ទិដ្ឋភាពទូទៅនៃសម្ភារៈសមាសធាតុកាបូន-កាបូន
សម្ភារៈផ្សំកាបូន/កាបូន (C/C)គឺជាសម្ភារៈសមាសធាតុពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិល្អឥតខ្ចោះមួយចំនួនដូចជា កម្លាំងខ្ពស់ និងម៉ូឌុលខ្ពស់ ទំនាញជាក់លាក់ស្រាល មេគុណពង្រីកកម្ដៅទាប ធន់នឹងការច្រេះ ធន់នឹងការឆក់កម្ដៅ ធន់នឹងការកកិតល្អ និងស្ថេរភាពគីមីល្អ។ វាជាប្រភេទថ្មីនៃសម្ភារៈសមាសធាតុសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខ្លាំង។
សម្ភារៈផ្សំ C/Cគឺជាសម្ភារៈវិស្វកម្មរួមបញ្ចូលគ្នានូវរចនាសម្ព័ន្ធកម្ដៅ-មុខងារដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។ ដូចសម្ភារៈសមាសធាតុដំណើរការខ្ពស់ផ្សេងទៀតដែរ វាគឺជារចនាសម្ព័ន្ធសមាសធាតុដែលផ្សំឡើងដោយដំណាក់កាលពង្រឹងដោយជាតិសរសៃ និងដំណាក់កាលមូលដ្ឋាន។ ភាពខុសគ្នាគឺថាទាំងដំណាក់កាលពង្រឹង និងដំណាក់កាលមូលដ្ឋានត្រូវបានផ្សំឡើងពីកាបូនសុទ្ធដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេស។
សម្ភារៈផ្សំកាបូន/កាបូនភាគច្រើនត្រូវបានផលិតឡើងពីសរសៃកាបូន ក្រណាត់កាបូន ជាតិសរសៃកាបូនជាសារធាតុពង្រឹង និងកាបូនដែលដាក់ដោយចំហាយទឹកជាម៉ាទ្រីស ប៉ុន្តែវាមានធាតុតែមួយគត់ គឺកាបូន។ ដើម្បីបង្កើនដង់ស៊ីតេ កាបូនដែលបង្កើតឡើងដោយកាបូននីយកម្មត្រូវបានត្រាំជាមួយកាបូន ឬត្រាំជាមួយជ័រ (ឬអាស្ពាល់) ពោលគឺសម្ភារៈសមាសធាតុកាបូន/កាបូនត្រូវបានផលិតឡើងពីសម្ភារៈកាបូនបីប្រភេទ។
ដំណើរការផលិតសម្ភារៈសមាសធាតុកាបូន-កាបូន
១) ជម្រើសនៃជាតិសរសៃកាបូន
ការជ្រើសរើសបាច់សរសៃកាបូន និងការរចនារចនាសម្ព័ន្ធនៃក្រណាត់សរសៃគឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការផលិតសមាសធាតុ C/Cលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច និងលក្ខណៈសម្បត្តិកម្ដៅនៃសមាសធាតុ C/C អាចត្រូវបានកំណត់ដោយការជ្រើសរើសប្រភេទសរសៃ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រត្បាញក្រណាត់ដោយសមហេតុផល ដូចជាទិសដៅនៃការរៀបចំបាច់អំបោះ គម្លាតបាច់អំបោះ មាតិកាបរិមាណបាច់អំបោះជាដើម។
2) ការរៀបចំ preform ជាតិសរសៃកាបូន
សរសៃកាបូនប្រភេទ preform សំដៅលើសរសៃទទេមួយដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងទៅជារូបរាងរចនាសម្ព័ន្ធដែលត្រូវការនៃសរសៃយោងទៅតាមរូបរាងផលិតផល និងតម្រូវការដំណើរការ ដើម្បីអនុវត្តដំណើរការដង់ស៊ីតេ។ មានវិធីសាស្រ្តដំណើរការសំខាន់ៗចំនួនបីសម្រាប់ផ្នែករចនាសម្ព័ន្ធដែលបានបង្កើតឡើងជាមុន៖ ការត្បាញទន់ ការត្បាញរឹង និងការត្បាញចម្រុះទន់ និងរឹង។ ដំណើរការត្បាញសំខាន់ៗគឺ៖ ការត្បាញអំបោះស្ងួត ការរៀបចំក្រុមដំបងដែលបានត្រាំជាមុន ការត្បាញល្អិតល្អន់ ការរុំសរសៃ និងការត្បាញពហុទិសដៅបីវិមាត្រ។ បច្ចុប្បន្ននេះ ដំណើរការត្បាញសំខាន់ដែលប្រើក្នុងសម្ភារៈសមាសធាតុ C គឺការត្បាញពហុទិសដៅបីវិមាត្រ។ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការត្បាញ សរសៃត្បាញទាំងអស់ត្រូវបានរៀបចំក្នុងទិសដៅជាក់លាក់មួយ។ សរសៃនីមួយៗត្រូវបានអុហ្វសិតនៅមុំជាក់លាក់មួយតាមទិសដៅរបស់វា ហើយត្បាញជាប់គ្នាដើម្បីបង្កើតជាក្រណាត់។ លក្ខណៈរបស់វាគឺថាវាអាចបង្កើតជាក្រណាត់ពហុទិសដៅបីវិមាត្រ ដែលអាចគ្រប់គ្រងមាតិកាបរិមាណសរសៃក្នុងទិសដៅនីមួយៗនៃសម្ភារៈសមាសធាតុ C/C ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ដូច្នេះសម្ភារៈសមាសធាតុ C/C អាចបញ្ចេញលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចសមហេតុផលគ្រប់ទិសដៅ។
៣) ដំណើរការធ្វើឲ្យដង់ស៊ីតេ C/C កើនឡើង
កម្រិត និងប្រសិទ្ធភាពនៃការធ្វើឱ្យដង់ស៊ីតេខ្ពស់ត្រូវបានប៉ះពាល់ជាចម្បងដោយរចនាសម្ព័ន្ធក្រណាត់ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការនៃសម្ភារៈមូលដ្ឋាន។ វិធីសាស្រ្តដំណើរការដែលប្រើប្រាស់នាពេលបច្ចុប្បន្នរួមមាន ការធ្វើឱ្យកាបូននីយកម្មជ្រាបចូល ការបន្សល់ទុកចំហាយគីមី (CVD) ការជ្រៀតចូលចំហាយគីមី (CVI) ការដាក់សារធាតុរាវគីមី ការដុតដោយចំហាយពីរ៉ូលីស៊ីស និងវិធីសាស្រ្តផ្សេងៗទៀត។ មានវិធីសាស្រ្តដំណើរការសំខាន់ពីរប្រភេទ៖ ដំណើរការធ្វើឱ្យកាបូននីយកម្មជ្រាបចូល និងដំណើរការជ្រៀតចូលចំហាយគីមី។
ការជ្រាបចូលដំណាក់កាលរាវ-កាបូននីយកម្ម
វិធីសាស្ត្រត្រាំដំណាក់កាលរាវគឺសាមញ្ញទាក់ទងនឹងឧបករណ៍ ហើយមានការអនុវត្តយ៉ាងទូលំទូលាយ ដូច្នេះវិធីសាស្ត្រត្រាំដំណាក់កាលរាវគឺជាវិធីសាស្ត្រសំខាន់មួយសម្រាប់រៀបចំសម្ភារៈសមាសធាតុ C/C។ វាគឺដើម្បីជ្រមុជស្រទាប់ផលិតពីជាតិសរសៃកាបូនទៅក្នុងស្រទាប់រាវ ហើយធ្វើឱ្យស្រទាប់នោះជ្រាបចូលយ៉ាងពេញលេញទៅក្នុងចន្លោះនៃស្រទាប់ផលិតដោយការដាក់សម្ពាធ ហើយបន្ទាប់មកតាមរយៈដំណើរការមួយចំនួនដូចជាការព្យាបាល ការធ្វើកាបូន និងការធ្វើក្រាហ្វីត ទីបំផុតទទួលបាន...សម្ភារៈផ្សំ C/Cគុណវិបត្តិរបស់វាគឺថា វាត្រូវការវដ្តនៃការត្រាំ និងកាបូននីយកម្មម្តងហើយម្តងទៀត ដើម្បីសម្រេចបាននូវតម្រូវការដង់ស៊ីតេ។ សមាសភាព និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃការត្រាំក្នុងវិធីសាស្ត្រត្រាំដំណាក់កាលរាវគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់។ វាមិនត្រឹមតែប៉ះពាល់ដល់ប្រសិទ្ធភាពនៃការត្រាំប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច និងរូបវន្តនៃផលិតផលផងដែរ។ ការកែលម្អទិន្នផលកាបូននីយកម្មនៃការត្រាំ និងការកាត់បន្ថយភាពស្អិតនៃសារធាតុត្រាំតែងតែជាបញ្ហាសំខាន់មួយដែលត្រូវដោះស្រាយក្នុងការរៀបចំសម្ភារៈសមាសធាតុ C/C ដោយវិធីសាស្ត្រត្រាំដំណាក់កាលរាវ។ ភាពស្អិតខ្ពស់ និងទិន្នផលកាបូននីយកម្មទាបនៃការត្រាំគឺជាហេតុផលសំខាន់មួយសម្រាប់តម្លៃខ្ពស់នៃសម្ភារៈសមាសធាតុ C/C។ ការកែលម្អដំណើរការនៃសារធាតុត្រាំមិនត្រឹមតែអាចបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្មនៃសម្ភារៈសមាសធាតុ C/C និងកាត់បន្ថយថ្លៃដើមរបស់វាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងៗនៃសម្ភារៈសមាសធាតុ C/C ផងដែរ។ ការព្យាបាលប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មនៃសម្ភារៈសមាសធាតុ C/C ជាតិសរសៃកាបូនចាប់ផ្តើមកត់សុីនៅសីតុណ្ហភាព 360°C នៅក្នុងខ្យល់។ ជាតិសរសៃក្រាហ្វីតល្អជាងជាតិសរសៃកាបូនបន្តិច ហើយសីតុណ្ហភាពអុកស៊ីតកម្មរបស់វាចាប់ផ្តើមកត់សុីនៅសីតុណ្ហភាព 420°C។ សីតុណ្ហភាពអុកស៊ីតកម្មនៃសម្ភារៈសមាសធាតុ C/C គឺប្រហែល ៤៥០°C។ សម្ភារៈសមាសធាតុ C/C ងាយនឹងអុកស៊ីតកម្មណាស់នៅក្នុងបរិយាកាសអុកស៊ីតកម្មសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ហើយអត្រាអុកស៊ីតកម្មកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័សជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព។ ប្រសិនបើមិនមានវិធានការប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មទេ ការប្រើប្រាស់សម្ភារៈសមាសធាតុ C/C រយៈពេលវែងនៅក្នុងបរិយាកាសអុកស៊ីតកម្មសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នឹងបណ្តាលឱ្យមានផលវិបាកមហន្តរាយជៀសមិនរួច។ ដូច្នេះ ការព្យាបាលប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មនៃសម្ភារៈសមាសធាតុ C/C បានក្លាយជាផ្នែកមួយដែលមិនអាចខ្វះបាននៃដំណើរការរៀបចំរបស់វា។ ពីទស្សនៈនៃបច្ចេកវិទ្យាប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្ម វាអាចបែងចែកទៅជាបច្ចេកវិទ្យាប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មផ្ទៃក្នុង និងបច្ចេកវិទ្យាថ្នាំកូតប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្ម។
ដំណាក់កាលចំហាយគីមី
ការដាក់កាបូនដោយចំហាយគីមី (CVD ឬ CVI) គឺការដាក់កាបូនដោយផ្ទាល់ទៅក្នុងរន្ធញើសនៃក្រដាស់ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលបំណងនៃការបំពេញរន្ធញើស និងបង្កើនដង់ស៊ីតេ។ កាបូនដែលដាក់គឺងាយស្រួលក្នុងការធ្វើក្រាហ្វីត ហើយមានភាពឆបគ្នាខាងរូបវន្តល្អជាមួយសរសៃ។ វានឹងមិនរួញតូចក្នុងអំឡុងពេលកាបូននីយកម្មឡើងវិញដូចវិធីសាស្ត្រ impregnation នោះទេ ហើយលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងមេកានិចនៃវិធីសាស្ត្រនេះគឺល្អជាង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ CVD ប្រសិនបើកាបូនត្រូវបានដាក់នៅលើផ្ទៃនៃក្រដាស់ វានឹងការពារឧស្ម័នពីការសាយភាយចូលទៅក្នុងរន្ធញើសខាងក្នុង។ កាបូនដែលដាក់នៅលើផ្ទៃគួរតែត្រូវបានយកចេញដោយមេកានិច ហើយបន្ទាប់មកការដាក់ជុំថ្មីគួរតែត្រូវបានអនុវត្ត។ ចំពោះផលិតផលក្រាស់ វិធីសាស្ត្រ CVD ក៏មានការលំបាកមួយចំនួនផងដែរ ហើយវដ្តនៃវិធីសាស្ត្រនេះក៏វែងឆ្ងាយផងដែរ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ៣១ ខែធ្នូ ឆ្នាំ ២០២៤