Қоңыр балқытылған алюминий оксиді микроұнтағының материал бетінің кедір-бұдырлығына әсерін зерттеу
Біздің жұмысымызда, әсіресе бетті өңдеуде немесе материалдарды өңдеуде, біз күн сайын дерлік «кедір-бұдырлық» көрсеткішімен жұмыс істейміз. Бұл материалдың «саусақ ізі» сияқты, кейінгі жабынның жабысатынын, бөлшектердің тозуға төзімділігін және тіпті құрастырудың тығыздау әсерін тікелей анықтайды. Бүгін сол жоғары деңгейлі теориялар туралы айтпай-ақ, әріптестер сияқты ең таныс ескі досымыз – қоңыр балқытылған алюминий оксидінің микроұнтағы – және оның материалдардың беткі кедір-бұдырлығын қалай «басқаратыны» туралы әңгімелесейік.
I. Алдымен, түсініп алайық: Қоңыр балқытылған алюминий оксидінің микроұнтағы дегеніміз не?
Қоңыр балқытылған алюминий оксидіҚарапайым тілмен айтқанда, біз электр доғалық пеште алюминий оксиді және кокс сияқты материалдарды пайдаланып «өңдейтін» нәрсе. Оның құрамында титан мен темір оксидтері болғандықтан, ол қоңыр түсті, сондықтан да осылай аталады. Ол жоғары қаттылыққа, жақсы беріктікке ие және қолжетімді, бұл оны құммен өңдеу мен ұнтақтауда «негізгі құрал» етеді.
Ал «микроұнтақ» термині маңызды. Ол қоңыр балқытылған алюминий оксидін арнайы процесс арқылы ұсақтау және електен өткізу арқылы алынған өте ұсақ ұнтақты білдіреді, оның бөлшектерінің өлшемі әдетте бірнеше жүзден бірнеше мың торға дейін жетеді. Бұл ұнтақты бағаламаңыз; ол енді дөрекі «ағаш кесетін пышақ» емес, дәл «мүсіндейтін пышақ». Оның пайда болуы қоңыр балқытылған алюминий оксидінің құймалардағы қалың оксид қабығын кетіру сияқты ауыр міндеттерден өте жоғары беттік сапа талап етілетін дәл өңдеу саласына ауысуына мүмкіндік берді.
II. Ол бетті қалай «модельдейді»? – Динамикалық микроскопиялық әлем
Көптеген адамдар құммен өңдеуді жай ғана бетіне құммен соғу деп ойлайды, ал соғұрлым қатты соқсаңыз, ол соғұрлым кедір-бұдыр болады. Бұл жартылай рас, бірақ микроұнтақтарды зерттейтіндер үшін екінші жартысы маңызды. Қоңыр балқытылған алюминий оксиді микроұнтағының бетінің кедір-бұдырлығына әсері күрделі динамикалық процесс, мен оны үш негізгі әсерге бөлемін:
«Бұрғылау» әсері (макрокесу): Бұл ең интуитивті әсер. Сансыз ұсақ балғалар мен қашаулар сияқты жоғары жылдамдықпен ұшатын микроұнтақ бөлшектері материал бетіне әсер етеді. Қатты бөлшектер материалды тікелей «шағып», ұсақ шұңқырлар түзеді. Бұл кезең беткі кедір-бұдырлықтың тез артуының негізгі қозғаушы күші болып табылады. Сансыз ұсақ шұңқырлармен тегіс беттің ойылып жатқанын елестетіп көріңіз; шыңдар мен аңғарлар арасындағы айырмашылық күрт артады, бұл кедір-бұдырлық мәндерін табиғи түрде арттырады (мысалы, Ra, Rz).
«Жер жырту» әсері (пластикалық деформация): Бұл қызықты. Бөлшектер бетке перпендикуляр түрде соққы бермей, оны бұрышпен «қырып» жібергенде, олар материалды тікелей кесіп өтпеуі мүмкін. Оның орнына, жер жырту сияқты, олар беттік материалды бүйірлеріне «сығып», көтерілген «ойық» түзеді. Бұл процесс материалды тікелей алып тастамайды, бірақ пластикалық деформация арқылы беттік морфологияны өзгертеді, шыңдар мен аңғарлар арасындағы айырмашылықты арттырады.
«Тығыздау» және «шаршау» әсерлері: Микробөлшектердің үздіксіз әсерінен материал беті қайталанатын әсерлер арқылы «тазарту» процесінен өтеді. Алғашқы әсерлер бетті босатуы мүмкін, бірақ үздіксіз әсерлер шын мәнінде беткі қабатты «тығыздап», тығыз, күшейтілген қабат түзеді. Сонымен қатар, қайталанатын әсерлер материалдың беткі микроқұрылымында шаршауды тудырады, бұл кейінгі бөлшектердің жойылуын жеңілдетеді.
Көріп отырғаныңыздай, тіпті қарапайым құммен тазалау процесі де микроскопиялық әлемде бір уақытта және бір-бірімен өзара әрекеттесетін үш әсерді қамтиды: «қазу», «жер жырту» және «тұнтақтау».
III. Нәтижелерге әсер ететін үш негізгі фактор: бөлшектердің өлшемі, қысым және бұрыш
Енді біз принципті түсінгеннен кейін, қалай «бұйрық береміз»қоңыр балқытылған алюминий оксидінің микроұнтағынақты жұмыс кезінде қажетті беткі кедір-бұдырлыққа жету үшін? Бұл негізінен осы үш негізгі факторға байланысты:
Бірінші фактор: Бөлшектердің мөлшері (ұнтақ қаншалықты ірі болуы керек?)
Бұл ең маңызды параметр. Қарапайым тілмен айтқанда, бірдей жағдайларда бөлшектер неғұрлым ірі болса, бетінің кедір-бұдырлығы соғұрлым жоғары болады. 80 торлы ірі ұнтақты қолдану бірнеше қимылмен өте кедір-бұдыр бетті жасайды; бірақ егер сіз W40 немесе одан да ұсақ микроұнтақты қолдансаңыз, алынған бет өте тегіс болады және нәзік сезімге ие болады. Бұл ағашты ірі зімпарамен және ұсақ зімпарамен тегістеуге ұқсас - нәтижелер айтарлықтай ерекшеленеді. Сондықтан, бетінің кедір-бұдырлығы төмен болу үшін, ұсақ микроұнтақты таңдау - бірінші қадам.
Екінші негізгі элемент: Шашырату қысымы (қанша күш?)
Қысым - бөлшектерге берілетін энергия. Қысым неғұрлым жоғары болса, бөлшектер соғұрлым жылдам ұшады, кинетикалық энергиясы соғұрлым көп болады және «қазу» және «жер жырту» әсері соғұрлым агрессивті болады, бұл табиғи түрде кедір-бұдырлықтың артуына әкеледі. Дегенмен, бір кемшілік бар: жоғары қысым әрқашан жақсы бола бермейді. Шамадан тыс қысым шамадан тыс кесуге, тіпті дайындаманың өлшемдік дәлдігіне зиян келтіруге немесе тіпті сынғыш материалдарды сындыруға әкелуі мүмкін. Біздің тәжірибеміз бойынша, тазалау және кедір-бұдырлық талаптарын орындай отырып, мүмкіндігінше ең төменгі қысымды қолданған дұрыс - «ең жақсы болатты маңызды жерде қолданған дұрыс».
Үшінші негізгі элемент: Шашырату бұрышы (қай бағыттан?)
Көптеген адамдар бұл параметрді елемейді. Зерттеулер көрсеткендей, шашырату бұрышы 70° және 90° аралығында болғанда (дерлік перпендикуляр), кедір-бұдырлықтың артуы ең маңызды болады, себебі «қазу» әсері басым болады. Бұрыш кішірейген кезде (мысалы, 30°-45°), «жер жырту» әсері айқынырақ болады, нәтижесінде кедір-бұдырлықтың басқа профилі пайда болады. Егер біз бетті тазалағымыз келсе, бірақ оның тым кедір-бұдыр болуын қаламасақ, кейде тазалау мен кедір-бұдырлық арасындағы тепе-теңдікке қол жеткізу үшін кішірек бұрышты қолданамыз.
IV. Тәжірибелік қолданудағы «құпиялар» және ойлар
Тек теория жеткіліксіз; нақты жұмыста көптеген «құпияларды» табуға болады.
Мысалы, дайындаманың «темпераменті» (материалдың ішкі қасиеттері) өте маңызды. Жоғары қаттылықтағы сөндірілген болатты жұмсақ алюминиймен салыстырғанда өңдеу үшін бірдей параметрлерді пайдалану мүлдем басқа нәтижелер береді. Жұмсақ материалдар пластикалық деформацияға бейім, терең және кең «ойықтар» пайда етеді және оңай бітеліп қалады; қатты материалдар сынғыш қабыршақтанып, көбірек шұңқырлар түзеді.
Тағы бір мысал - микроұнтақтың «қызмет ету мерзімі».Қоңыр балқытылған алюминий оксидінің микроұнтағыуақыт өте келе тозып, бұзылады. Ұнтақтың жаңа партиясы біркелкі бөлшектердің өлшеміне, өткір жиектеріне және күшті кесу күшіне ие, бұл біркелкі және салыстырмалы түрде үлкен кедір-бұдырлық тудырады. Дегенмен, дөңгелек жиектері және кішірек бөлшектері бар пайдаланылған ұнтақ кесу күшін азайтып, «ескіріп, тозып», кішірек және біркелкі кедір-бұдырлық тудыруы мүмкін, бұл біркелкі беттік «атлас» әрлеуге жарамды. Мұның бәрі сіздің технологиялық талаптарыңызға байланысты.
Сондықтан, әсерін зерттеуқоңыр балқытылған алюминий оксидінің микро ұнтағыБеткі кедір-бұдырлық тек материалға қарап, соған сәйкес жұмыс істеу ғана емес. Бұл микроскопиялық әлемдегі дәл бақылау өнері. Біз тәжірибелі дәстүрлі қытай медицинасының дәрігері сияқты «бөлшектер, қысым және бұрыш» сияқты «дәрілік шөптердің» қасиеттері мен жолдарын шебер меңгеріп, содан кейін ең тиімді «емдеуді» тағайындау және мінсіз беткі кедір-бұдырлыққа қол жеткізу үшін мұны дайындама материалының «құрылымымен» біріктіруіміз керек.