ලේසර් කදම්භ වෙල්ඩින්, එහි අධික වේගය, ඉහළ නිරවද්යතාවය සහ ස්පර්ශ නොවන ලක්ෂණ සහිතව, මෝටර් රථ, අභ්යවකාශ සහ ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග වැනි ක්ෂේත්රවල බහුලව භාවිතා වන අතර, විශේෂයෙන් අසමාන ද්රව්ය සම්බන්ධ කිරීමේදී අද්විතීය වාසි පෙන්වයි. කෙසේ වෙතත්, වෙල්ඩින් ක්රියාවලියේදී ජනනය වන ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් (ඝනීකරණ ඉරිතැලීම්) එහි කාර්මික යෙදුම සීමා කරන ප්රධාන දෝෂයකි. මෙම ඉරිතැලීම් සාමාන්යයෙන් විලයන කලාපයේ (විලයන කලාපය) ඝණීකරණය අවසානයේ සිදු වේ, තාප ආතතිය, ඝණීකරණ හැකිලීම සහ ධාන්ය මායිම් මත ද්රව පටලයේ ඒකාබද්ධ බලපෑම් මගින් අවුලුවන අතර, සන්ධියේ යාන්ත්රික ගුණාංග සහ තෙහෙට්ටුවේ ආයු කාලය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි.
1. සැකසීමේ යාන්ත්රණය
ඝනීකරණ ඉරිතැලීම් වල මූලික යාන්ත්රණය ඝනීකරණය අවසානයේ ධාන්ය මායිම්වල ඇති අවශේෂ ද්රව පටලයේ පිහිටා ඇත. ඝණීකරණ ක්රියාවලියේදී, උණු කළ තටාකය කලාප තුනකට බෙදා ඇත: නිදහස් ද්රව කලාපය, සීමා සහිත ද්රව කලාපය සහ ඝන කලාපය, රූපය 1 හි පෙන්වා ඇති පරිදි. සීමා සහිත ද්රව කලාපයේ, ද්රව ප්රවාහය අවහිර වී ඇති අතර ඝණීකරණ හැකිලීමෙන් ජනනය වන වික්රියාවට වන්දි ගෙවිය නොහැකි අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ධාන්ය මායිම් වෙන්වීමක් සිදු වේ. ධාන්ය මායිම් ශක්තිය (γgb) ඝන-ද්රව අතුරුමුහුණත් ශක්තියට (γsl) අනුපාතය ද්රව පටලයේ ස්ථායිතාව තීරණය කරයි: γgb < 2γsl නම්, ද්රව පටලය අස්ථායී වන අතර ධාන්ය ඒකාබද්ධ වීම සිදුවේ; අනෙක් අතට, ද්රව පටලය ස්ථායී වන අතර ඉරිතැලීම් ආරම්භය සිදුවීමට ඉඩ ඇත.
තවද, ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් සෑදීම ද්රව්යවල ලෝහ විද්යාත්මක ගුණාංග සමඟ ද සම්බන්ධ වේ. විවිධ ද්රව්යවලට ඝණීකරණ උෂ්ණත්ව පරාසය, ඝණීකරණ හැකිලීමේ අනුපාතය සහ මිශ්ර ලෝහ මූලද්රව්ය ව්යාප්තිය වැනි වෙනස් ඝණීකරණ ලක්ෂණ ඇත. මෙම ලක්ෂණ ඉරිතැලීම් වල සංවේදීතාවයට බලපායි. නිදසුනක් වශයෙන්, අඩු ද්රවාංක යුටෙක්ටික් අවධීන් විශාල ප්රමාණයක් අඩංගු ද්රව්යවල, ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් වල සංවේදීතාව වැඩි වන්නේ මෙම යුටෙක්ටික් අවධීන් ඝණීකරණයේදී අඛණ්ඩ ද්රව පටල සෑදීමට නැඹුරු වන අතර එමඟින් ඉරිතැලීම් සෑදීම තීව්ර කරයි.
අතරතුරලේසර් වෙල්ඩින් ක්රියාවලිය, ලේසර් බලය, වෙල්ඩින් වේගය සහ ස්ථාන ප්රමාණය වැනි වෙල්ඩින් පරාමිතීන් ද ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් සෑදීම කෙරෙහි බලපෑමක් ඇති කරයි. මෙම පරාමිතීන් වෙල්ඩින් ක්රියාවලියේදී තාප ආදානය සහ උෂ්ණත්ව අනුක්රමණයට බලපාන අතර එමඟින් ඝණීකරණ ව්යුහය සහ ධාන්ය රූප විද්යාව වෙනස් කරයි. නිදසුනක් ලෙස, ඉහළ ලේසර් බලය සහ අඩු වෙල්ඩින් වේගය වැඩි තාප ආදානයක් සහ මන්දගාමී සිසිලන අනුපාතයක් ඇති කරයි, එය තීරු ස්ඵටිකවල වර්ධනය ප්රවර්ධනය කරන අතර ඉරිතැලීම් සංවේදීතාව වැඩි කරයි. අනෙක් අතට, අඩු ලේසර් බලය සහ ඉහළ වෙල්ඩින් වේගය කුඩා තාප ආදානයක් සහ වේගවත් සිසිලන අනුපාතයකට මඟ පාදයි, සමීකරණ ස්ඵටික සෑදීමට පහසුකම් සපයන අතර ඉරිතැලීම් සංවේදීතාව අඩු කරයි.
2. මර්දන පියවර
ඝනීකරණ ඉරිතැලීම් ඵලදායී ලෙස මර්දනය කිරීම සඳහාලේසර් වෙල්ඩින්, පර්යේෂකයන් විවිධ උපාය මාර්ග යෝජනා කර ඇති අතර, ඒවා ප්රධාන වශයෙන් ධාන්ය ව්යුහය පාලනය කිරීම, වෙල්ඩින් පරාමිතීන් ප්රශස්ත කිරීම සහ ද්රව්ය ගුණාංග වැඩිදියුණු කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. ධාන්ය ව්යුහය පිරිපහදු කිරීමෙන්, ධාන්ය මායිම් ගණන වැඩි කළ හැකි අතර, ආතති සාන්ද්රණයේ සාන්ද්රණය අඩු කළ හැකි අතර එමඟින් ඉරිතැලීම් ඇතිවීම අඩු කළ හැකිය. ලේසර් කදම්භ දෝලනය තාක්ෂණය භාවිතා කිරීමෙන්, තීරු ස්ඵටික වෙනත් ද්රව්ය එකතු නොකර සියුම් සමීකරණය කරන ලද ස්ඵටික බවට පරිවර්තනය කළ හැකි බව අධ්යයනයන් පෙන්වා දී ඇත. ලේසර් කදම්භ දෝලනය ලේසර් ශක්තිය විසුරුවා හැරිය හැකි අතර, උණු කළ තටාකය කැළඹිලි ජනනය කිරීමට හේතු වන අතර, එමඟින් තීරු ස්ඵටිකවල වර්ධන දිශාව බිඳ දමා සමීකරණය කරන ලද ස්ඵටික සෑදීම ප්රවර්ධනය කරයි, රූපය 3 හි පෙන්වා ඇති පරිදි. ඊට අමතරව, ලේසර් කදම්භ දෝලනය උණු කළ තටාකයේ පළල වැඩි කිරීමට, උෂ්ණත්ව අනුක්රමය අඩු කිරීමට සහ උණු කළ තටාකයේ ඝණීකරණ කාලය දීර්ඝ කිරීමට ද හැකිය, එය ද්රාව්යවල විසරණයට සහ ද්රව පටල නැවත පිරවීමට හිතකර වන අතර එමඟින් ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් වල සංවේදීතාව සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි.
විවිධ තටාක හැඩතල යටතේ ධාන්ය මායිම් ද්රව පටල බෙදා හැරීම.
වෑල්ඩින් උණු කළ තටාකයේ ක්රමානුරූප රූප සටහන, a, b) දෝලනය නොමැතිව, c, d) පාර්ශ්වීය දෝලනය, e, f) කල්පවත්නා දෝලනය, g, h) වටකුරු දෝලනය.
ඊට අමතරවලේසර් කදම්භයද්විත්ව ලේසර් ප්රභවයන් භාවිතා කරමින් දෝලනය වන තාක්ෂණය ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් මැඩපැවැත්වීම සඳහා ඵලදායී ක්රමවලින් එකකි. ද්විත්ව ලේසර් ප්රභවයන්ට තාප චක්රය ප්රශස්ත කිරීම මගින් තීරු ස්ඵටිකවල සිට සමඅක්ෂීය ස්ඵටික දක්වා පරිවර්තනය ලබා ගත හැකි අතර එමඟින් ධාන්ය ප්රමාණය සහ වික්රියා සාන්ද්රණය අඩු කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, ප්රධාන තාප ප්රභවය ලෙස CO₂ ලේසර් සහ සහායක තාප ප්රභවය ලෙස Nd:YAG ස්පන්දන ලේසර් භාවිතා කරන විට, වෑල්ඩින් කිරීමේදී ප්රශස්ත තාප චක්රයක් සෑදිය හැකි අතර, සමඅක්ෂීය ස්ඵටික සෑදීම ප්රවර්ධනය කරන අතර ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් වල සංවේදීතාව අඩු කරයි, රූපය 4 හි පෙන්වා ඇති පරිදි.
වෙල්ඩින් පරාමිතීන් ප්රශස්ත කිරීම ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් මැඩපැවැත්වීම සඳහා වැදගත් මාධ්යයකි. ලේසර් බලය, වෙල්ඩින් වේගය සහ ස්ථාන ප්රමාණය වැනි පරාමිතීන් සකස් කිරීමෙන්, වෙල්ඩින් ක්රියාවලියේදී තාප ආදානය සහ උෂ්ණත්ව අනුක්රමය පාලනය කළ හැකි අතර, එමඟින් ඝණීකරණ ව්යුහයට සහ ධාන්ය රූප විද්යාවට බලපෑම් කළ හැකිය. අධ්යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ පෙර රත් කිරීමේ ප්රතිකාරය සිසිලන අනුපාතය අඩු කළ හැකි බවත්, සම-අක්ෂීය ස්ඵටික සෑදීම ප්රවර්ධනය කළ හැකි බවත්, එමඟින් රූප සටහන 5 හි පෙන්වා ඇති පරිදි ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් වල සංවේදීතාව අඩු කළ හැකි බවත්ය. ඊට අමතරව, ස්පන්දන ලේසර් වෑල්ඩින් භාවිතා කිරීම සහ වෙල්ඩින් වේගය වැඩි කිරීම වැනි ක්රම මගින් තාප ආදානය සහ සිසිලන අනුපාතය වෙනස් කිරීමෙන් තීරු ස්ඵටික වලින් සම-අක්ෂීය ස්ඵටික බවට පරිවර්තනය ලබා ගත හැකි අතර එමඟින් ඉරිතැලීම් වල සංවේදීතාව අඩු කළ හැකිය.
රූපය 5. a) රත් නොකළ, b) 300°C ට පෙර රත් කළ සමීකරණය කරන ලද ධාන්ය.
ලේසර් සමඟ අසමාන ද්රව්ය වෑල්ඩින් කිරීමේදී, ද්රව්ය අතර භෞතික හා රසායනික ගුණාංගවල සැලකිය යුතු වෙනස්කම් හේතුවෙන්, බිඳෙනසුලු අන්තර් ලෝහ සංයෝග සෑදීමට නැඹුරු වන අතර, එය ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් සඳහා ප්රධාන හේතුවකි. එබැවින්, අන්තර් ලෝහ සංයෝග සෑදීම හෝ ප්රමාණය අඩු කිරීම සඳහා ලේසර් පරාමිතීන් සහ සැකසුම් සකස් කිරීම ද ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් මැඩපැවැත්වීම සඳහා වැදගත් උපාය මාර්ගයකි. නිදසුනක් ලෙස, තඹ-ඇලුමිනියම් අසමාන ද්රව්ය ලේසර් වෑල්ඩින් කිරීමේදී, ලේසර් කදම්භයේ ඕෆ්සෙට් සහ වෙල්ඩින් වේගය පාලනය කිරීමෙන්, උණු කළ තටාකයේ තඹ සහ ඇලුමිනියම් මිශ්ර කිරීමේ අනුපාතය අඩු කළ හැකි අතර, එමඟින් බිඳෙනසුලු අන්තර් ලෝහ සංයෝග සෑදීම අඩු කර ඉරිතැලීම් වල සංවේදීතාව අඩු කරයි. ඊට අමතරව, පිරවුම් ද්රව්ය භාවිතා කිරීමෙන් වෑල්ඩින් කරන ලද සන්ධියේ ක්රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කර ඉරිතැලීම් සෑදීම අඩු කළ හැකිය. පිරවුම් ද්රව්ය මගින් වෑල්ඩින් කරන ලද සන්ධියේ සංයුතිය සහ ක්ෂුද්ර ව්යුහය වෙනස් කිරීමෙන් අන්තර් ලෝහ සංයෝග සෑදීම අඩු කළ හැකි අතර වෑල්ඩින් කරන ලද සන්ධියේ තද බව වැඩි දියුණු කළ හැකිය.
ලේසර් වෑල්ඩින් ක්රියාවලීන්හි බහුලව දක්නට ලැබෙන දෝෂයක් වන්නේ ඝනීකරණ ඉරිතැලීම් ය. ඒවායේ සෑදීමේ යාන්ත්රණය සංකීර්ණ වන අතර තාපය, යාන්ත්ර විද්යාව සහ ලෝහ විද්යාව වැනි බහු සාධකවල අන්තර්ක්රියා ඇතුළත් වේ. ඝනීකරණ ඉරිතැලීම් සෑදීමේ යාන්ත්රණය ගැඹුරින් අධ්යයනය කිරීමෙන්, ඉරිතැලීම් මර්දනය කිරීම සඳහා න්යායාත්මක පදනමක් ලබා දිය හැකිය. මෑත වසරවලදී, පර්යේෂකයන් ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් මර්දනය කිරීම සඳහා විවිධ උපාය මාර්ග යෝජනා කර ඇති අතර, ඒවා ප්රධාන වශයෙන් ධාන්ය ව්යුහය පාලනය කිරීම, වෙල්ඩින් පරාමිතීන් ප්රශස්ත කිරීම සහ ද්රව්යමය ගුණාංග වැඩිදියුණු කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. මෙම උපාය මාර්ග මගින් ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් වල සංවේදීතාව යම් ප්රමාණයකට ඵලදායී ලෙස අඩු කළ හැකි අතර ලේසර් වෑල්ඩින්ගේ ගුණාත්මකභාවය සහ විශ්වසනීයත්වය වැඩි දියුණු කළ හැකි බව ප්රායෝගිකව ඔප්පු කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, ලේසර් වෑල්ඩින් ක්රියාවලියේ සංකීර්ණත්වය සහ විවිධත්වය නිසා, වත්මන් පර්යේෂණවල තවමත් යම් අඩුපාඩු තිබේ. උදාහරණයක් ලෙස, විවිධ ද්රව්ය සහ වෙල්ඩින් තත්වයන් යටතේ ඝණීකරණ ඉරිතැලීම් වල නිෂේධන යාන්ත්රණ සඳහා, තවදුරටත් ගැඹුරු පර්යේෂණ තවමත් අවශ්ය වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: මාර්තු-20-2025
