សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃ (SiC) ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយជាយូរមកហើយនៅក្នុងវិស័យផលិតកម្មទំនើបៗជាច្រើន ដោយសារតែភាពរឹងខ្ពស់ កម្លាំងខ្ពស់ មេគុណពង្រីកកម្ដៅទាប ចរន្តកម្ដៅខ្ពស់ ស្ថេរភាពគីមីល្អ ធន់នឹងការឆក់កម្ដៅដ៏ល្អឥតខ្ចោះ និងធន់នឹងអុកស៊ីតកម្ម។ បន្ថែមពីលើលក្ខណៈដែលបានរៀបរាប់ខាងលើនៃសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃ សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃដែលមានរន្ធញើស ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសមីក្រូទស្សន៍តែមួយគត់របស់វា មានទស្សនវិស័យអនុវត្តយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងវិស័យដូចជា លោហធាតុ វិស្វកម្មគីមី ការការពារបរិស្ថាន និងថាមពល ដែលពង្រីកវិសាលភាពនៃការអនុវត្តសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃយ៉ាងខ្លាំង។
លក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសរបស់សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលមានរន្ធញើសភាគច្រើនទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ពីរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសតែមួយគត់របស់វា ដែលរួមមានរន្ធញើស ទំហំរន្ធញើស និងការចែកចាយ និងរូបរាងរន្ធញើសជាដើម។ ដូច្នេះ វាចាំបាច់ក្នុងការគ្រប់គ្រងរន្ធញើស ទំហំរន្ធញើស និងការចែកចាយរបស់វា ក៏ដូចជារូបរាងនៃរន្ធញើសតាមរយៈវិធីសាស្រ្តរៀបចំ ដើម្បីទទួលបានរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសដែលចង់បាន។ ដូច្នេះ វិធីសាស្រ្តរៀបចំរបស់វាតែងតែជាចំណុចសំខាន់នៃការស្រាវជ្រាវរបស់មនុស្ស។ អត្ថបទនេះភាគច្រើនពិនិត្យឡើងវិញនូវវឌ្ឍនភាពស្រាវជ្រាវនៅក្នុងវិធីសាស្រ្តរៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃដែលមានរន្ធញើសនៅក្នុងស្រុក និងក្រៅប្រទេសក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ។
១. វិធីសាស្ត្ររូបវន្ត
វិធីសាស្ត្ររូបវន្តសំដៅទៅលើការពិតដែលថាចន្លោះប្រហោងនៅក្នុងសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូអ៊ីដ្រាតដែលមានរន្ធញើសត្រូវបានបង្កឡើងដោយបាតុភូតរូបវន្តជាបន្តបន្ទាប់ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការរៀបចំ ដោយគ្មានការកើតឡើងនៃប្រតិកម្មគីមី ឬការបង្កើតសារធាតុថ្មី។ យន្តការចម្បងគឺបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានរន្ធញើសដោយពឹងផ្អែកលើចន្លោះប្រហោងដែលបន្សល់ទុកដោយការកន្ត្រាក់កម្ដៅនៃសារធាតុរឹង ការហួតនៃដំណាក់កាលរាវ និងការសម្ងួតដោយផ្ទាល់នៃដំណាក់កាលរឹង។ វិធីសាស្ត្រទូទៅរួមមានវិធីសាស្ត្រដាក់ភាគល្អិតជាស្រទាប់ៗ វិធីសាស្ត្រសម្ងួតបង្កក វិធីសាស្ត្រសូល-ជែល ជាដើម។ បច្ចេកវិទ្យាបោះពុម្ព 3D ដែលបានលេចចេញក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះក៏អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបោះពុម្ព និងរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានរន្ធញើសដោយផ្ទាល់ផងដែរ។
១.១ វិធីសាស្ត្រដាក់ភាគល្អិតជាស្រទាប់ៗ
វិធីសាស្ត្រស៊ីនធើរវេចខ្ចប់ភាគល្អិតគឺជាវិធីសាមញ្ញបំផុតដើម្បីរៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃដែលមានរន្ធញើស។ គោលការណ៍នៃវិធីសាស្ត្រនេះគឺប្រើប្រាស់ដំណើរការស៊ីនធើរនៃភាគល្អិតសេរ៉ាមិចខ្លួនឯងដើម្បីបង្កើតជាកញ្ចឹងកស៊ីនធើររវាងភាគល្អិត SiC ផ្សេងៗគ្នា ដោយហេតុនេះអាចឱ្យការប្រមូលផ្តុំភាគល្អិតបង្កើតជាសេរ៉ាមិចដែលមានរន្ធញើស។ ដើម្បីបន្ថយសីតុណ្ហភាពស៊ីនធើរ ជាធម្មតាត្រូវបន្ថែមសារធាតុចងភ្ជាប់មួយចំនួនដែលមានចំណុចរលាយទាបជាងដើម្បីបង្កើតជាការតភ្ជាប់រវាងភាគល្អិត SiC ផ្សេងៗគ្នា។ ដោយសាររន្ធញើសទាំងអស់នៅក្នុងវិធីសាស្ត្រស៊ីនធើរវេចខ្ចប់ភាគល្អិតត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរពីចន្លោះវេចខ្ចប់រវាងភាគល្អិត SiC ភាពរន្ធញើស និងទំហំរន្ធញើសនៃសេរ៉ាមិចដែលមានរន្ធញើសដែលបានបញ្ចប់អាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយការផ្លាស់ប្តូរទំហំម្សៅ ប្រភេទ និងបរិមាណបន្ថែមនៃសារធាតុចងភ្ជាប់ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រស៊ីនធើរ។
ការរៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃដែលមានរន្ធញើសដោយវិធីសាស្ត្រដាក់ភាគល្អិតមិនតម្រូវឱ្យមានការបន្ថែមសារធាតុបង្កើតរន្ធញើសបន្ថែមទេ។ ដំណើរការនេះគឺសាមញ្ញ និងងាយស្រួលក្នុងការគ្រប់គ្រង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាពរន្ធញើសនៃសេរ៉ាមិចដែលមានរន្ធញើសដែលរៀបចំដោយវិធីសាស្ត្រនេះជាទូទៅមានកម្រិតទាប។ រូបរាង ទំហំរន្ធញើស និងភាពរន្ធញើសនៃរន្ធញើសត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយរូបរាង ទំហំភាគល្អិត និងការចែកចាយនៃភាគល្អិតវត្ថុធាតុដើម ក៏ដូចជាកម្រិតនៃការដុត។
១.២ វិធីសាស្ត្រសម្ងួតដោយបង្កក
ការសម្ងួតដោយបង្កក គឺជាវិធីសាស្ត្រមួយដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការលាយបញ្ចូលគ្នានូវសារធាតុសេរ៉ាមិចជាមួយទឹក ឬសារធាតុរំលាយសរីរាង្គក្នុងបរិមាណសមស្រប ដើម្បីបង្កើតជាល្បាយ។ បន្ទាប់មក ល្បាយដែលលាយចូលគ្នាបានល្អត្រូវបានចាក់ចូលទៅក្នុងផ្សិត ហើយបង្កកយ៉ាងលឿននៅសីតុណ្ហភាពទាប ដែលអនុញ្ញាតឱ្យម៉ាទ្រីសដំណាក់កាលរាវរឹងយ៉ាងឆាប់រហ័សទៅជាសារធាតុរឹង។ បន្ទាប់មក ដំណាក់កាលរឹងដែលរឹងត្រូវបានបន្សាប និងយកចេញតាមរយៈការកាត់បន្ថយសម្ពាធ ឬការសម្ងួតដោយបូមធូលី។ វិធីសាស្ត្រនៃការទទួលបានរាងកាយពណ៌បៃតងជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធដែលរៀបចំទិសដៅដែលនៅសេសសល់នៅខាងក្នុងល្បាយ ហើយចុងក្រោយដុតវាដើម្បីបង្កើតជាសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលមានរន្ធ។
១.៣ វិធីសាស្ត្របោះពុម្ព 3D
វិធីសាស្ត្របោះពុម្ព 3D សម្រាប់រៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃដែលមានរន្ធញើស គឺជាដំណើរការរៀបចំប្រភេទថ្មីមួយដែលបានអភិវឌ្ឍក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ។ ដំណើរការនេះពឹងផ្អែកលើគំរូទិន្នន័យបីវិមាត្រដែលត្រូវបានរចនាឡើងដោយមានជំនួយពីកុំព្យូទ័រ។ តាមរយៈក្បាលបោះពុម្ព សារធាតុចងត្រូវបានបាញ់ដើម្បីដាក់ស្រទាប់ម្សៅវត្ថុធាតុដើមជាស្រទាប់ៗទៅជារចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញបីវិមាត្រ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃដំណើរការបោះពុម្ព 3D និងប្រតិកម្មស៊ីនធឺរអាចសម្រេចបាននូវការផលិតដោយគ្មានផ្សិត និងការបង្កើតទំហំស្ទើរតែសុទ្ធនៃសេរ៉ាមិចរាងស្មុគស្មាញ។
វិធីសាស្ត្របោះពុម្ព 3D សម្រាប់រៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលមានរន្ធញើស មានដំណើរការបង្កើតសាមញ្ញ ប្រសិទ្ធភាពរៀបចំ និងដំណើរការខ្ពស់ ហើយមិនចាំបាច់ប្រើផ្សិតទេ។ វាមិនត្រឹមតែអាចប្រើដើម្បីរៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលមានរន្ធញើសដែលមានរាងស្មុគស្មាញ មីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធឯកសណ្ឋាន និងការតភ្ជាប់រន្ធញើសល្អប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែរន្ធញើស និងទំហំរន្ធញើសនៃសេរ៉ាមិចដែលមានរន្ធញើសក៏អាចគ្រប់គ្រង និងលៃតម្រូវបានដែរ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រនេះនៅតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលស្រាវជ្រាវស្វែងយល់នៅពេលបច្ចុប្បន្ន ហើយប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការនៅតែត្រូវការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងបន្ថែមទៀត។ លើសពីនេះ វិធីសាស្ត្រនេះពិបាកក្នុងការរៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលមានរន្ធញើសខ្ពស់ក្នុងមួយជំហាន។ វាត្រូវការជំនួយពីដំណើរការផ្សេងទៀតដើម្បីផលិតផលិតផលដែលចង់បាន ដែលចំណាយខ្ពស់គួរសម។
១.៤ ពពុះ
វិធីសាស្ត្របង្កើតពពុះពាក់ព័ន្ធនឹងការបន្ថែមឧស្ម័ន ឬសារធាតុដែលអាចបង្កើតឧស្ម័នតាមរយៈដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់ទៅក្នុងតួសេរ៉ាមិចពណ៌បៃតង ឬសារធាតុបឋម ហើយបន្ទាប់មកដុតវាដើម្បីទទួលបានសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលមានរន្ធញើស។ មិនដូចវិធីសាស្ត្ររៀបចំផ្សេងទៀតទេ វិធីសាស្ត្របង្កើតពពុះគឺជាដំណើរការដ៏មានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់រៀបចំសេរ៉ាមិចកោសិកាបិទ។
2. វិធីសាស្ត្រគីមី
វិធីសាស្ត្រគីមីសំដៅទៅលើការពិតដែលថារចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសនៅក្នុងសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃដែលមានរន្ធញើសត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការរលួយ ឬប្រតិកម្មនៃអំបិលអសរីរាង្គ ឬសារធាតុសរីរាង្គដែលបានបន្ថែម ដោយបន្សល់ទុកកន្លែងទំនេរនៅទីតាំងដើម។ វិធីសាស្ត្រគីមីទូទៅសម្រាប់រៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃដែលមានរន្ធញើសរួមមានវិធីសាស្ត្របន្ថែមសារធាតុបង្កើតរន្ធញើស វិធីសាស្ត្របញ្ចូលស្នោសរីរាង្គ និងវិធីសាស្ត្រគំរូជីវសាស្រ្តជាដើម។
២.១ ការជ្រាបចូលសារធាតុស្នោសរីរាង្គ
វិធីសាស្ត្រធ្វើឲ្យស្នោសរីរាង្គជ្រាបចូលពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រើស្នោសរីរាង្គជាគំរូ ដោយលាបល្បាយសេរ៉ាមិចដែលបានរៀបចំឲ្យស្មើៗគ្នាលើគំរូ ឬជ្រលក់គំរូក្នុងល្បាយដើម្បីបញ្ចេញខ្យល់ ដោយធានាថាល្បាយនោះស្អិតជាប់នឹងគំរូស្នោសរីរាង្គស្មើៗគ្នា។ បន្ទាប់មក តាមរយៈការសម្ងួត និងការដុតសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ គំរូសរីរាង្គត្រូវបានយកចេញ ដោយធ្វើឲ្យវាទទួលបានសេរ៉ាមិចដែលមានរន្ធញើស។
គុណវិបត្តិដ៏សំខាន់បំផុតនៃវិធីសាស្ត្រនេះគឺវាមិនអាចផលិតផលិតផលដែលមានរន្ធតូចៗបិទជិតបានទេ។ រូបរាងមានកម្រិត ហើយដំណើរការនៃ preform ត្រូវបានប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដោយវត្ថុធាតុដើម។ ដង់ស៊ីតេ និងកម្លាំងនៃសម្ភារៈសេរ៉ាមិចដែលមានរន្ធដែលបានរៀបចំក៏ពិបាកគ្រប់គ្រងផងដែរ។
២.២ វិធីសាស្រ្តនៃការបន្ថែមសារធាតុបង្កើតរន្ធញើស
ការរៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបៃដែលមានរន្ធញើសដោយការបន្ថែមសារធាតុបង្កើតរន្ធញើសពាក់ព័ន្ធនឹងការបន្ថែមសារធាតុបង្កើតរន្ធញើសទៅក្នុងម្សៅស៊ីលីកុនកាបៃ ឬសារធាតុផ្សំ ហើយបន្ទាប់មកយកសារធាតុបង្កើតរន្ធញើសចេញតាមរយៈដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់។ ជាលទ្ធផល ទីតាំងដែលដើមឡើយកាន់កាប់ដោយសារធាតុបង្កើតរន្ធញើសបង្កើតរន្ធញើស ហើយបន្ទាប់មកកំដៅ និងស៊ីម៉ង់ត៍ត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីបង្កើតសេរ៉ាមិចដែលមានរន្ធញើស។ ដូច្នេះ ការផ្លាស់ប្តូរប្រភេទ និងកម្រិតថ្នាំនៃសារធាតុបង្កើតរន្ធញើសអាចគ្រប់គ្រងភាពរន្ធញើស រូបរាងរន្ធញើស ទំហំរន្ធញើស និងការចែកចាយនៃសេរ៉ាមិចដែលមានរន្ធញើសដែលបានបញ្ចប់បានយ៉ាងងាយស្រួល។ ប្រភេទសារធាតុបង្កើតរន្ធញើសមានលក្ខណៈទូលំទូលាយណាស់ រួមទាំងប៉ូលីមែរសរីរាង្គធម្មជាតិ ឬសំយោគ សារធាតុរាវ អំបិល សេរ៉ាមិច ឬម្សៅផ្សេងទៀត។ល។ ដំណើរការដកយកសារធាតុបង្កើតរន្ធញើសផ្សេងៗគ្នាមានភាពខុសគ្នា។ សារធាតុបង្កើតរន្ធញើសប៉ូលីមែរសរីរាង្គជាធម្មតាត្រូវបានយកចេញដោយកំដៅ និងការរលួយ សារធាតុបង្កើតរន្ធញើសរាវអាចត្រូវបានយកចេញតាមរយៈការគ្រីស្តាល់ និងការសម្ងួត អំបិលអាចត្រូវបានយកចេញដោយការច្រោះទឹក ហើយម្សៅសេរ៉ាមិចអាចត្រូវបានយកចេញដោយការច្រោះដំណោះស្រាយសមស្រប។
២.៣ វិធីសាស្ត្រគំរូជីវសាស្រ្ត
រចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសមីក្រូទស្សន៍នៅក្នុងសម្ភារៈជីវសាស្រ្តគឺខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីរចនាសម្ព័ន្ធនៅក្នុងសម្ភារៈសំយោគ។ ដោយសារតែរចនាសម្ព័ន្ធតែមួយគត់របស់វា ការរៀបចំសម្ភារៈសេរ៉ាមិចដែលមានរន្ធញើសដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងគ្នាដោយប្រើសារពាង្គកាយជាគំរូបានទទួលការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងទូលំទូលាយ [10]។ វិធីសាស្ត្រគំរូជីវសាស្រ្ត និងវិធីសាស្ត្របញ្ចូលស្នោសរីរាង្គមានលក្ខណៈស្រដៀងគ្នា។ វិធីសាស្ត្របញ្ចូលស្នោសរីរាង្គប្រើអេប៉ុងសិប្បនិម្មិតជាគំរូ ខណៈពេលដែលវិធីសាស្ត្រគំរូជីវសាស្រ្តប្រើសារពាង្គកាយធម្មជាតិជាគំរូ។
វិធីសាស្ត្រគំរូជីវសាស្រ្តសម្រាប់រៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលមានរន្ធញើសមានគុណសម្បត្តិនៃដំណើរការសាមញ្ញ និងតម្លៃទាប។ វាអាចផលិតសេរ៉ាមិចដែលមានរាងស្មុគស្មាញ និងអាចចម្លងរចនាសម្ព័ន្ធនៃសម្ភារៈជីវសាស្រ្តធម្មជាតិបានច្រើនបំផុត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គំរូជីវសាស្រ្តងាយនឹងប្រេះក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការកាបូននីយកម្មសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដែលមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងសំខាន់ទៅលើលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលមានរន្ធញើស។ លើសពីនេះ រចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសនៃសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលមានរន្ធញើសដែលបានរៀបចំភាគច្រើនអាស្រ័យលើមីក្រូស្ត្រុកទ័រនៃគំរូជីវសាស្រ្តខ្លួនឯង ហើយការរចនារបស់វាគឺមិនល្អ។ លើសពីនេះ វិធីសាស្ត្រនេះក៏មានគុណវិបត្តិមួយចំនួនផងដែរ ដូចជាប្រសិទ្ធភាពបំលែង SiC ទាប ងាយនឹងរលាយស្រទាប់ប្រតិកម្ម SiC និងវដ្តរៀបចំយូរ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២២ ខែកក្កដា ឆ្នាំ ២០២៥