შესავალი: 4 ძირითადი პროცესის პარამეტრი: 1. ტემპერატურა; 2. წნევა; 3. დიფუზიის დრო; 4. დამცავი ატმოსფერო.
1.ტემპერატურა
- ტემპერატურა დიფუზიური შედუღების მარეგულირებელი პარამეტრია. თანამედროვედიფუზიური შედუღების მოწყობილობაამიტომ შექმნილია ზუსტი გათბობის სისტემებით, რათა უზრუნველყოს ოპტიმალური ატომური დიფუზია საბაზისო მასალის დაზიანების გარეშე. ტემპერატურის უმნიშვნელო ცვლილებები მნიშვნელოვნად მოქმედებს დიფუზიის სიჩქარეზე. გონივრულ ფარგლებში, მაღალი ტემპერატურა აჩქარებს დიფუზიის პროცესს და აუმჯობესებს სახსრების სიმტკიცეს. ამიტომ, შეძლებისდაგვარად უნდა შეირჩეს უფრო მაღალი ტემპერატურა.
- თუმცა, გათბობის ტემპერატურა შეზღუდულია სამუშაო ნაწილებისა და მოწყობილობების მაღალი-ტემპერატურული სიმტკიცით, ასევე მეტალურგიული მახასიათებლებით, როგორიცაა მასალის ფაზის ტრანსფორმაცია და რეკრისტალიზაცია. როდესაც ტემპერატურა აღემატება გარკვეულ მნიშვნელობას, სახსრების ხარისხის გაუმჯობესება შეზღუდულია და შეიძლება გაუარესდეს კიდეც.
- ლითონებისა და შენადნობების უმეტესობისთვის დიფუზიური შედუღების ტემპერატურა მერყეობს 0,6-დან 0,8-ჯერ, ვიდრე ძირითადი მასალის დნობის წერტილი (Tm, ერთეული K). დიფუზიური შედუღებისთვის, რომელიც მოიცავს თხევადი ფაზებს, გათბობის ტემპერატურა უნდა იყოს ოდნავ მაღალი, ვიდრე შუალედური ფენის მასალის დნობის წერტილი ან ევტექტიკური რეაქციის ტემპერატურა, შემდგომი შესაბამისი გაგრილებით იზოთერმული გამაგრებისა და ჰომოგენიზაციის ეტაპებზე. თუ პოლიმერული დიფუზიური შედუღების აპარატები აღჭურვილია ინფრაწითელი თერმომეტრებით, ისინი ხელს უწყობენ ტემპერატურის ზუსტ კონტროლს.
2.წნევა
- როდესაც სხვა პარამეტრები მუდმივი რჩება, უფრო მაღალი წნევა ხელს უწყობს მაღალი-შეერთების ფორმირებას. წნევის ზედა ზღვარი შეზღუდულია სამუშაო ნაწილის დეფორმაციის შეზღუდვით და აღჭურვილობის ტონაჟის სიმძლავრით. განსხვავებული ლითონის დიფუზიური შედუღებისთვის, უფრო მაღალი წნევა ხელს უწყობს დიფუზიური სიცარიელის შემცირებას ან თავიდან აცილებას.
- ჩვეულებრივი დიფუზიური შედუღების წნევა მერყეობს 0,5-დან 50 მპა-მდე (ცხელი იზოსტატიკური წნეხის გამოკლებით). დაბალი წნევა შეიძლება გამოყენებულ იქნას თხევადი-ფაზა 参与的 დიფუზიური შედუღებისთვის; თუმცა, გადაჭარბებულმა წნევამ შეიძლება გამოიწვიოს თხევადი ლითონის გამოწურვა, რაც გამოიწვევს კომპოზიციის კონტროლის პრობლემებს.
- ვინაიდან დიფუზიურ წნევას ნაკლები გავლენა აქვს დიფუზიის შემდგომ ეტაპებზე, მყარი-დიფუზიური შედუღებამ შეიძლება შეამციროს წნევა მოგვიანებით ფაზებში სამუშაო ნაწილის დეფორმაციის მინიმუმამდე შესამცირებლად.
3.დიფუზიის დრო
- დიფუზიის დრო ეხება სამუშაო ნაწილების შედუღების ტემპერატურაზე შენარჩუნების ხანგრძლივობას, რაც უნდა უზრუნველყოს დიფუზიის პროცესის სრულად დასრულება საჭირო სახსრის სიძლიერის მისაღწევად. არასაკმარისი დრო ხელს უშლის სახსრების სიძლიერეს სტაბილურად მიაღწიოს საბაზისო მასალის დონეს.
- ზედმეტად ხანგრძლივი მაღალი-ტემპერატურის და მაღალი-წნევის ხანგრძლივობა უზრუნველყოფს სახსრების ხარისხის შეზღუდულ გაუმჯობესებას და შესაძლოა გამოიწვიოს საბაზისო მასალის მარცვლების გახეხვა. მტვრევადი მეტალთაშორისი ნაერთების წარმოქმნისკენ მიდრეკილი სახსრებისთვის, დიფუზიის დრო უნდა იყოს კონტროლირებადი, რათა შეზღუდოს მყიფე ფენის სისქე და უზრუნველყოს სახსრების მუშაობა.
- დიფუზიის დრო არ არის დამოუკიდებელი ცვლადი, მაგრამ მჭიდროდ არის დაკავშირებული ტემპერატურასა და წნევასთან: უფრო მაღალი ტემპერატურა ან უფრო დიდი წნევა მოითხოვს მოკლე დროებს.
- შუალედური ფენებით დიფუზიური შედუღებისთვის შედუღების დრო დამოკიდებულია შუალედური ფენის სისქეზე და ერთობლივი სტრუქტურის ერთგვაროვნების მოთხოვნებზე (დაშვებული მტვრევადი ფაზის შემცველობის ჩათვლით). პრაქტიკულ გამოყენებაში, შედუღების დრო შეიძლება იყოს რამდენიმე წუთიდან რამდენიმე საათამდე, რაც დამოკიდებულია პროცესის პარამეტრების კომბინაციაზე.
4.დამცავი ატმოსფერო
- დამცავი ატმოსფეროს სისუფთავე, ნაკადის სიჩქარე, წნევა ან ვაკუუმის დონე და გაჟონვის სიჩქარე პირდაპირ გავლენას ახდენს სახსრების ხარისხზე. ხშირად გამოყენებული დამცავი გაზი არის არგონი, ტიპიური ვაკუუმის დონეებით (1-20)×10-3 Pa. ზოგიერთ მასალას ასევე შეუძლია გამოიყენოს მაღალი სისუფთავის აზოტი, წყალბადი ან ჰელიუმი.
- სუპერპლასტიკური ფორმირებისა და დიფუზიური შედუღების კომპოზიტური პროცესების დროს, არგონის უარყოფითი წნევა (დაბალი ვაკუუმი) ხშირად გამოიყენება ლითონის ზედაპირების დასაცავად. მასალებისთვის, რომლებიც გაციების დროს განიცდიან ფაზურ ტრანსფორმაციას და მყიფე მასალები, როგორიცაა კერამიკა, საჭიროა გაკონტროლდეს გათბობისა და გაგრილების სიჩქარე.
- ევტექტიკური რეაქციის დიფუზიური შედუღებისას, ზედმეტად ნელი გათბობის სიჩქარემ შეიძლება გამოიწვიოს კონტაქტის ზედაპირის შემადგენლობის ცვლილებები დიფუზიის გამო, რაც იმოქმედებს ევტექტიკური დნობის ეფექტურობაზე.
დასკვნა
დიფუზიური შედუღების პარამეტრების დაუფლება მოითხოვს როგორც ინდივიდუალური ეფექტების, ასევე მათი რთული ურთიერთქმედებების გაგებას. ტემპერატურის, წნევის, დროისა და ატმოსფეროს კონტროლირებადი ოპტიმიზაციის საშუალებით მწარმოებლებს შეუძლიათ აწარმოონ სახსრები მექანიკური თვისებებით, რომლებიც უახლოვდება საბაზისო მასალის შესაძლებლობებს. როგორცდიფუზიური შედუღების მოწყობილობა სულ უფრო დახვეწილი ხდება, ძლიერი, ოპტიმიზებული პარამეტრების დანერგვა უფრო ხელმისაწვდომი ხდება, აფართოებს გამოყენების შესაძლებლობებს საჰაერო კოსმოსურ, ენერგეტიკულ და მოწინავე წარმოების სექტორებში.
