Бодисын атомууд байнгын хөдөлгөөнд байдаг тул шингэн болон хий холилдож болно. Хатуу биетүүд нь хөдөлгөөнт энгийн хэсгүүдтэй боловч илүү хатуу болор тортой байдаг. Гэсэн хэдий ч, хэрэв хоёр хатуу биетийг атомын хүчний харилцан үйлчлэлийн зайд ойртуулах юм бол холбоо барих цэг дээр нэг бодисын бөөмс нөгөө рүү нэвтэрч, эсрэгээр нь нэвчдэг. Бодисын ийм харилцан нэвтрэлтийг диффуз гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд нөлөө нь металыг холбох аргын нэг үндэс болсон юм. Үүнийг металлын диффузийн гагнуур гэж нэрлэдэг.
Диффузын гагнуураар юуг холбож болох вэ
Вакуум дахь диффузийн гагнуур нь технологийн асар том боломжуудтай. Үүний тусламжтайгаар та холбогдох боломжтой:
- Нэг төрлийн ба нэгэн төрлийн бус бүтэцтэй металл, түүнчлэн тэдгээрийн хайлш. Тантал, ниоби, вольфрам зэрэг галд тэсвэртэй металл бодисууд.
- Металлтай металл бус бодис: гантай бал чулуу, шилтэй зэс.
- Метал, керамик, кварц, феррит, шил, хагас дамжуулагч бүтэц (нэг төрлийн ба нэгэн төрлийн бус), бал чулуу, индранил зэрэгт суурилсан барилгын материал.
- Нийлмэл материал, сүвэрхэг шинж чанар, бүтэц нь хадгалагдсан.
- Полимер бодис.
Хоосон зайны тохиргоо, хэмжээсийн хувьд өөр байж болно. Ажлын тасалгааны хэмжээнээс хамааран хэдхэн микроноос (хагас дамжуулагч элемент) хэдэн метр (нийлмэл давхаргат бүтэц) хүртэлх хэсгүүдтэй ажиллах боломжтой.
Диффузын төхөөрөмж хэрхэн ажилладаг вэ
Сарнисан гагнуурын цогцолбор нь дараах үндсэн элементүүдийг агуулдаг:
- Ажлын танхим. Энэ нь металлаар хийгдсэн бөгөөд вакуум үүсэх ажлын орчныг хязгаарлах зориулалттай.
- Стенд - өнгөлсөн тавиур. Ажлын тасалгаа нь түүн дээр тулгуурласан бөгөөд түүний дагуу хөдөлж болно.
- Вакуум битүүмжлэгч. Энэ нь камер болон тавиурын хоорондох зай юм.
- Роллер механизм ба хавчих шураг. Тэдгээрийн тусламжтайгаар камерыг төмөр замын дагуу хөдөлгөж, тавиур дээр тогтооно.
- Вакуум насос. Ажлын хэсэгт вакуум үүсгэнэ.
- Индуктортой генератор. Эдгээр нь гагнах эд ангиудын халаалтын системийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
- Халуунд тэсвэртэй цоолтуур, гидравлик цилиндр болон тосны насос нь тухайн даралтын дор эд ангиудыг шахах механизмыг төлөөлдөг.
Өөрчлөлтөөс хамааран диффузийн гагнуурын суурилуулалт нь тасалгааны хэлбэр, аргын хувьд ялгаатай байж болно.тэдгээрийн битүүмжлэл. Мөн эд ангиудыг халаах аргууд нь өөр өөр байдаг. Цацрагийн халаагуур, өндөр гүйдлийн генератор, гэрэл ялгаруулах төхөөрөмж, электрон цацраг халаагч ашиглаж болно.
Гагнах үеийн тархалтын процесс
Хэрэв та өнгөлсөн металл ялтсуудыг авч, тэдгээрийг холбож, ачаалалд оруулбал хэдэн арван жилийн дараа металууд бие биендээ харилцан нэвтрэн орох нөлөө мэдэгдэхүйц байх болно. Түүнээс гадна нэвтрэлтийн гүн нь миллиметр дотор байх болно. Гол зүйл бол тархалтын хурд нь нэгдэж буй материалын температур, бодисын энгийн хэсгүүдийн хоорондох зай, түүнчлэн холбогдох гадаргуугийн төлөв байдлаас (бохирдол, исэлдэлт байхгүй) хамаарна. Тийм ч учраас түүний байгалийн үйл явц маш удаан байдаг.
Үйлдвэрлэлд нэгдэл хурдан авахын тулд эдгээр бүх нөхцлийг харгалзан диффузийн процессыг хурдасгадаг. Ажлын танхимд:
- 10-5 мм м.у.б хүртэл үлдэгдэл даралтын түвшинтэй вакуум үүсгэх буюу орчинг идэвхгүй хийгээр дүүргэнэ. Тиймээс эд ангиуд нь аливаа металлын исэлдүүлэгч бодис болох хүчилтөрөгчийн нөлөөнд автдаггүй.
- Материалыг ажлын хэсгүүдийн хайлах температурын 50-70%-ийн температурт халаана. Энэ нь эд ангиудын энгийн хэсгүүдийн хөдөлгөөнт байдлаас шалтгаалан тэдгээрийн уян хатан чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд хийгддэг.
- Хоосон хэсгүүд нь 0.30-10.00 кг/мм2-ийн хязгаарт механик даралтанд өртөж, атом хоорондын зайг нийтлэг холбоо тогтоох боломжийг олгодог хэмжээтэй ойртуулж,Ойролцоох давхаргууд руу харилцан нэвтэрнэ.
Материал бэлтгэхэд тавигдах шаардлага
Гагнах элементүүдийн хоосон зайг сарниулах төхөөрөмжид байрлуулахын өмнө тэдгээрийг урьдчилан боловсруулалтанд оруулна. Хоосон хэсгүүдийн холбогдох хэсгүүдийг боловсруулах гол зорилго нь илүү гөлгөр, жигд, жигд гадаргууг олж авах, түүнчлэн үл үзэгдэх тослог формац, шороог үе мөчний хэсгээс зайлуулахад чиглэгддэг. Ажлын хэсгүүдийг боловсруулах нь:
- химийн;
- механик;
- электролит.
Оксидын хальс нь вакуум орчинд халаах явцад өөрөө устдаг тул дүрмээр бол тархах процесст нөлөөлдөггүй.
Тэгш бус дулааны тэлэлтийн коэффициент бүхий бодисуудын хооронд диффузын гагнуур хангалттай үр дүнтэй биш, эсвэл хэврэг давхарга үүссэн тохиолдолд буфер дэвсгэр гэж нэрлэдэг. Тэд янз бүрийн металлын тугалган цаасаар үйлчилж болно. Тиймээс зэс тугалган цаасыг кварцын бэлдэцийг диффузын гагнуурт ашигладаг.
Үүссэн нэгдлүүдийн шинж чанар
Уламжлалт хайлуулах гагнуурын аргуудаас ялгаатай нь давхаргын үндсэн металлд нэмэлт металл нэмдэг бөгөөд диффузын гагнуур нь холболтын физик, механик найрлагад томоохон өөрчлөлт оруулахгүйгээр жигд давхарга авах боломжтой болгодог. Дууссан холбоос нь дараах шинж чанартай:
- нүх сүвгүй, хясаа үүсэхгүй тасралтгүй давхарга байх;
- нэгдэлд исэл агуулаагүй;
- механик тогтвортой байдалөмч.
Диффуз нь нэг бодис нөгөө бодис руу нэвчих байгалийн үйл явц учраас контактын бүсэд материалын болор тор эвдэрдэггүй, тиймээс давхаргын хэврэг байдал байхгүй.
Титан эд ангиудын холболт
Титан болон түүний хайлшийг сарниулах гагнуур нь эдийн засгийн өндөр үр ашигтай, өндөр чанартай холбоосыг олж авдаг онцлогтой. Анагаах ухаанд протезийн эд анги үйлдвэрлэх, түүнчлэн бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг.
Эд ангиудыг полиморф хувиргалт явагдах температураас 50º - 100º бага температурт халаана. Үүний зэрэгцээ материал дээр 0.05–0.15 кгс/мм² бага зэрэг даралт үүсдэг.
Титан хайлшийн химийн найрлага нь гагнуурын ийм аргаар элементүүдийн холболтын бат бөх байдалд нөлөөлдөггүй.
Аргын давуу тал
Диффуз гагнуур хийх боломжтой үед:
- нэг төрлийн болон гетероген хатуу бодисыг нэгтгэх;
- эд ангиудын хэв гажилтаас зайлсхийх;
- гагнуур болон флюс хэлбэрийн хэрэглээний материалыг бүү ашигла;
- хаягдалгүй үйлдвэрлэл хүлээн авах;
- үйлдвэрлэлийн явцад хортой утаа үүсэхгүй тул нийлүүлэлт, яндангийн агааржуулалтын нарийн төвөгтэй системийг бүү ашигла;
- контакт холболтын бүсийн аль ч хэсгийг хүлээн авах, зөвхөн тоног төхөөрөмжийн боломжоор хязгаарлагдах;
- найдвартай цахилгаан холбоо барих.
Үүн дээр нэмээд дууссан хэсгийн гоо зүйн гайхалтай үзэмж,Энэ нь жишээлбэл гагнуурын масштабыг арилгах гэх мэт нэмэлт боловсруулалтын үйлдлүүдийг шаарддаггүй.
Технологийн дутагдал
Диффуз гагнуур нь нарийн төвөгтэй технологийн процесс бөгөөд гол сул талууд нь:
- тодорхой үнэтэй тоног төхөөрөмж ашиглах шаардлагатай;
- үйлдвэрлэлийн талбайд тавигдах шаардлага, суурилуулалт нь нэлээд том хэмжээтэй;
- ажлын үйл явцын талаар тусгай мэдлэг, ур чадвар, ойлголттой байх шаардлага;
- бэлдэцийг сайтар боловсруулахад зарцуулсан цаг;
- вакуум төхөөрөмжийг аль болох цэвэр байлга, эс тэгвээс үл үзэгдэх тоос нь гагнасан хэсгүүдэд тогтож, үе мөчний гэмтэл үүсгэж болзошгүй;
- давхаргыг устгахгүйгээр чанарыг шалгахад хүндрэлтэй.
Энэ бүхэн, мөн вакуум суурилуулалтын ашиглалтын онцлогийг харгалзан диффузийн гагнуур нь зөвхөн аж ахуйн нэгжийн нөхцөлд эрэлт хэрэгцээтэй байгаа бөгөөд хувийн хэрэгцээнд зориулагдаагүй болно.
Үйлдвэрийн диффуз гагнуурын төхөөрөмж
Диффуз гагнуур хийх зориулалттай хэд хэдэн төрлийн үйлдвэрийн тоног төхөөрөмж байдаг. Эдгээр нь үндсэндээ гагнаж буй материалын онцлог, эд ангиудыг халаахад өөр өөр систем ашиглах зэргээрээ ялгаатай.
Суурилтын төрөл MDVS нь уян хатан зэс шин, зэс, керритээр хийсэн өндөр хүчдэлийн унтраалгын контакт бүлэг, зэвэрдэггүй ган, хатуу металл хайлшаар хийсэн цооногийн насосны хий өргөх хавхлагын эд анги үйлдвэрлэхэд зориулагдсан. Систем нь цахилгаан контакттай халаалтын нөлөөг ашигладаг.
Гагнуурын цогцолбор төрлийн UDVM-201. Янз бүрийн зэрэглэлийн шилнээс материалыг диффузын гагнуураар холбодог. Ажлын гадаргуугийн халаалтыг цацрагийн цацрагийн аргаар гүйцэтгэдэг.
Гагнуурын төхөөрөмж USDV-630. Титан, зэс дээр суурилсан нийлмэл материалыг гагнах зориулалттай индукцийн халаагуур суурилуулах. Ийм систем нь том хэсгүүдийг халаах боломжийг олгодог.
Эд ангиудыг өндөр давтамжийн халаалт ашиглан диффузын гагнуур хийх зориулалттай MDVS-302 машин. Энэ нь транзисторын хэлхээнд жижиг хэмжээтэй генератор байгаагаараа онцлог юм.
