus ar fheidhmíocht mhaisithe nó béim níos mó ar fheidhmíocht mhaisithe, ní ghlacann custaiméirí leis an locht seo de ghnáth, go háirithe lochtanna pollta nach bhfuil comhsheasmhach leis an dath cúlra difriúil.
Chun meicníocht foirmithe cáithníní garbha a anailísiú, rinneadh anailís ar mhoirfeolaíocht agus ar chomhdhéanamh na suíomhanna locht faoi chomhdhéanamh cóimhiotail agus próisis easbhrúite éagsúla, agus rinneadh comparáid idir na difríochtaí idir na lochtanna agus an maitrís. Cuireadh réiteach réasúnta chun cinn chun na cáithníní garbha a réiteach go héifeachtach, agus rinneadh tástáil trialach.
Chun lochtanna pollta próifílí a réiteach, is gá meicníocht foirmithe lochtanna pollta a thuiscint. Le linn an phróisis easbhrúite, is é alúmanam a ghreamaíonn den chrios oibre múnla an phríomhchúis le lochtanna pollta ar dhromchla ábhar alúmanaim easbhrúite. Tá sé seo amhlaidh toisc go ndéantar próiseas easbhrúite alúmanaim ag teocht ard de thart ar 450°C. Má chuirtear éifeachtaí teasa dífhoirmithe agus teasa frithchuimilte leis, beidh teocht an mhiotail níos airde nuair a shreabhann sé amach as poll an mhúnla. Nuair a shreabhann an táirge amach as poll an mhúnla, mar gheall ar an teocht ard, bíonn feiniméan ann ina ngreamaíonn alúmanam idir an miotal agus crios oibre an mhúnla.
Is minic a bhíonn an nascadh seo mar seo a leanas: próiseas athchleachtach nasctha – stróicthe – nasctha – stróicthe arís, agus sreabhann an táirge ar aghaidh, rud a fhágann go leor poill bheaga ar dhromchla an táirge.
Tá an feiniméan nasctha seo bainteach le fachtóirí ar nós cáilíocht an tinne, riocht dromchla crios oibre an mhúnla, teocht easbhrúite, luas easbhrúite, céim dífhoirmithe, agus friotaíocht dífhoirmithe an mhiotail.
1 Ábhair agus modhanna tástála
Trí thaighde réamhchéime, d'fhoghlaimíomar go bhféadfadh tosca ar nós íonacht mhiotalóireachta, stádas an mhúnla, an próiseas easbhrúite, comhábhair, agus coinníollacha táirgthe difear a dhéanamh do na cáithníní garbha dromchla. Sa tástáil, úsáideadh dhá shlat chóimhiotail, 6005A agus 6060, chun an chuid chéanna a easbhrú. Rinneadh anailís ar mhoirfeolaíocht agus ar chomhdhéanamh shuíomhanna na gcáithníní garbha trí speictriméadar léitheoireachta dírí agus modhanna braite SEM, agus rinneadh comparáid idir iad agus an maitrís gnáth máguaird.
Chun idirdhealú soiléir a dhéanamh idir moirfeolaíocht an dá locht, idir phollta agus cáithníní, sainmhínítear iad mar seo a leanas:
(1) Is cineál locht pointe é lochtanna pollta nó lochtanna tarraingthe arb é locht scríobtha neamhrialta cosúil le torbán nó pointe a thagann chun solais ar dhromchla an phróifíle. Tosaíonn an locht ón stríoc scríobtha agus críochnaíonn sé leis an locht ag titim amach, ag carnadh i bpónairí miotail ag deireadh na líne scríobtha. Is gnách go mbíonn méid an locht pollta 1-5mm, agus casann sé dubh dorcha tar éis cóireála ocsaídiúcháin, rud a théann i bhfeidhm ar chuma an phróifíle sa deireadh, mar a thaispeántar sa chiorcal dearg i bhFíor 1.
(2) Tugtar pónairí miotail nó cáithníní adsúite ar cháithníní dromchla freisin. Tá cáithníní miotail chrua sféarúla liath-dubha ceangailte le dromchla an phróifíl cóimhiotail alúmanaim agus tá struchtúr scaoilte aige. Tá dhá chineál próifílí cóimhiotail alúmanaim ann: iad siúd is féidir a ghlanadh agus iad siúd nach féidir a ghlanadh. Is gnách go mbíonn a méid níos lú ná 0.5mm, agus mothaíonn sé garbh don teagmháil. Níl aon scríobadh ar an gcuid tosaigh. Tar éis ocsaídiúcháin, níl sé an-difriúil ón maitrís, mar a thaispeántar sa chiorcal buí i bhFíor 1.
2 Torthaí tástála agus anailís
2.1 Lochtanna tarraingthe dromchla
Taispeánann Fíor 2 moirfeolaíocht mhicreastruchtúrach an locht tarraingthe ar dhromchla an chóimhiotail 6005A. Tá scríobtha céimnithe i gcuid tosaigh an tarraingthe, agus críochnaíonn siad le nóidíní cruachta. Tar éis do na nóidíní teacht chun cinn, filleann an dromchla ar a ghnáth. Níl suíomh an locht garbh réidh don teagmháil, tá mothú géar dealgach air, agus cloíonn sé nó carnann sé ar dhromchla an phróifíle. Tríd an tástáil easbhrúite, breathnaíodh go bhfuil moirfeolaíocht tarraingthe próifílí easbhrúite 6005A agus 6060 cosúil, agus go bhfuil deireadh eireaball an táirge níos mó ná deireadh an chinn; is é an difríocht ná go bhfuil méid iomlán tarraingthe 6005A níos lú agus go bhfuil an doimhneacht scríobtha lagaithe. D’fhéadfadh sé seo a bheith bainteach le hathruithe i gcomhdhéanamh an chóimhiotail, staid slat teilgthe, agus coinníollacha an mhúnla. Breathnaíodh faoi 100X, tá marcanna scríobtha soiléire ar thaobh tosaigh an limistéir tarraingthe, atá sínte feadh an treo easbhrúite, agus tá cruth na gcáithníní nóidíní deiridh neamhrialta. Ag 500X, tá scríobtha céimnithe ag foirceann tosaigh an dromchla tarraingthe feadh an treo easbhrúite (tá méid an locht seo thart ar 120 μm), agus tá marcanna cruachta soiléire ar na cáithníní nodúla ag an deireadh eireaball.
Chun cúiseanna an tarraingthe a anailísiú, baineadh úsáid as speictriméadar léite dírigh agus EDX chun anailís chomhpháirte a dhéanamh ar shuíomhanna lochtanna agus maitrís na dtrí chomhpháirt chóimhiotail. Taispeánann Tábla 1 torthaí tástála phróifíl 6005A. Léiríonn torthaí EDX go bhfuil comhdhéanamh shuíomh cruachta na gcáithníní tarraingthe cosúil go bunúsach le comhdhéanamh an mhaitrís. Ina theannta sin, tá roinnt cáithníní mín eisíontas carntha sa locht tarraingthe agus timpeall air, agus tá C, O (nó Cl), nó Fe, Si, agus S sna cáithníní eisíontas.
Léiríonn anailís ar lochtanna garbhúcháin próifílí easbhrúite mín ocsaídithe 6005A go bhfuil na cáithníní tarraingthe mór (1-5mm), go bhfuil an dromchla cruachta den chuid is mó, agus go bhfuil scríobtha céimnithe ar an gcuid tosaigh; Tá an comhdhéanamh gar don mhaitrís Al, agus beidh céimeanna héagsúla ina bhfuil Fe, Si, C, agus O scaipthe timpeall air. Léiríonn sé go bhfuil meicníocht foirmithe tarraingthe na dtrí chóimhiotal mar an gcéanna.
Le linn an phróisis easbhrúite, cuirfidh frithchuimilt sreabhadh miotail faoi deara go n-ardóidh teocht crios oibre an mhúnla, rud a chruthóidh “sraith alúmanaim ghreamaitheach” ag imeall gearrtha bhealach isteach an chrios oibre. Ag an am céanna, is furasta tuaslagáin sholadacha athsholáthair a dhéanamh ar bharrachas Si agus eilimintí eile cosúil le Mn agus Cr sa chóimhiotal alúmanaim le Fe, rud a chuirfidh chun cinn foirmiú “sraith alúmanaim ghreamaitheach” ag bealach isteach chrios oibre an mhúnla.
De réir mar a shreabhann an miotal ar aghaidh agus a chuimlíonn sé i gcoinne an chrios oibre, tarlaíonn feiniméan frithingeach de nascadh-stróiceadh-nascadh leanúnach ag suíomh áirithe, rud a fhágann go leanann an miotal de bheith ag forshuíomh ag an suíomh seo. Nuair a mhéadaíonn na cáithníní go méid áirithe, tarraingeoidh an táirge atá ag sreabhadh iad ar shiúl agus cruthóidh sé marcanna scríobtha ar dhromchla an mhiotail. Fanfaidh siad ar dhromchla an mhiotail agus cruthóidh siad cáithníní tarraingthe ag deireadh an scríobtha. Dá bhrí sin, is féidir a mheas go bhfuil foirmiú cáithníní garbha bainteach go príomha leis an alúmanam atá ag cloí leis an gcrios oibre múnla. Féadfaidh na céimeanna héagsúla atá scaipthe timpeall air teacht ó ola bhealaithe, ocsaídí nó cáithníní deannaigh, chomh maith le neamhíonachtaí a thagann ó dhromchla garbh an tinne.
Mar sin féin, tá líon na dtarraingtí i dtorthaí tástála 6005A níos lú agus tá an céim níos éadroime. Ar thaobh amháin, is mar gheall ar an gcaimfering ag bealach amach crios oibre an mhúnla agus snasú cúramach an chrios oibre chun tiús an tsraith alúmanaim a laghdú atá sé; ar an láimh eile, tá baint aige leis an iomarca Si.
De réir thorthaí an chomhdhéanamh speictrigh a léitear go díreach, is léir go bhfuil an Si atá fágtha i bhfoirm substainte simplí, sa bhreis ar Si i dteannta Mg Mg2Si.
2.2 Cáithníní beaga ar an dromchla
Faoi chigireacht amhairc íseal-mhéadaithe, bíonn na cáithníní beag (≤0.5mm), níl siad réidh don teagmháil, bíonn siad géar, agus cloíonn siad le dromchla an phróifíl. Faoi 100X, bíonn cáithníní beaga dáilte go randamach ar an dromchla, agus bíonn cáithníní beaga ceangailte leis an dromchla beag beann ar cibé an bhfuil scríobtha ann nó nach bhfuil;
Ag 500X, is cuma an bhfuil scríobtha céimnithe soiléire ar an dromchla feadh an treo easbhrúite, tá go leor cáithníní fós ceangailte, agus athraíonn méideanna na gcáithníní. Tá an méid cáithníní is mó thart ar 15 μm, agus tá na cáithníní beaga thart ar 5 μm.
Trí anailís chomhdhéanamh na gcáithníní dromchla cóimhiotail 6060 agus an mhaitrís shlán, is iad na cáithníní is mó atá comhdhéanta d'eilimintí O, C, Si, agus Fe, agus tá an cion alúmanaim an-íseal. Tá eilimintí O agus C i mbeagnach gach cáithnín. Tá comhdhéanamh gach cáithnín beagán difriúil. Ina measc, tá na cáithníní a gar do 10 μm, atá i bhfad níos airde ná an Si, Mg, agus O sa mhaitrís; I gcáithníní c, tá Si, O, agus Cl níos airde go soiléir; tá Si, O, agus Na ard i gcáithníní d agus f; tá Si, Fe, agus O i gcáithníní e; is comhdhúile ina bhfuil Fe iad cáithníní h. Tá torthaí na gcáithníní 6060 cosúil leis seo, ach toisc go bhfuil cion Si agus Fe i 6060 féin íseal, tá cion Si agus Fe comhfhreagrach sna cáithníní dromchla íseal freisin; tá cion C i gcáithníní 6060 sách íseal.
B’fhéidir nach cáithníní beaga aonair iad cáithníní dromchla, ach d’fhéadfadh siad a bheith ann freisin i bhfoirm comhiomlánaithe de go leor cáithníní beaga le cruthanna difriúla, agus athraíonn céatadáin maise na n-eilimintí éagsúla i gcáithníní éagsúla. Creidtear go bhfuil na cáithníní comhdhéanta den chuid is mó de dhá chineál. Ceann amháin is ea deascáin amhail AlFeSi agus Si eiliminteach, a eascraíonn ó chéimeanna eisíontas leáphointe ard amhail FeAl3 nó AlFeSi(Mn) sa bhinne, nó céimeanna deascáin le linn an phróisis easbhrúite. Is ábhar eachtrach greamaitheach an ceann eile.
2.3 Éifeacht garbh-dhromchla an ingot
Le linn na tástála, fuarthas amach go raibh dromchla cúil an deil slat teilgthe 6005A garbh agus deannach air. Bhí dhá shlat teilgthe ann leis na marcanna uirlise casta is doimhne ag suíomhanna áitiúla, rud a chomhfhreagraíonn do mhéadú suntasach ar líon na dtarraingtí tar éis easbhrúite, agus bhí méid tarraingthe aonair níos mó, mar a thaispeántar i bhFíor 7.
Níl aon deil ag an tslat teilgthe 6005A, mar sin tá an garbh-dhromchla íseal agus laghdaítear líon na dtarraingtí. Ina theannta sin, ós rud é nach bhfuil aon bhreis sreabhán gearrtha ceangailte le marcanna deil na slaite teilgthe, laghdaítear cion C sna cáithníní comhfhreagracha. Tá sé cruthaithe go gcuirfidh na marcanna casta ar dhromchla na slaite teilgthe leis an tarraingt agus foirmiú cáithníní go pointe áirithe.
3 Plé
(1) Tá comhpháirteanna na lochtanna tarraingthe mar an gcéanna go bunúsach le comhpháirteanna an mhaitrís. Is iad na cáithníní coigríche, an craiceann sean ar dhromchla an tinne agus eisíontais eile atá carntha i mballa bairille an easbhrúite nó i limistéar marbh an mhúnla le linn an phróisis easbhrúite, a thugtar chuig dromchla miotail nó ciseal alúmanaim chrios oibre an mhúnla. De réir mar a shreabhann an táirge ar aghaidh, cruthaítear scríobtha dromchla, agus nuair a charnaíonn an táirge go méid áirithe, baintear amach é ag an táirge chun tarraingt a fhoirmiú. Tar éis ocsaídiúcháin, creimeadh an tarraingt, agus mar gheall ar a mhéid mór, bhí lochtanna cosúil le poll ann.
(2) Uaireanta bíonn cáithníní dromchla le feiceáil mar cháithníní beaga aonair, agus uaireanta bíonn siad i bhfoirm chomhiomlánaithe. Is léir go bhfuil a gcomhdhéanamh difriúil ó chomhdhéanamh an mhaitrís, agus is iad na dúile O, C, Fe, agus Si is mó atá iontu. Tá cuid de na cáithníní faoi cheannas dúile O agus C, agus tá cuid eile faoi cheannas O, C, Fe, agus Si. Dá bhrí sin, is féidir a thabhairt i gcrích go dtagann na cáithníní dromchla ó dhá fhoinse: ceann amháin is ea deascáin amhail AlFeSi agus Si eiliminteach, agus tá eisíontais amhail O agus C greamaithe den dromchla; an ceann eile is ábhar eachtrach greamaitheach é. Déantar na cáithníní a chreimeadh tar éis ocsaídiúcháin. Mar gheall ar a méid beag, níl aon tionchar acu ar an dromchla nó níl mórán tionchair acu ar chor ar bith.
(3) Tagann cáithníní atá saibhir in eilimintí C agus O den chuid is mó ó ola bhealaithe, deannach, ithir, aer, etc. atá greamaithe de dhromchla an tinne. Is iad C, O, H, S, etc. príomh-chomhpháirteanna na hola bhealaithe, agus is é SiO2 príomh-chomhpháirt an deannaigh agus na hithreach. Bíonn cion O na gcáithníní dromchla ard i gcoitinne. Toisc go mbíonn na cáithníní i riocht ardteochta díreach tar éis dóibh an crios oibre a fhágáil, agus mar gheall ar achar dromchla sonrach mór na gcáithníní, is furasta dóibh adaimh O san aer a ionsú agus ocsaídiú a chur faoi deara tar éis teagmhála leis an aer, rud a fhágann cion O níos airde ná an maitrís.
(4) Tagann Fe, Si, etc. den chuid is mó ó na hocsaídí, an sean-scála agus na céimeanna eisíontas sa bhinne (pointe leá ard nó an dara céim nach ndéantar a dhíchur go hiomlán trí homaiginiú). Eascraíonn an dúil Fe ó Fe i mbinne alúmanaim, ag cruthú céimeanna eisíontas pointe leá ard amhail FeAl3 nó AlFeSi(Mn), nach féidir a thuaslagadh i dtuaslagán soladach le linn an phróisis homaiginithe, nó nach ndéantar a thiontú go hiomlán; tá Si i láthair sa mhaitrís alúmanaim i bhfoirm Mg2Si nó i dtuaslagán soladach forsháithithe de Si le linn an phróisis réitigh. Le linn an phróisis easbhrúite te den tslat réitigh, féadfaidh barraíocht Si deascadh. Is é 0.48% intuaslagthacht Si in alúmanam ag 450°C agus 0.8% (meáchan%) ag 500°C. Tá an barraíocht Si i 6005 thart ar 0.41%, agus féadfaidh an Si deasctha a bheith comhiomlánaithe agus deascadh de bharr luaineachtaí tiúchana.
(5) Is é an alúmanam a ghreamaíonn den chrios oibre sa mhúnla an phríomhchúis leis an tarraingt. Is timpeallacht ardteochta agus ardbhrú í an bás easbhrúite. Méadóidh frithchuimilt sreabhadh miotail teocht chrios oibre an mhúnla, rud a chruthaíonn "sraith alúmanaim ghreamaitheach" ag imeall gearrtha bhealach isteach an chrios oibre.
Ag an am céanna, is furasta tuaslagáin sholadacha athsholáthair a dhéanamh ar an mbarrachas Si agus ar eilimintí eile ar nós Mn agus Cr sa chóimhiotal alúmanaim le Fe, rud a chuirfidh le foirmiú “sraith alúmanaim ghreamaitheach” ag bealach isteach chrios oibre an mhúnla. Baineann an miotal a shreabhann tríd an “sraith alúmanaim ghreamaitheach” leis an bhfrithchuimilt inmheánach (lomadh sleamhnáin taobh istigh den mhiotal). Déanann an miotal dífhoirmiú agus cruaite mar gheall ar an bhfrithchuimilt inmheánach, rud a chuireann le greamaitheacht an mhiotail bhunúsaigh agus an mhúnla. Ag an am céanna, déantar crios oibre an mhúnla a dhífhoirmiú i gcruth trumpa mar gheall ar an mbrú, agus tá an t-alúmanam greamaitheach a fhoirmítear nuair a dhéanann cuid imeall gearrtha an chrios oibre teagmháil leis an bpróifíl cosúil le himill gearrtha uirlis rothlaithe.
Is próiseas dinimiciúil fáis agus scaipthe é foirmiú alúmanaim ghreamaitheach. Bíonn cáithníní á dtabhairt amach i gcónaí ag an bpróifíl. Cloíonn siad le dromchla na próifíle, ag cruthú lochtanna tarraingthe. Má shreabhann sé go díreach amach as an gcrios oibre agus má dhéantar é a ionsú láithreach ar dhromchla na próifíle, tugtar "cáithníní ionsúcháin" ar na cáithníní beaga a chloíonn go teirmeach leis an dromchla. Má bhriseann an cóimhiotal alúmanaim easbhrúite roinnt cáithníní, cloífidh cuid acu le dromchla na crios oibre agus iad ag dul tríd an gcrios oibre, rud a fhágann scríobtha ar dhromchla na próifíle. Is é an ceann eireabaill an maitrís alúmanaim cruachta. Nuair a bhíonn go leor alúmanaim greamaithe i lár na crios oibre (tá an nasc láidir), cuirfidh sé sin leis an scríobtha dromchla.
(6) Tá tionchar mór ag luas an easbhrúite ar an tarraingt. Tionchar luas an easbhrúite. Maidir leis an gcóimhiotal rianaithe 6005, méadaíonn an luas easbhrúite laistigh den raon tástála, méadaíonn an teocht asraonta, agus méadaíonn líon na gcáithníní tarraingthe dromchla agus éiríonn sé níos troime de réir mar a mhéadaíonn na línte meicniúla. Ba cheart an luas easbhrúite a choinneáil chomh cobhsaí agus is féidir chun athruithe tobann ar luas a sheachaint. Mar thoradh ar luas easbhrúite iomarcach agus teocht asraonta ard, méadófar an fhrithchuimilt agus tarraingt thromchúiseach na gcáithníní. Éilíonn an mheicníocht shonrach maidir le tionchar luas an easbhrúite ar an bhfeiniméan tarraingthe obair leantach agus fíorú ina dhiaidh sin.
(7) Is fachtóir tábhachtach freisin cáilíocht dhromchla na slaite teilgthe a mbíonn tionchar aige ar na cáithníní a tharraingítear. Tá dromchla na slaite teilgthe garbh, le burrs sábhadh, stains ola, deannach, creimeadh, srl., rud a mhéadaíonn an claonadh chun cáithníní a tharraingt.
4 Conclúid
(1) Tá comhdhéanamh na lochtanna tarraingthe comhsheasmhach le comhdhéanamh an mhaitrís; tá comhdhéanamh shuíomh na gcáithníní difriúil go soiléir ó chomhdhéanamh an mhaitrís, ina bhfuil eilimintí O, C, Fe, agus Si den chuid is mó.
(2) Is é an príomhchúis le lochtanna cáithníní tarraingthe ná greamú alúmanaim den chrios oibre múnla. Aon fhachtóirí a chuireann greamú alúmanaim den chrios oibre múnla chun cinn, beidh lochtanna tarraingthe mar thoradh orthu. Ar an mbonn go gcinnteofar cáilíocht an tslat teilgthe, níl aon tionchar díreach ag giniúint cáithníní tarraingthe ar chomhdhéanamh an chóimhiotail.
(3) Tá cóireáil dóiteáin aonfhoirmeach chuí tairbheach chun tarraingt dhromchla a laghdú.
Am an phoist: 10 Meán Fómhair 2024
