ການເບິ່ງຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບເພັດ Polycrystalline: ຄຸນສົມບັດ, ການສັງເຄາະ ແລະ ການນຳໃຊ້

ເພັດໂພລີຄຣິສຕັນ (PCD) ເປັນວັດສະດຸທີ່ໂດດເດັ່ນເຊິ່ງລວມເອົາຄວາມແຂງ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານການສວມໃສ່ທີ່ໜ້າປະທັບໃຈຂອງເພັດຜລຶກດຽວກັບຂໍ້ໄດ້ປຽບເພີ່ມເຕີມຂອງ anisotropy ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຜົນກະທົບ, ຄ້າຍຄືກັບວັດສະດຸຄາໄບ. ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ PCD ເໝາະສົມຫຼາຍສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການຫຼາຍ, ລວມທັງການສະກັດເອົານ້ຳມັນ ແລະ ອາຍແກັສ, ການສຳຫຼວດຖ່ານຫີນ ແລະ ທໍລະນີສາດ, ແລະ ການປຸງແຕ່ງກົນຈັກ.

ຕົ້ນກຳເນີດຂອງເພັດ Polycrystalline

ເພັດ polycrystalline ມັກຈະຖືກປຽບທຽບກັບເພັດຜລຶກດຽວຕາມທຳມະຊາດ, ເຊິ່ງໄດ້ຮັບການຍອມຮັບໃນຄຸນສົມບັດທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງມັນ. ໃນທຳມະຊາດ, ເພັດຊະນິດທີ່ຫາຍາກອີກຊະນິດໜຶ່ງ, ທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ ຄາໂບນາໂດຫຼື ເພັດສີດຳ, ໄດ້ຖືກຄົ້ນພົບ. ບໍ່ເໝືອນກັບເພັດຜລຶກດ່ຽວ, carbonado ເປັນວັດສະດຸ polycrystalline ທີ່ປະກອບດ້ວຍຜລຶກເພັດຂະໜາດນ້ອຍຈຳນວນຫຼາຍ, ປະສົມກັບສິ່ງເຈືອປົນໃນປະລິມານໜ້ອຍ. ໂຄງສ້າງທີ່ເປັນເອກະລັກນີ້, ດ້ວຍການຂາດແຜ່ນຕັດ, ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມແຂງ, ຄວາມແຂງແຮງ, ແລະ ຄວາມຕ້ານທານການສວມໃສ່ທີ່ດີກວ່າ, ແມ່ນແຕ່ດີກວ່າເພັດຜລຶກດ່ຽວແບບດັ້ງເດີມ.

ວິທີການສັງເຄາະຂອງເພັດ Polycrystalline

ການສ້າງເພັດ polycrystalline ຕ້ອງການເຕັກນິກທີ່ກ້າວໜ້າຕ່າງໆ, ແຕ່ລະອັນສະເໜີຂໍ້ດີ ແລະ ສິ່ງທ້າທາຍສະເພາະໃດໜຶ່ງໂດຍອີງຕາມການນຳໃຊ້ທີ່ຕັ້ງໃຈໄວ້.

1. ການສັງເຄາະລະເບີດ:
   ໃນວິທີການນີ້, ຖັງທີ່ທົນທານຕໍ່ຄວາມກົດດັນສູງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມຮ້ອນທີ່ຮຸນແຮງ ແລະ ພະລັງງານຈົນທີ່ເກີດຈາກການລະເບີດ. ແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ແຜ່ນໂລຫະໃສ່ແຜ່ນແກຣໄຟ, ສ້າງສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ ແລະ ຄວາມກົດດັນສູງຢ່າງໄວວາ ເຊິ່ງປ່ຽນແກຣໄຟໃຫ້ກາຍເປັນເພັດໂພລີຄຣິສຕັນແບບຜົງຈຸລະພາກ. ໃນຂະນະທີ່ວິທີການນີ້ໄວ ແລະ ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ມັນເຮັດໃຫ້ມີໂພລີຄຣິສຕັນຂະໜາດນ້ອຍ ແລະ ບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີ, ຈຳກັດການນຳໃຊ້ຂອງມັນໃຫ້ກັບ PCD ຊັ້ນຂັດ ບ່ອນທີ່ຄວາມແມ່ນຍຳບໍ່ແມ່ນຄວາມກັງວົນຫຼັກ.
2. ການຕົກຕະກອນໄອນ້ຳເຄມີຄວາມດັນຕ່ຳ (CVD):
   ຂະບວນການ CVD ທີ່ມີຄວາມດັນຕ່ຳຈະນຳເອົາອາຍແກັສທີ່ມີຄາບອນເຂົ້າໄປໃນຫ້ອງປະຕິກິລິຍາພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ມີຄວາມດັນຕ່ຳກວ່າ 1 ບັນຍາກາດ. ຜ່ານປະຕິກິລິຍາເຄມີຫຼາຍໆຄັ້ງ, ອະຕອມຄາບອນຈາກວັດສະດຸອາຍແກັສຈະຖືກວາງໄວ້ເທິງໜ້າດິນຂອງຊັ້ນຮອງພື້ນໃນຮູບແບບຂອງຟິມເພັດຫຼາຍຜລຶກ. ວິທີການນີ້ຜະລິດຟິມທີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງສູງທີ່ມີຄຸນສົມບັດທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ ແລະ ມີທ່າແຮງທີ່ຈະລວມເອົາອົງປະກອບໂດບສຳລັບການນຳໃຊ້ພິເສດໃນເອເລັກໂຕຣນິກ ແລະ ທັດສະນະ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, CVD ປະສົບກັບເວລາສັງເຄາະທີ່ຍາວນານ ແລະ ຜົນຜະລິດຕໍ່າ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງທ້າທາຍສຳລັບການຜະລິດຂະໜາດໃຫຍ່.
3. ການປ່ຽນໂດຍກົງ:
   ວິທີການທີ່ກ້າວໜ້ານີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນຜົງກຣາໄຟທ໌ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງໃຫ້ກາຍເປັນເພັດຫຼາຍຜລຶກໂດຍການໃຫ້ມັນຢູ່ໃນຄວາມກົດດັນສູງຫຼາຍ (ຫຼາຍກວ່າ 2000°C ແລະ 13 GPa). ເພັດທີ່ໄດ້ຮັບມີລັກສະນະການປະຕິບັດທີ່ໃກ້ຄຽງກັບເພັດທຳມະຊາດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານສູງ ແລະ ເງື່ອນໄຂທີ່ເຂັ້ມງວດເຮັດໃຫ້ຂະບວນການນີ້ມີລາຄາແພງ ແລະ ບໍ່ມີປະສິດທິພາບສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນຢູ່ໃນການຕັ້ງຄ່າທົດລອງໃນເວລານີ້.
4. ວິທີການລະລາຍອຸນຫະພູມສູງຄວາມດັນສູງ (HPHT):
   ໃນເຕັກນິກການສັງເຄາະນີ້, ວັດສະດຸປະສົມເພັດຫຼາຍຜລຶກຖືກສ້າງຂຶ້ນພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນສູງທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ (5–7 GPa) ແລະອຸນຫະພູມ (1300–1700°C) ໂດຍໃຊ້ຜົງແກຣໄຟ, ຜົງເພັດຈຸນລະພາກ, ແລະໂລຫະປະສົມ ຫຼື ຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາ. ວິທີການນີ້ສະເໜີວົງຈອນການສັງເຄາະທີ່ໄວຂຶ້ນ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການອຸປະກອນຕ່ຳກວ່າເມື່ອທຽບກັບວິທີການອື່ນໆ, ເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມກັບການຜະລິດອຸດສາຫະກຳໃນລາຄາທີ່ຕໍ່າ.

ລັກສະນະແລະການນໍາໃຊ້ເພັດ Polycrystalline

ເພັດໂພລີຄຣິສຕັນໂດດເດັ່ນຍ້ອນໂຄງສ້າງທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງມັນ. ການຈັດລຽງແບບສຸ່ມຂອງຜລຶກເພັດແຕ່ລະອັນສ້າງວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີທີ່ສອດຄ່ອງກັນສູງ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມທົນທານ ແລະ ປະສິດທິພາບທີ່ດີເລີດໃນທຸກທິດທາງ. ການບໍ່ມີແຜ່ນຕັດໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ຜົນກະທົບທີ່ດີກວ່າ, ເຮັດໃຫ້ເພັດໂພລີຄຣິສຕັນທົນທານຕໍ່ການກະແທກໄດ້ດີກ່ວາເພັດຜລຶກດຽວຂະໜາດໃຫຍ່. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ມີຜົນກະທົບສູງທີ່ມັກຈະແຕກຫັກ ຫຼື ທຳລາຍຜລຶກດຽວ.

ເນື່ອງຈາກຕົ້ນທຶນການຜະລິດທີ່ຕໍ່າກວ່າເມື່ອທຽບກັບເພັດຜລຶກດຽວຂະໜາດໃຫຍ່, ເພັດໂພລີຄຣິສຕິນສາມາດຜະລິດໄດ້ໃນຫຼາກຫຼາຍຮູບຮ່າງເພື່ອໃຫ້ເໝາະສົມກັບຄວາມຕ້ອງການສະເພາະຂອງອຸດສາຫະກຳ. ມັນຍັງຄົງຄວາມແຂງ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມແຂງທີ່ໂດດເດັ່ນ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນຄ່າສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍ, ລວມທັງ:

• ເຄື່ອງມືເຈາະ ແລະ ຕັດອຸດສາຫະກຳ:ເພັດໂພລີຄຣິສຕັນຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຜະລິດເຄື່ອງມືຕັດ ແລະ ເຈາະປະສິດທິພາບສູງ, ໂດຍສະເພາະສຳລັບວັດສະດຸທີ່ແຂງແກ່ນເຊັ່ນ: ຫີນ, ຄອນກີດ, ແລະ ໂລຫະແຂງ.
• ການສຳຫຼວດນ້ຳມັນ ແລະ ອາຍແກັສ:ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການສວມໃສ່ ແລະ ຜົນກະທົບຂອງມັນເຮັດໃຫ້ PCD ເປັນວັດສະດຸທີ່ດີເລີດສຳລັບເຄື່ອງມືເຈາະ ແລະ ສະກັດເອົາໃນອຸດສາຫະກຳນ້ຳມັນ ແລະ ອາຍແກັສ.
• ການຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່ ແລະ ທໍລະນີວິທະຍາ:PCD ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸປະກອນຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່ສຳລັບການເຈາະຜ່ານຫີນແຂງ ແລະ ການສຳຫຼວດທາງທໍລະນີວິທະຍາ ເນື່ອງຈາກຄວາມທົນທານ ແລະ ຄວາມທົນທານຂອງມັນ.
• ການຜະລິດແບບແມ່ນຍໍາ:ໃນການປະມວນຜົນກົນຈັກ ແລະ ການຜະລິດ, ເພັດ polycrystalline ຖືກນຳໃຊ້ໃນວັດສະດຸຂັດເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ.

ສະຫຼຸບ

ເພັດ polycrystalline ໄດ້ກາຍເປັນວັດສະດຸພື້ນຖານໃນຫຼາຍໆອຸດສາຫະກຳ, ຍ້ອນຄວາມແຂງ, ຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ຄວາມຄ່ອງແຄ້ວທີ່ໂດດເດັ່ນ. ຄວາມສາມາດໃນການສັງເຄາະ PCD ໂດຍໃຊ້ວິທີການຕ່າງໆ, ເຊັ່ນ: ການສັງເຄາະລະເບີດ, ການສະສົມໄອນ້ຳເຄມີ, ແລະ ເຕັກນິກອຸນຫະພູມສູງດ້ວຍຄວາມກົດດັນສູງ, ຮັບປະກັນຄວາມສຳຄັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງມັນໃນການຜະລິດເຄື່ອງມື ແລະ ເຄື່ອງຈັກທີ່ກ້າວໜ້າ. ດ້ວຍການປະສົມປະສານຂອງຄວາມທົນທານລະດັບອຸດສາຫະກຳ ແລະ ການຜະລິດທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນ, ເພັດ polycrystalline ຈະສືບຕໍ່ມີບົດບາດສຳຄັນໃນທັງເຕັກໂນໂລຢີແບບດັ້ງເດີມ ແລະ ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ພົ້ນເດັ່ນ.