பொருள் மேற்பரப்பு சொரசொரப்பின் மீது பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண்பொடியின் செல்வாக்கு குறித்த ஆய்வு
எங்கள் பணித்துறையில், குறிப்பாக மேற்பரப்புச் சீரமைப்பு அல்லது மூலப்பொருள் பதப்படுத்துதலில், நாங்கள் கிட்டத்தட்ட ஒவ்வொரு நாளும் "சொரசொரப்பு" எனும் குறியீட்டைக் கையாளுகிறோம். இது ஒரு மூலப்பொருளின் "கைரேகை" போன்றது; இதன் மூலம், அடுத்துப் பூசப்படும் ஒரு பூச்சு ஒட்டிக்கொள்ளுமா, பாகங்கள் எவ்வளவு தேய்மானத்தைத் தாங்கும் திறன் கொண்டவை, மற்றும் ஒரு அமைப்பின் காற்றுப்புகாத் தன்மை ஆகியவற்றை நேரடியாகத் தீர்மானிக்கிறோம். இன்று, அந்த உயர்நிலைக் கோட்பாடுகளைப் பற்றிப் பேச வேண்டாம்; மாறாக, நமது சக ஊழியர்களைப் போல அமர்ந்து, நமக்கு மிகவும் பரிச்சயமான பழைய நண்பரான பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண்பொடியைப் பற்றியும், அது மூலப்பொருள்களின் மேற்பரப்புச் சொரசொரப்பை எவ்வாறு "கையாளுகிறது" என்பது பற்றியும் உரையாடுவோம்.
I. முதலில், பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண்தூள் என்றால் என்ன என்பதைப் புரிந்துகொள்வோம்.
பழுப்பு உருகிய அலுமினாஎளிமையாகச் சொன்னால், இது அலுமினா மற்றும் கோக் போன்ற பொருட்களை மின் வில் உலையில் பயன்படுத்தி நாம் "சுத்திகரிக்கும்" ஒரு பொருளாகும். இதில் சிறிதளவு டைட்டானியம் மற்றும் இரும்பு ஆக்சைடுகள் இருப்பதால், இது பழுப்பு நிறத்தைக் கொண்டுள்ளது, எனவே இப்பெயர் பெற்றது. இது அதிக கடினத்தன்மை, நல்ல உறுதித்தன்மை ஆகியவற்றைக் கொண்டிருப்பதோடு, விலை மலிவாகவும் உள்ளது. இதனால், மணல் தெளித்தல் மற்றும் அரைத்தல் போன்ற செயல்பாடுகளில் இது ஒரு "முக்கியப் பொருளாக" விளங்குகிறது.
மேலும், “மைக்ரோபவுடர்” என்ற சொல் முக்கியமானது. இது, ஒரு சிறப்புச் செயல்முறையின் மூலம் பழுப்பு உருகிய அலுமினாவை நசுக்கி சலிப்பதன் மூலம் பெறப்படும் மிகவும் நுண்ணிய தூளைக் குறிக்கிறது; இதன் துகள் அளவு பொதுவாக பல நூறு முதல் பல ஆயிரம் மெஷ்கள் வரை இருக்கும். இந்தத் தூளைக் குறைத்து மதிப்பிடாதீர்கள்; இது இனி ஒரு கரடுமுரடான “மரம் வெட்டும் கத்தி” அல்ல, மாறாக ஒரு துல்லியமான “சிற்பக்கலை” ஆகும். இதன் வருகையானது, வார்ப்புகளில் இருந்து தடிமனான ஆக்சைடு செதில்களை அகற்றுவது போன்ற கடினமான பணிகளிலிருந்து, மிக உயர்ந்த மேற்பரப்புத் தரம் தேவைப்படும் துல்லியமான இயந்திர வேலைப்பாடுகள் துறைக்கு பழுப்பு உருகிய அலுமினாவை நகர்த்தியுள்ளது.
II. அது மேற்பரப்பை எவ்வாறு “செதுக்குகிறது”? – ஓர் இயங்கு நுண்ணுலகம்
மணல் தெளிப்பு என்பது வெறுமனே ஒரு மேற்பரப்பில் மணலைத் தூவுவது என்றும், எவ்வளவு கடுமையாகத் தாக்குகிறீர்களோ, அந்த அளவுக்கு அது சொரசொரப்பாக மாறும் என்றும் பலர் நினைக்கிறார்கள். அது பாதி உண்மைதான், ஆனால் நுண்தூள்களைப் பற்றி ஆய்வு செய்யும் எங்களைப் போன்றவர்களுக்கு, அதன் மற்ற பாதிதான் சாராம்சம். மேற்பரப்பின் சொரசொரப்புத்தன்மையின் மீது பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண்தூளின் தாக்கம் என்பது ஒரு சிக்கலான, இயங்குநிலை செயல்முறையாகும், அதை நான் மூன்று முக்கிய விளைவுகளாகச் சுருக்கமாகக் கூறுகிறேன்:
துளையிடும் விளைவு (பேரளவு வெட்டுதல்): இது மிகவும் எளிதில் புரிந்துகொள்ளக்கூடியது. அதிவேகமாகப் பறக்கும் நுண்தூள் துகள்கள், எண்ணற்ற சிறிய சுத்தியல்கள் மற்றும் உளிகளைப் போல, பொருளின் மேற்பரப்பில் மோதுகின்றன. கடினமான துகள்கள் நேரடியாகப் பொருளை "அரித்து", சிறிய பள்ளங்களை உருவாக்குகின்றன. இந்த நிலையே மேற்பரப்பின் சொரசொரப்புத்தன்மை வேகமாக அதிகரிப்பதற்கான முக்கியக் காரணியாகும். ஒரு வழவழப்பான மேற்பரப்பில் எண்ணற்ற சிறிய பள்ளங்கள் தோண்டப்படுவதைக் கற்பனை செய்து பாருங்கள்; மேடுகளுக்கும் பள்ளங்களுக்கும் இடையிலான வேறுபாடு வியத்தகு முறையில் அதிகரித்து, இயல்பாகவே சொரசொரப்பு மதிப்புகளை (எ.கா., Ra, Rz) உயர்த்துகிறது.
"உழுதல்" விளைவு (நெகிழ்வு உருமாற்றம்): இது சுவாரஸ்யமானது. துகள்கள் ஒரு மேற்பரப்பில் நேருக்கு நேராக செங்குத்தாக மோதாமல், மாறாக ஒரு கோணத்தில் அதன் குறுக்கே "தேய்க்கும்போது", அவை அந்தப் பொருளை நேரடியாக வெட்டிச் செல்லாமல் இருக்கலாம். அதற்குப் பதிலாக, உழுவதைப் போல, அவை மேற்பரப்புப் பொருளைப் பக்கவாட்டில் "நெருக்கி", ஒரு மேடான "பள்ளத்தை" உருவாக்குகின்றன. இந்தச் செயல்முறை நேரடியாகப் பொருளை அகற்றாது, ஆனால் நெகிழ்வு உருமாற்றத்தின் மூலம், அது மேற்பரப்பின் உருவமைப்பை மாற்றி, முகடுகளுக்கும் பள்ளங்களுக்கும் இடையிலான வேறுபாட்டை அதிகரிக்கிறது.
"அழுத்துதல்" மற்றும் "சோர்வு" விளைவுகள்: நுண்துகள்களின் தொடர்ச்சியான தாக்கத்தின் கீழ், பொருளின் மேற்பரப்பானது மீண்டும் மீண்டும் ஏற்படும் தாக்கங்களின் மூலம் "செம்மைப்படுத்தும்" செயல்முறைக்கு உள்ளாகிறது. ஆரம்பகாலத் தாக்கங்கள் மேற்பரப்பைத் தளர்த்தக்கூடும், ஆனால் தொடர்ச்சியான தாக்கங்கள் உண்மையில் மேற்பரப்பு அடுக்கை "அழுத்தி", ஒரு அடர்த்தியான, வலுவூட்டப்பட்ட அடுக்கை உருவாக்குகின்றன. அதே நேரத்தில், மீண்டும் மீண்டும் ஏற்படும் தாக்கங்கள் பொருளின் மேற்பரப்பு நுண் கட்டமைப்பில் சோர்வை ஏற்படுத்துகின்றன, இதனால் அடுத்தடுத்த துகள்கள் அதை அகற்றுவது எளிதாகிறது.
நீங்கள் காண்பது போல, ஒரு எளிய மணல் தெளிப்புச் செயல்முறையில்கூட, நுண்ணுலகில் ஒரே நேரத்தில் ஒன்றோடொன்று இடைவினை புரியும் மூன்று விளைவுகள் அடங்கியுள்ளன: “தோண்டுதல்,” “உழுதல்,” மற்றும் “அழுத்துதல்.”
III. முடிவுகளைப் பாதிக்கும் மூன்று முக்கிய காரணிகள்: துகள் அளவு, அழுத்தம் மற்றும் கோணம்
இப்போது நாம் கொள்கையைப் புரிந்துகொண்டதால், அதை எப்படி “கட்டளையிடுவது”?பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா மைக்ரோபவுடர்உண்மையான செயல்பாட்டில் விரும்பிய மேற்பரப்பு சொரசொரப்பை அடைவதற்கு? இது முக்கியமாக இந்த மூன்று முக்கிய காரணிகளைச் சார்ந்துள்ளது:
முதல் காரணி: துகள் அளவு (தூள் எந்தளவு கரடுமுரடாக இருக்க வேண்டும்?)
இதுவே மிக முக்கியமான அளவுருவாகும். எளிமையாகச் சொன்னால், ஒரே மாதிரியான சூழ்நிலைகளில், துகள்கள் எவ்வளவு கரடுமுரடாக இருக்கின்றனவோ, அவ்வளவு அதிகமாக மேற்பரப்பின் சொரசொரப்பு மதிப்பு இருக்கும். 80-மெஷ் கரடுமுரடான தூளைப் பயன்படுத்தினால், சில தேய்ப்புகளிலேயே மிகவும் கரடுமுரடான மேற்பரப்பு உருவாகும்; ஆனால் நீங்கள் W40 அல்லது அதைவிட நுண்ணிய மைக்ரோபவுடரைப் பயன்படுத்தினால், அதன் விளைவாகக் கிடைக்கும் மேற்பரப்பு மிகவும் மென்மையாகவும், தொடுவதற்கு இதமாகவும் இருக்கும். இது, மரத்தை கரடுமுரடான மணர்த்தாள் மற்றும் நுண்ணிய மணர்த்தாள் கொண்டு தேய்ப்பதைப் போன்றது—அதன் முடிவுகள் முற்றிலும் வேறுபட்டவை. எனவே, குறைந்த மேற்பரப்பு சொரசொரப்பைப் பெற, நுண்ணிய மைக்ரோபவுடரைத் தேர்ந்தெடுப்பதே முதல் படியாகும்.
இரண்டாவது முக்கிய அம்சம்: தெளிப்பு அழுத்தம் (எவ்வளவு விசை?)
அழுத்தம் என்பது துகள்களுக்கு அளிக்கப்படும் ஆற்றலாகும். அழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால், துகள்கள் வேகமாகப் பறக்கும், அவற்றின் இயக்க ஆற்றலும் அதிகமாகும். மேலும், தோண்டுதல் மற்றும் உழுதல் போன்ற விளைவுகள் தீவிரமாக இருப்பதால், இயல்பாகவே அதிக சொரசொரப்பு ஏற்படுகிறது. இருப்பினும், இதில் ஒரு சிக்கல் உள்ளது: அதிக அழுத்தம் எப்போதும் சிறந்ததல்ல. அதீத அழுத்தம், அளவுக்கு அதிகமாக வெட்டுவதற்கு வழிவகுக்கும்; அது வேலைப் பொருளின் பரிமாணத் துல்லியத்தைச் சேதப்படுத்தலாம் அல்லது எளிதில் உடையக்கூடிய பொருட்களை உடைக்கவும் கூடும். எங்களின் அனுபவத்தில், சுத்தம் செய்தல் மற்றும் சொரசொரப்புத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் அதே வேளையில், முடிந்தவரை குறைந்த அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதே சிறந்தது—"முக்கியமான இடங்களில் சிறந்த எஃகைப் பயன்படுத்துங்கள்."
மூன்றாவது முக்கிய அம்சம்: தெளிப்புக் கோணம் (எந்தத் திசையிலிருந்து?)
பலர் இந்த அளவுகோலைக் கவனிக்கத் தவறுகிறார்கள். தெளிப்புக் கோணம் 70° முதல் 90° வரை (கிட்டத்தட்ட செங்குத்தாக) இருக்கும்போது, "தோண்டும்" விளைவு மேலோங்குவதால், சொரசொரப்புத்தன்மையின் அதிகரிப்பு மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கதாக இருக்கிறது என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. கோணம் சிறியதாகும்போது (எ.கா., 30°-45°), "உழும்" விளைவு மிகவும் வெளிப்படையாகத் தெரிகிறது, இதன் விளைவாக வேறுபட்ட சொரசொரப்புத்தன்மை அமைப்பு உருவாகிறது. நாம் ஒரு பரப்பைச் சுத்தம் செய்ய விரும்பும்போதும், அது மிகவும் சொரசொரப்பாக ஆகிவிடக் கூடாது என்று நினைக்கும்போதும், சுத்தம் செய்வதற்கும் சொரசொரப்புத்தன்மைக்கும் இடையில் ஒரு சமநிலையை அடைய, சில சமயங்களில் சிறிய கோணத்தைப் பயன்படுத்துகிறோம்.
IV. நடைமுறைப் பயன்பாட்டில் உள்ள “இரகசியங்களும்” சிந்தனைகளும்
கோட்பாடு மட்டும் போதாது; உண்மையான செயலில் கண்டறியப்பட வேண்டிய பல “இரகசியங்கள்” உள்ளன.
உதாரணமாக, வேலைப் பொருளின் “இயல்புநிலை” (பொருளின் உள்ளார்ந்த பண்புகள்) மிகவும் முக்கியமானது. அதிக கடினத்தன்மை கொண்ட தணிவிக்கப்பட்ட எஃகு மற்றும் மென்மையான அலுமினியம் ஆகியவற்றை இயந்திர வேலைப்பாடு செய்ய ஒரே அளவுருக்களைப் பயன்படுத்தினால், முற்றிலும் மாறுபட்ட முடிவுகள் கிடைக்கும். மென்மையான பொருட்கள் நெகிழ்வு சிதைவுக்கு எளிதில் உள்ளாகி, ஆழமான மற்றும் அகலமான “பள்ளங்களை” உருவாக்கி, எளிதில் அடைபட்டுவிடும்; கடினமான பொருட்கள் எளிதில் நொறுங்கும் வகையில் உதிர்ந்து, அதிக பள்ளங்களை உருவாக்கும் வாய்ப்புள்ளது.
மற்றொரு உதாரணம், நுண்தூளின் “ஆயுட்காலம்” ஆகும்.பழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா நுண் தூள்காலப்போக்கில் தேய்ந்து உடைந்துவிடும். ஒரு புதிய தொகுதிப் பொடியானது சீரான துகள் அளவு, கூர்மையான விளிம்புகள் மற்றும் வலுவான வெட்டு விசையைக் கொண்டிருப்பதால், அது சீரான மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் பெரிய சொரசொரப்பை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், பயன்படுத்தப்பட்ட பொடியானது, வட்டமான விளிம்புகள் மற்றும் சிறிய துகள் அளவைக் கொண்டு, "பழையதாகித் தேய்ந்து" போவதால், அதன் வெட்டு விசை குறைந்து, சிறிய மற்றும் மிகவும் சீரான சொரசொரப்பை உருவாக்கக்கூடும். இது, நிலையான மேற்பரப்பு "சாடின்" பூச்சுகளுக்கு ஏற்றதாகும். இது அனைத்தும் உங்கள் செயல்முறைத் தேவைகளைப் பொறுத்தது.
எனவே, இதன் விளைவைப் பற்றி ஆய்வு செய்வதுபழுப்பு நிற உருகிய அலுமினா மைக்ரோ பவுடர்மேற்பரப்பின் சொரசொரப்புத்தன்மையை உருவாக்குவது என்பது, பொருளைப் பார்த்து அதற்கேற்ப செயல்படுவது மட்டுமல்ல. அது நுண் உலகில் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய ஒரு கலை. நாம் ஒரு அனுபவமிக்க பாரம்பரிய சீன மருத்துவரைப் போல, 'துகள்கள், அழுத்தம், மற்றும் கோணம்' போன்ற 'மருத்துவ மூலிகைகளின்' பண்புகளையும் வழிமுறைகளையும் திறமையாகக் கற்றுத் தேர்ந்து, பின்னர் அதை வேலைப் பொருளின் 'அமைப்போடு' இணைத்து, மிகவும் பயனுள்ள 'சிகிச்சையை' பரிந்துரைத்து, அந்தச் சரியான மேற்பரப்பு சொரசொரப்புத்தன்மையை அடைய வேண்டும்.