බන්ධන සන්ධියක් අසාර්ථක වූ විට, අපගේ පළමු පියවර සාමාන්යයෙන් ඇලවුම් ශක්තිය ප්රමාණවත්ද, මතුපිට ප්රතිකාරය සුදුසුද, කාවැද්දීම ප්රමාණවත්ද, සහ ද්රව්ය වයසට ගොස් නැතිද යන්න තක්සේරු කිරීම ඇතුළත් වේ.
කෙසේ වෙතත්, සැබෑ ඉංජිනේරු යෙදුම් වලදී, ඇතැම් අසාර්ථකත්වයන් ආරම්භ වන්නේ කොමිස් කිරීමෙන් පමණක් නොවේ; ඒ වෙනුවට, මැලියම් සම්පූර්ණයෙන්ම සුව වූ පසු විභව අවදානම් දැනටමත් පවතී.
මෙම විභව අන්තරාය වන්නේ අවශේෂ අභ්යන්තර ආතතිය පැවතීමයි.
එය අදෘශ්යමාන වන අතර නිශ්චිතවම සෘජුව මැනීමට අපහසු නමුත් අද්භූත ස්වභාවයක් නොමැත. සරලව කිවහොත්, සුව කිරීම සහ සිසිලනය අතරතුර මැලියම් හැකිලීමට ලක් වේ; අවට උපස්ථරය එහි නිදහස් විරූපණය සීමා කරන්නේ නම්, හැකිලීමට නොහැකි කොටස ඇලවුම් ස්ථරය තුළ අවශේෂ ආතතිය බවට පත්වේ.
අද, මම මෙම සංකල්පය හොඳින් අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා ඔබ සැමට මඟ පෙන්වමි.
0 1 එය අධ්යයනය කරන්නේ ඇයි?
අභ්යන්තර ආතතියේ උවදුරු "ශක්ති-ගබඩා" ස්වභාවයකි.
සුව කිරීමෙන් පසු, ඇලවුම් ස්ථරය ප්රත්යාස්ථ වික්රියා ශක්තියෙන් කොටසක් ගබඩා කරයි. මෙම ශක්තිය පසුකාලීන අන්තර් මුහුණත ඉවත් කිරීම, ක්ෂුද්ර ක්රැක් ප්රචාරණය සහ විකෘති විරූපණය සඳහා යටින් පවතින ගාමක බලවේගය ලෙස ක්රියා කරයි.
අතුරුමුහුණත ඉවත් කිරීම සහ ඉවත් කිරීම උදාහරණ ලෙස ගන්න: අභ්යන්තර ආතතීන් මෙහෙයුම් භාරයට ඉහළින් එකතු වන අතර, සත්ය අතුරු මුහුණත් ආතතිය සැලසුම්-ගණනය කළ ශ්රේණිගත කිරීමේ අගය ඉක්මවා යයි. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ඇලවුම් ස්තරය විධිමත් සේවාවක් ආරම්භ කිරීමට පෙර පවා, අතුරු මුහුණත දැනටමත් අධික පෙර{2}}ආතතියකට ලක්ව ඇත.
තවත් උදාහරණයක් නම් නිරවද්යතා ප්ලාවිතය, රොබෝවරු, මෝටර සහ දෘශ්ය සංරචක වැනි නිරවද්ය එකලස් කිරීම් සඳහා විශේෂයෙන් හානිකර බව ඔප්පු කරයි.
අභ්යන්තර ආතතීන් ක්රමයෙන් මුදා හැරීම හේතුවෙන් මෝටරයේ චුම්බක හරයේ පිහිටීම, දෘෂ්ය සංරචක පෙළගැස්වීම සහ ව්යුහාත්මක කොටස්වල මානයන් සියල්ල දිගු-කාලීන ප්ලාවිතයකට ලක් විය හැක. එකලස් කිරීමේදී සංරචක මුලින් අනුකූල වන නමුත් පැය සිය ගණනක ක්රියාකාරිත්වයෙන් පසු අපගමනය පෙන්නුම් කරයි නම්, එවැනි ගැටළු බොහෝ විට පැන නගින්නේ අභ්යන්තර ආතතීන් තිබීමෙනි.
මීට අමතරව, තෙහෙට්ටුව ජීවිතය අඩු වේ. අභ්යන්තර ආතතිය දිගු-කාලීන සාමාන්ය ආතති මට්ටමක් නියෝජනය කරන අතර එය සාමූහිකව තෙහෙට්ටුව ජීවන වක්රය අඩු කරයි. උෂ්ණත්ව චක්රය, ආර්ද්රතාවය සහ කම්පනය යන සංයෝජන බොහෝ විට නිෂ්පාදන මූලික පරීක්ෂණ සමත් වන නමුත් මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනයේදී අසාර්ථක වන අවස්ථා ඇති කරයි.
එබැවින්, අභ්යන්තර ආතතිය ද්විතියික ගැටළුවක් නොව, බන්ධන විශ්වසනීයත්වය සඳහා මූලික පූර්වාවශ්යතාවයකි. එය ඇලවීම සිදුවිය හැකිද යන්න පමණක් නොව, ඉන් පසුව කොපමණ කාලයක් බන්ධනය ස්ථායීව පවතීද යන්න තීරණය කරයි.
0 2 අභ්යන්තර ආතතිය ඇතිවන්නේ කොහෙන්ද?
අභ්යන්තර ආතතිය අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා පළමුව එහි මූලාරම්භය අවබෝධ කරගත යුතුය.
ඇලවුම් සුව කිරීමේදී ඇති වන අභ්යන්තර ආතතිය මූලික වශයෙන් සංකෝචනය වීමේ ප්රවණතාවයක් පෙන්නුම් කරන නමුත් ඇත්ත වශයෙන්ම එසේ කළ නොහැකි වික්රියා වර්ග දෙකකින් පැන නගී.
පළමු කාණ්ඩය වන්නේ සුව කිරීමේ හැකිලීමයි, එය රසායනික හැකිලීම ලෙසද හැඳින්වේ.
ද්රව මොනෝමර් වලදී, අණු වැන් ඩර් වෝල්ස් බල (දුර්වල අන්තර්ක්රියා) හරහා සම්බන්ධතා පවත්වයි. අණු දෙකේ පරමාණු අතර රසායනික බන්ධන නොමැත; 0.3-0.4 nm (අණු දෙකේම වැන් ඩර් වෝල්ස් රේඩියේ එකතුව නියෝජනය කරන) සාමාන්ය දුරක් සමඟ ඒවා සරලව ආසන්නයේ පවතී.
බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියාවේදී මොනෝමර් අතර සහසංයුජ බන්ධන සෑදේ. වඩාත්ම පොදු C-C තනි බන්ධනය උදාහරණයක් ලෙස ගත් විට, එහි බන්ධන දිග ආසන්න වශයෙන් 0.154 nm වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ මුලින් 0.35 nm පමණ ලිහිල් දුරකින් වෙන් කරන ලද අණු දෙකක් දැන් ආසන්න වශයෙන් 0.15 nm ක දිගකින් යුත් සහසංයුජ බන්ධනයක් මගින් බලහත්කාරයෙන් එකට ගෙන ඒම නිසා අන්තර් අණුක දුර ප්රමාණය අඩකට වඩා අඩු වේ. (රූපය)
සාර්ව මට්ටමේ දී, එවැනි අණු යුගල ට්රිලියන ගණනක එකවර හැකිලීම පරිමාව අඩු කිරීමක් ලෙස ප්රකාශ වේ. මෙය ඕනෑම අතිරේක බහුඅවයවීකරණ ප්රතික්රියාවක දී සම්පූර්ණයෙන්ම වැළැක්විය නොහැකි භෞතික ප්රතිවිපාකයකි.
දෙවන කාණ්ඩය වන්නේ තාප නොගැලපීම ආතතියයි.
බොහෝ ඇලවුම් ද්රව්ය සුව කිරීමට උණුසුම් කිරීම අවශ්ය වේ. සුව කිරීමෙන් පසු, ඉහළ උෂ්ණත්වයේ සිට කාමර උෂ්ණත්වය දක්වා සිසිල් කළ විට, මැලියම් සහ උපස්ථරයේ තාප ප්රසාරණ සංගුණකය වෙනස් වේ.
මැලියම්වල තාප ප්රසාරණ සංගුණකය ලෝහ, චුම්බක සහ පිඟන් මැටි වැනි මූලික ද්රව්යවලට වඩා සාමාන්යයෙන් සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ ය. සිසිලනය අතරතුර, මැලියම් තවදුරටත් හැකිලීමට නැඹුරු වේ, නමුත් මූලික ද්රව්යය එහි නිදහස් හැකිලීම වළක්වයි, එමගින් ඇලවුම් ස්ථරය සීමා කිරීම සහ අවශේෂ අභ්යන්තර ආතතිය ඇති කරයි.
මෙහි වඩාත්ම විවේචනාත්මක සංකල්පය වන්නේ ජෙල් ලක්ෂ්යයයි.
ජෙල් ලක්ෂ්යයට පෙර, මැලියම් තරලය පවතින අතර ගලා යා හැක. මෙම අදියරේදී, හැකිලීම සිදු වුවද, ද්රව්යය ප්රවාහය, ප්රතිසංවිධානය සහ පිරවීම හරහා එවැනි විරූපණයන් විසුරුවා හැරිය හැකි අතර, එමගින් අභ්යන්තර ආතතිය සමුච්චය වීම අවම කරයි.
ජෙල් ලක්ෂ්යයෙන් පසු තත්වය වෙනස් වේ. ත්රිමාණ ජාලයක් අලවන ද්රව්ය තුළ සෑදීමට පටන් ගන්නා අතර ද්රව්යය ක්රමයෙන් ද්රවයක සිට ඝන තත්ත්වයට සංක්රමණය වේ. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ඇලවුම් ස්තරය බර-දරීමේ ධාරිතාව ලබා ගන්නා අතර පසුව හැකිලීමේ සහ විරූපණ සිදුවීම් "මතක තබා ගැනීමට" පටන් ගනී.
වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ජෙල් ලක්ෂ්යයෙන් පසුව සිදුවන හැකිලීමේ කොටස අභ්යන්තර ආතතිය උත්පාදනය කිරීමට සැබවින්ම නැඹුරු වේ.
කාලය වැඩි වන විට, ද්රව්යය තවදුරටත් ඝන වන අතර, එහි Tg අඛණ්ඩව ඉහළ යයි. Tg වත්මන් කියාත්මක උෂ්ණත්වය ඉක්මවන විට, ඇලවුම් ස්ථරය රබර් තත්වයේ සිට වීදුරු තත්වයට සංක්රමණය වේ.
වීදුරු තත්වයට ඇතුල් වීමෙන් පසු, ඇලවුම් ස්ථරයේ මාපාංකය වේගයෙන් වැඩි වන අතර, දාම කොටස චලනය වඩාත් අපහසු වේ; එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, කලින් මුදා හැරිය හැකි ආතතියෙන් කොටසක් මුදා හැරීම වඩාත් අපහසු වේ.
එබැවින් අභ්යන්තර ආතතිය සරලව තේරුම් ගත හැකිය:
ජෙල් ලක්ෂ්යයට පෙර: ඉක්මනින් ආතතිය ඇති නොකර හැකිලීම සිදුවිය හැක.
ජෙල් ලක්ෂ්යයෙන් පසු: ජෙල් තට්ටුව ජාලයක් සෑදීමට පටන් ගන්නා අතර පසුව හැකිලීම වළක්වයි.
වයිට්රිෆිකේෂන් පසු: ද්රව්යය දෘඪ බවට පත් වේ, එහි අණුක දාම නිශ්චල වේ, ආතතිය මුදා හැරීම වඩාත් අපහසු වේ.
අපි කවුරුත් දන්නා පරිදි:
ආතතිය=මාපාංකය × වික්රියා
අවසාන අභ්යන්තර ආතතිය ≈ ඵලදායි මාපාංකය × (පශ්චාත්-ජෙල්ෂන් සුව කිරීමේ හැකිලීම + තාප නොගැලපීම විරූපණය) - ලිහිල් කිරීමේ මුදා හැරීම
තාප නොගැලපීම විරූපණය සරලව තේරුම් ගත හැකිය:
තාප නොගැලපීම විරූපණය ≈ (ඇලවුම් වල තාප ප්රසාරණ සංගුණකය - උපස්ථරයේ තාප ප්රසාරණ සංගුණකය) × ඵලදායී උෂ්ණත්ව වෙනස
ජෙල් ලක්ෂ්යයෙන් පසුව සිදුවන සංකෝචනය සහ තාප නොගැලපීම, අඛණ්ඩව වැඩිවන මාපාංකයෙන් ගුණ කිරීම, ක්රියාවලිය අතරතුර ලිහිල් කිරීම හරහා මුදා හරින ලද කොටස අඩු කිරීම, අවසාන ශුද්ධ අභ්යන්තර ආතතිය සාදයි.
අභ්යන්තර ආතතිය අධ්යයනය කිරීමට අපහසු වීමට හේතුව ද මෙයයි: එය එක් ක්ෂණයකින් හදිසියේ මතු නොවන නමුත් සුව කිරීමේ සහ සිසිලන ක්රියාවලීන්හිදී ක්රමයෙන් එකතු වේ. මෙම ක්රියාවලිය පුරාම, හැකිලීම, උෂ්ණත්වය, මාපාංකය සහ ආතතිය මුදා හැරීමට ද්රව්යයේ හැකියාව අඛණ්ඩ වෙනස්කම් වලට භාජනය වේ.
03 ගුනාංගීකරනය කරන්නේ කෙසේද: පළමුව "ප්රතිඵලය" මැන, පසුව "හේතුව" මැනීම.
අභ්යන්තර ආතතිය එක් ක්ෂණයකින් හදිසියේ ඇති නොවන බවත්, ඒ වෙනුවට සුව කිරීමේ සහ සිසිලන ක්රියාවලියේදී ක්රමයෙන් එකතු වන බව දැන් බොහෝ දෙනා පිළිගෙන ඇත.
මෙහි ඇති සෑම පරාමිතියක්ම නිරන්තරයෙන් වෙනස් වේ: හැකිලීමේ වේගය, උෂ්ණත්වය, මාපාංකය සහ ආතතිය මුදා හැරීමේ ද්රව්යයේ හැකියාව පවා වෙනස් වේ.
එබැවින්, අභ්යන්තර ආතතියේ ගුනාංගීකරනය තනි සංඛ්යාත්මක අගයක් මත පමණක් රඳා පැවතිය නොහැක; එය එකවර ප්රශ්න දෙකක් විසඳිය යුතුය:
පළමුව, අවසානයේ ඉතිරිව ඇති ආතතිය හෝ විරූපණය කොපමණද?
දෙවනුව, සුව කිරීමේ ක්රියාවලියේදී මෙම ආතතීන් සෑදෙන්නේ කෙසේද?
පරීක්ෂණ ක්රම සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, ඒවා සාමාන්යයෙන් වර්ග දෙකකට බෙදිය හැකිය.
එක් කාණ්ඩයකට ආතති හෝ විරූපණ ප්රතිඵල සෘජුව මැන බැලීම ඇතුළත් වන අතර අනෙකා ආකෘති පිහිටුවීම සඳහා ද්රව්යමය ආවේණික පරාමිතීන් මනින අතර.
1 කාණ්ඩය: ආතතිය හෝ විකෘති ප්රතිඵල සෘජුව මැන බැලීම
මෙම ප්රවේශය අවධානය යොමු කරන්නේ මැලියම් සුව වූ පසු ව්යුහය තුළ ඇති වන විරූපණයේ හෝ අවශේෂ ආතතියේ ප්රමාණය තීරණය කිරීමයි.
වඩාත්ම සම්භාව්ය ක්රමය වන්නේ කැන්ටිලිවර් කදම්භ හෝ ද්වි ද්රව්ය කදම්භ නැමීමේ ප්රවේශයයි. තුනී ලෝහ තහඩු, සිලිකන් වේෆර් හෝ වෙනත් උපස්ථර ද්රව්ය සඳහා මැලියම් යොදනු ලැබේ; සුව කිරීමේදී, ඇලවුම් හැකිලීම උපස්ථරය නැමීමට හේතු වේ. තත්ය කාලීනව වක්රය මැනීමෙන් සහ ස්ටෝනිගේ සමීකරණයට සමාන ක්රමයක් භාවිතා කිරීමෙන්, ඇලවුම් ස්ථරයේ සාමාන්ය ආතතිය ගණනය කළ හැක. මෙම ප්රවේශය ප්රතිභානාත්මක සහ හොඳින්-ස්ථාපිත වීමේ වාසි ලබා දෙයි, සුව කිරීමේ කාලය සමඟ ආතතිය වෙනස් වන ආකාරය නිරූපණය කරන වක්ර දෘශ්යකරණය සක්රීය කරයි.
ෆයිබර් බ්රැග් ග්රේටින් (FBG) තාක්ෂණය ද ඇත. ජෙල් ස්ථරයක් තුළ ඔප්ටිකල් තන්තු තැන්පත් කිරීමෙන්, ජෙල් තුළ ඇති ආතතිය තත්ය කාලීනව මැනිය හැක. මෙම ක්රමය මතුපිට විරූපණ මිනුම් හා සසඳන විට ජෙල් වල අභ්යන්තර තත්වය වඩාත් නිවැරදිව පිළිබිඹු කරයි, නමුත් එය ඉහළ පිරිවැයක් සහ වැඩි මෙහෙයුම් සංකීර්ණතාවයක් ඇති කරයි.
බෙදා හරින ලද දෘශ්ය සංවේදකයක් භාවිතයෙන් සංයුක්ත ලැමිෙන්ට් වල වික්රියා නිරීක්ෂණය සුව කරන්න (රූප මූලාශ්රය)
පාරදෘශ්ය ඇලවුම් සඳහා, ආතති-ප්රේරිත බයිර්ෆ්රිංගන්ස් හරහා ආතති ව්යාප්තිය නිරීක්ෂණය කිරීමට ප්රකාශ ප්රත්යාස්ථතා හෝ ද්වි-ප්රත්යාවර්ත ක්රම භාවිතා කළ හැක.
මීට අමතරව, අවශේෂ ආතතිය හෝ වක්ර ආතතිය මැනීම සඳහා නිශ්චිත කොන්දේසි යටතේ විදුම්, හර නියැදීම, X-කිරණ විවර්තනය (XRD), නියුට්රෝන විසිරීම සහ රාමන් මාරු විශ්ලේෂණය වැනි ක්රම ද යෙදිය හැකිය.