Ẹnikẹ́ni tó ti ṣiṣẹ́ ní àwọn ilé iṣẹ́ abrasives, refractories, tàbí seramiki mọ̀ pésilikoni carbide alawọ eweÓ ṣòro láti fi ẹ̀rọ micropowder ṣiṣẹ́ dáadáa. Ohun èlò yìí, pẹ̀lú líle tó sún mọ́ ti dáyámọ́ńdì àti agbára ìdarí ooru àti iná mànàmáná tó dára, ó yẹ fún lílọ ní kíkún, àwọn ohun èlò ìdàrúdàpọ̀ gíga, àti àwọn ohun èlò amọ̀ pàtàkì. Ṣùgbọ́n, ríronú nípa líle rẹ̀ kò tó láti lò ó dáadáa - ohun púpọ̀ ló wà nínú ẹ̀rọ ewéko aláwọ̀ ewé yìí ju èyí tí a rí lọ. Kókó pàtàkì náà wà nínú “ìwọ̀n patiku.”
Àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ ohun èlò tó ní ìrírí sábà máa ń sọ pé, “Nígbà tí a bá ń ṣe àyẹ̀wò ohun èlò kan, a kọ́kọ́ wo lulú náà; nígbà tí a bá ń ṣe àyẹ̀wò lulú náà, a kọ́kọ́ wo àwọn eruku náà.” Èyí jẹ́ òótọ́ pátápátá. Ìwọ̀n eruku ti micropowder silicon carbide aláwọ̀ ewé máa ń pinnu bóyá yóò jẹ́ ohun ìní tó lágbára tàbí ìdènà pàtàkì nínú àwọn ohun èlò tó wà ní ìsàlẹ̀. Lónìí, a ó ṣe àyẹ̀wò bí a ṣe ń ṣàkóso ìwọ̀n eruku yìí àti àwọn ìpèníjà ìmọ̀-ẹ̀rọ tó wà nínú ṣíṣe àṣeyọrí ìṣàkóso yìí.
I. “Lílọ” àti “Ìyàsọ́tọ̀”: “Ìlànà Iṣẹ́-abẹ” Ipele Micron kan
Lati gba pipemicropulu silikoni alawọ ewe carbide, igbesẹ akọkọ ni lati “fọ́” awọn kirisita silikoni carbide alawọ ewe nla naa. Eyi kii ṣe ohun ti o rọrun bi fifi òòlù fọ́ wọn, ṣugbọn iṣe ti o rọra ti o nilo deedee pupọ.
Ọ̀nà pàtàkì ni fífọ́ ẹ̀rọ. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ó dún bí ẹni pé ó le koko, ó ní ìdarí tó péye. Àwọn ẹ̀rọ ìgbá bọ́ọ̀lù ni “ilẹ̀ ìdánrawò” tó wọ́pọ̀ jùlọ, ṣùgbọ́n lílo àwọn bọ́ọ̀lù irin lásán lè mú àwọn ohun àìmọ́ irin jáde lọ́nà tó rọrùn. Àwọn ọ̀nà tó ti tẹ̀síwájú báyìí ń lo àwọn ohun èlò ìgbá bọ́ọ̀lù seramiki àti àwọn bọ́ọ̀lù ìgbá bọ́ọ̀lù silicon carbide tàbí zirconia láti rí i dájú pé ó mọ́. Fífún bọ́ọ̀lù nìkan kò tó; láti rí micropowder tó dára jù àti tó dọ́gba, pàápàá jùlọ ní ìwọ̀n micrometer (µm) tó wà lábẹ́ 10 micrometer (µm), a lo “air jet milling”. Ọ̀nà yìí ń lo afẹ́fẹ́ tó ga láti fa kí àwọn pátákó máa gbá ara wọn, kí wọ́n sì máa fọ́, èyí tó ń yọrí sí ìbàjẹ́ díẹ̀ àti ìpínkiri ìwọ̀n pátákó tó kéré. Fífún omi máa ń wọ inú iṣẹ́ nígbà tí a bá nílò àwọn pátákó tó wúwo (fún àpẹẹrẹ, tó wà ní ìsàlẹ̀ 1 µm). Ó ń dènà ìfọ́pọ̀ pátákó, èyí tó ń yọrí sí àwọn slurries pẹ̀lú ìfọ́pọ̀ tó dára jù.
Sibẹsibẹ, “fọ́” nìkan kò tó; ìmọ̀-ẹ̀rọ pàtàkì gidi wà nínú “ìpínsísọ̀rí.” Àwọn lulú tí a ń ṣe nípasẹ̀ fífọ́ yàtọ̀ síra ní ìwọ̀n, àti pé ète wa ni láti yan ìwọ̀n tí a fẹ́ nìkan. Èyí dàbí yíyan àwọn eruku iyanrìn tí ó ní ìwọ̀n ila opin 0.5 sí 0.6 milimita láti inú òkìtì iyanrìn kan. Àwọn ẹ̀rọ ìṣàfihàn afẹ́fẹ́ gbígbẹ ni a ń lò jùlọ lọ́wọ́lọ́wọ́, tí wọ́n ń lo agbára centrifugal àti aerodynamics láti ya àwọn eruku líle àti àwọn tinrin pẹ̀lú iṣẹ́ ṣiṣe gíga àti ìṣẹ̀dá ńlá. Ṣùgbọ́n ohun kan wà tí a lè ṣe: nígbà tí eruku náà bá dára tó (fún àpẹẹrẹ, ní ìsàlẹ̀ àwọn micrometer díẹ̀), àwọn eruku náà máa ń dìpọ̀ mọ́ ara wọn nítorí agbára van der Waals (agglomeration), èyí tí ó ń mú kí ó ṣòro fún àwọn ìpínsísọ̀rí afẹ́fẹ́ láti ya wọ́n ní ìbámu pẹ̀lú ìwọ̀n patiku kọ̀ọ̀kan. Nínú ọ̀ràn yìí, ìpínsísọ̀rí omi (bíi ìpínsísọ̀rí centrifugal sedimentation) lè wúlò nígbà míì, ṣùgbọ́n ìlànà náà díjú àti pé owó rẹ̀ ń pọ̀ sí i.
Nítorí náà, o rí i, gbogbo ilana iṣakoso iwọn awọn patiku jẹ́ ìjàkadì ati adehun nigbagbogbo laarin “fọ́” ati “ìpínsísọ̀rí.” Fọ́ awọn patiku ti o kere ju ni a nfẹ lati kójọpọ̀, ṣugbọn awọn patiku ti o kere ju ni a maa nfẹ lati kójọpọ̀, ti o n ṣe idiwọ fun ipinsisọri; ipinsisọri nfẹ lati konge diẹ sii, ṣugbọn o maa n ni wahala pẹlu awọn patiku ti a ti kójọpọ̀. Awọn onimọ-ẹrọ n lo akoko pupọ julọ wọn lati ṣe iwọntunwọnsi awọn ibeere ti o takora wọnyi.
II. “Àwọn Ìdènà” àti “Àwọn Ìdáhùn”: Ẹ̀gún àti Ìmọ́lẹ̀ Lórí Ọ̀nà sí Ìṣàkóso Ìwọ̀n Pátákì
Ṣíṣàkóso ìwọ̀n èérún ohun èlò micropowder aláwọ̀ ewé tí a fi silicon carbide ṣe dáadáa ju kí a kàn fọ́ ọ tàbí kí a pín in sí ìsọ̀rí lọ. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ “ìdènà” gidi ló ń dí ọ̀nà lọ́wọ́, láìsí pé a yanjú wọn, kò ṣeé ṣe láti ṣàkóso wọn dáadáa.
Ìdènà àkọ́kọ́ ni ìfàsẹ́yìn tí “líle” fà.Kabọidi silikoni alawọ eweÓ le gan-an, ó sì nílò agbára púpọ̀ láti fọ́, èyí tó ń yọrí sí ìbàjẹ́ ohun èlò. Nígbà tí a bá ń lọ̀ ọ́ lọ́nà tó dára, wíwọ àwọn ohun èlò ìlọ àti àwọn ohun èlò ìlọ máa ń mú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìdọ̀tí jáde. Àwọn ìdọ̀tí wọ̀nyí máa ń dàpọ̀ mọ́ ọjà náà, èyí sì máa ń ba ìwà mímọ́ rẹ̀ jẹ́. Gbogbo iṣẹ́ àṣekára rẹ láti ṣàkóso ìwọ̀n pàǹtí di ohun tí kò ní láárí tí ìwọ̀n ìdọ̀tí náà bá ga jù. Lọ́wọ́lọ́wọ́, ilé iṣẹ́ náà ń ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ohun èlò ìlọ àti àwọn ohun èlò ìlọ tí kò lè wọ̀, wọ́n sì ń mú kí àwọn ohun èlò náà sunwọ̀n sí i, gbogbo wọn láti kojú “ẹkùn líle” yìí.
Ẹkùn kejì ni “òfin ìfàmọ́ra” ní ayé àwọn lulú dídán – ìṣọ̀pọ̀. Bí àwọn èròjà náà bá ti wúwo tó, bẹ́ẹ̀ náà ni agbègbè ojú pàtó náà ṣe tóbi tó, àti bí agbára ojú ilẹ̀ náà ṣe ga tó; wọ́n máa ń “dà pọ̀.” Ìṣọ̀pọ̀ yìí lè jẹ́ “ìṣọ̀pọ̀ rírọ̀” (tí àwọn agbára àárín molecule, bíi agbára van der Waals, tí ó rọrùn láti fọ́), tàbí “ìṣọ̀pọ̀ líle” tí ó lágbára jù (níbi tí nígbà fífọ́ tàbí ṣíṣán, àwọn ojú ilẹ̀ patiku náà máa ń yọ́ díẹ̀ tàbí kí wọ́n fara da àwọn ìṣe kẹ́míkà, tí wọ́n sì máa ń so wọ́n pọ̀ dáadáa). Nígbà tí àwọn èròjà bá ti ṣẹ̀dá, wọ́n máa ń fara hàn gẹ́gẹ́ bí “àwọn èròjà ńlá” nínú àwọn ohun èlò ìwádìí ìwọ̀n patiku, tí wọ́n sì máa ń ṣì ìdájọ́ rẹ lọ́nà gidigidi; nínú àwọn ohun èlò tí ó wúlò, bíi nínú àwọn ohun èlò dídán, àwọn èròjà wọ̀nyí ni “àwọn ọ̀daràn” tí wọ́n ń fọ́ ojú iṣẹ́ náà. Ríronú nípa ìṣọ̀pọ̀ jẹ́ ìpèníjà kárí ayé. Yàtọ̀ sí fífi àwọn àfikún kún un àti ṣíṣe àtúnṣe iṣẹ́ náà nígbà tí a bá ń fọ́ ọ, ọ̀nà tó lágbára jù ni láti yí ojú ìyẹ̀fun padà, kí a fún un ní “ìbòrí” láti dín agbára ojú ilẹ̀ kù kí a sì dènà kí ó má baà “wà papọ̀ mọ́ra nígbà gbogbo.”
Ẹkùn kẹta ni àìdánilójú tí a ní nínú “wíwọ̀n.”
Báwo lo ṣe mọ̀ pé ìwọ̀n pàǹtí tí o ti ṣàkóso ni ohun tí o rò pé ó jẹ́? Àwọn olùṣàyẹ̀wò ìwọ̀n pàǹtí ni ojú wa, ṣùgbọ́n àwọn ìlànà ìwọ̀n tó yàtọ̀ síra (ìyàtọ̀ lésà, ìtúpalẹ̀, ìṣàyẹ̀wò àwòrán), àti àwọn ọ̀nà ìtúpalẹ̀ àpẹẹrẹ tó yàtọ̀ síra lábẹ́ ìlànà kan náà, lè mú àwọn àbájáde tó yàtọ̀ síra wá. Èyí jẹ́ òótọ́ ní pàtàkì fún àwọn páǹtí tí wọ́n ti kóra jọ; tí a kò bá ṣe ìtúpalẹ̀ tó yẹ kí a tó wọ̀n ọ́n (fún àpẹẹrẹ, fífi àwọn páǹtí kún un, ìtọ́jú ultrasonic), dátà tí a gbà yóò jìnnà sí ipò gidi. Láìsí ìwọ̀n tó ṣeé gbẹ́kẹ̀lé, ìdarí tó péye jẹ́ ọ̀rọ̀ òfo lásán.
Láìka àwọn ìpèníjà wọ̀nyí sí, ilé iṣẹ́ náà ń wá àwọn ìdáhùn nígbà gbogbo. Fún àpẹẹrẹ, ìtúnṣe àti òye gbogbo ìlànà náà jẹ́ àṣà pàtàkì kan. Nípasẹ̀ àwọn ohun èlò ìṣàyẹ̀wò ìwọ̀n pàǹtíìkì lórí ayélujára, ìdáhùn sí ìwádìí àkókò gidi àti àtúnṣe aládàáṣe ti fífọ́ àti àwọn pàǹtí ìsọ̀rí ń yọrí sí ìlànà tí ó dúró ṣinṣin. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, ìmọ̀ ẹ̀rọ àtúnṣe ojú ilẹ̀ ń gba àfiyèsí tí ń pọ̀ sí i, kì í ṣe “oògùn” mọ́ lẹ́yìn ìṣẹ̀lẹ̀ náà, ṣùgbọ́n ó ń dara pọ̀ mọ́ gbogbo ìlànà ìmúrasílẹ̀, ó ń dín ìdàpọ̀ láti orísun kù àti mú kí ìtúká pàǹtíìkì àti ìbáramu rẹ̀ pẹ̀lú ètò ìlò sunwọ̀n sí i. III. Ìpè Àwọn Ohun Èlò: Báwo Ni Ìwọ̀n pàǹtíìkì Ṣe Di “Òkúta Onímọ̀ Ọgbọ́n”?
Kí ló dé tí a fi ń lo agbára tó bẹ́ẹ̀ láti ṣàkóso ìwọ̀n pàǹtí? Ní wíwo àwọn ohun èlò tó wúlò, ó ṣe kedere. Nínú iṣẹ́ lílọ àti dídán ní ọ̀nà tó péye, bíi dídán àwọn ìbòrí sapphire àti àwọn wafer silicon, ìpínkiri ìwọ̀n pàǹtí ti micro-powder silicon carbide aláwọ̀ ewé jẹ́ “ìlànà ìyè.” Ó nílò ìpínkiri ìwọ̀n pàǹtí tó gùn gan-an àti tó dọ́gba, láìsí “àwọn pàǹtí tó tóbi” (tí a tún ń pè ní “àwọn pàǹtí tó ń pa” tàbí “àwọn pàǹtí tó ń pa”), bí bẹ́ẹ̀ kọ́, ìfọ́ kan ṣoṣo lè ba gbogbo iṣẹ́ tó gbowó lórí jẹ́. Ní àkókò kan náà, pàǹtí náà kò gbọdọ̀ ní àwọn agglomerates líle, bí bẹ́ẹ̀ kọ́, iṣẹ́ dídán náà yóò kéré, àti pé ìparí ojú ilẹ̀ kò ní tẹ́ni lọ́rùn. Níbí, ìṣàkóso ìwọ̀n pàǹtí náà ni a ń tọ́jú dáadáa ní nanoscale.
Nínú àwọn ohun èlò ìdènà tó ti pẹ́, bíi àga ilé ìgbóná seramiki àti àwọn ìbòrí ilé ìgbóná tó ga, ìṣàkóso ìwọ̀n patiku dojúkọ “pínpín ìwọ̀n patiku.” Àwọn patiku onípele àti onípele ni a máa ń dapọ̀ ní ìwọ̀n kan; àwọn patiku onípele ni a máa ń ṣe àgbékalẹ̀ wọn, àwọn patiku onípele sì máa ń kún àwọn àlàfo náà. Èyí máa ń jẹ́ kí sínter tó lágbára àti tó lágbára ní ìwọ̀n otútù gíga, èyí sì máa ń yọrí sí ìdènà ooru tó dára. Tí ìpínkiri ìwọ̀n patiku náà kò bá bójú mu, ohun èlò náà yóò jẹ́ onípele tí kò sì ní pẹ́, tàbí kí ó bàjẹ́ jù, kí ó sì lè fọ́. Nínú iṣẹ́ àwọn patiku pàtàkì, bíi àwọn patiku onípele tí kò ní ìbọn àti àwọn òrùka ìdènà tí kò lè wọ, ìwọ̀n patiku lulú náà máa ń nípa lórí ìrísí kékeré àti iṣẹ́ ìkẹyìn lẹ́yìn sínter. Àwọn patiku onípele àti onípele ní ìṣiṣẹ́ sínter gíga, èyí sì máa ń jẹ́ kí ìwọ̀n gíga àti àwọn patiku onípele díẹ̀ ní ìwọ̀n otútù tó kéré síi, èyí sì máa ń mú kí agbára àti agbára wọn sunwọ̀n síi. Níbí, ìwọ̀n patiku ni àṣírí pàtàkì láti “fún” ohun èlò seramiki náà lágbára.