Кафшери диффузӣ аз сабаби қобилияти беҳамтои эҷоди пайвандҳои металлургии сатҳи атомӣ бо қувваи моддӣ ва деформатсияи макроскопии сифр-ба технологияи асоси дар саноати кайҳонӣ, нимноқилӣ ва атомӣ табдил ёфтааст. Барои муҳандисоне, ки дар ҷустуҷӯи ҳалли{3}}сифати баланд барои пайвастшавӣ, фаҳмиши амиқимошини кафшери диффузионйсохтор ва синергетикаи мураккаби майдонҳои физикии он барои таъмини устувории раванд ва эътимоднокии ҷузъҳо муҳим аст.
Ин дастур тақсимоти техникии чаҳор системаи асосиро пешниҳод мекунад, ки таҷҳизоти муосири кафшери диффузиро муайян мекунанд.
Системаи гармидиҳӣ
Системаи гармидиҳӣ ҳамчун як нерӯгоҳи мошини кафшери диффузӣ хизмат мекунад, ки вазифадор аст, ки муҳити гармидиҳии хеле яксон ва дақиқ назоратшавандаро эҷод кунад. Азбаски раванди пайвастшавӣ асосан ба фаъолсозии гармии атомҳо такя мекунад, ҳатто тағироти ночизи ҳарорат метавонад ба коэффисиенти диффузия-ба таври экспоненсиалӣ таъсир расонад, ки аз ҷониби муодилаи Аррениус- танзим мешавад, бо ин васила сифати ниҳоии пайванди металлургиро дар интерфейс муайян мекунад.
Усулҳои гармидиҳӣ ва дақиқии ҳарорат
- Дар таҷҳизоти дараҷаи саноатӣ{0}} гармидиҳии муқовиматӣ роҳи ҳалли маъмултарин аст. Сохтори асосии он маъмулан аз элементҳои гармидиҳӣ иборат аст, ки аз тасмаҳои молибденӣ, симҳои вольфрам ё графити тоза- сохта шудаанд. Ин элементҳо дар конфигуратсияи бисёрҷониба{4}} ҷойгир карда шудаанд, то гармии якхелаи шуоъдиҳандаро ба қисмҳои кор таъмин кунанд. Барои баланд бардоштани самаранокии гармӣ ва муҳофизат кардани деворҳои камераи вакуумӣ, ин унсурҳо бо системаи изолятсияи металлӣ, ки аз қабатҳои сершумори молибден ва сипарҳои гармии аз пӯлоди зангногир иборатанд, муҳофизат карда мешаванд.
- Барои пешгирии шикастани фишори гармӣ ё дағалӣ шудани ғалладона, ки дар натиҷаи градиентҳои аз ҳад зиёди ҳарорат ба вуҷуд омадааст, мошинҳои баландсифат бояд дақиқии ҳароратро дар ҳудуди ±1 дараҷа то ±2 дараҷа нигоҳ доранд. Барои ноил шудан ба ин сатҳи назорат ҳамгироии термоҷуфтҳои баланд-платина-родиум (Намуди S ё B) бо алгоритмҳои пешрафтаи танзимкунии PID- талаб мекунад.
- Тавассути технологияи назорати мустақили бисёрсоҳавӣ, система танӯрро ба минтақаҳои алоҳидаи мантиқӣ тақсим карда, баромади қувваи росткунакҳои кремнийи идорашавандаро (SCR) дар асоси фикру мулоҳизаҳои воқеии вақт- танзим мекунад. Ин кафолат медиҳад, ки якрангии гармӣ дар минтақаи кори самаранок дар доираи ±5 дараҷа сахт боқӣ мемонад.
Муқоисаи маводҳои гармидиҳии умумӣ
| Материал | Ҳарорати максималии амалиёт | Муҳити зист | Хусусиятҳои техникӣ ва тавсияҳо |
| Молибден | 1700 дараҷа | Вакууми баланд | тозагии бениҳоят баланд; моддаҳои ифлоскунанда надоранд. Бартарӣ барои кафшери дараҷаи нимноқил-. |
| Графит | 2200 дараҷа | Вакуум/Гази инертӣ | Инерцияи баланди гармӣ ва -самаранок, гарчанде ки хатари олудашавии карбон барои баъзе металлҳо бояд идора карда шавад. |
| Вольфрам | 2800 дараҷа | Ультра-вакууми баланд | Идеалӣ барои пайваст кардани ҳарорати баланд{0}}и металлҳои оташ тобовар ба монанди Ниобий, Тантал ва Молибден. |
Системаи боркунии фишор
Системаи боркунии фишор рукни дуввуми муҳими кафшери диффузия мебошад. Вазифаи асосии он бартараф кардани ноустувориҳои сатҳи микроскопӣ тавассути истифодаи сарбории беруна, ки деформатсияи локалии пластикиро ба вуҷуд меорад ва фосилаи атомиро дар интерфейс дар доираи ҷалби байниатомӣ меорад. Дар заминаи сохтори мошини кафшери диффузия, устуворӣ ва ҳалли назорати фишор зич ва якпорчагии пайвандро мустақиман дикта мекунад.
Гидравликӣ против Systems Servo
Системаҳои фишор одатан ду роҳи гуногуни техникӣ доранд: боркунии гидравликӣ ва серво-.
- Системаҳои гидравликӣ моеъи гидравликиро барои интиқоли нерӯ тавассути клапанҳои сервопропорсионалии баланд- истифода мебаранд. Бартарии аввалиндараҷаи онҳо дар иқтидори азими борбардории онҳост, ки қувваҳои ягона-ба осонӣ аз 100 то 1000 тонна зиёданд.
- Бо вуҷуди ин, системаҳои гидравликӣ аксар вақт аз хатти суст дар диапазони фишори паст азоб мекашанд ва хатари эҳтимолии ифлосшавии моеъро дар муҳити вакуум эҷод мекунанд.
Баръакс, системаҳои серво{0}рондашуда муҳаррикҳои серворо барои рондани винтҳои дақиқи тӯб истифода мебаранд, ки ҳалли олии назорат ва вокуниши динамикиро пешниҳод мекунанд. Ин системаҳо метавонанд тағирёбии фишорро дар ҳудуди ±0,1% FS (Миқёси пурра) нигоҳ доранд ва қарорҳои ҷобаҷоиро аз 0,1 мкм то 1 мкм таъмин кунанд. Ин дақиқӣ барои мониторинги воқеии{6}}ва ҷуброни ҷабҳаи мавод дар ҳарорати баланд муҳим аст.
Муқоисаи техникӣ: Гидравликӣ против. Systems Loading Servo
| Метрики техникӣ | Системаи гидравликӣ | Серво{0}}Системаи идорашаванда | |
| 1 | Дақиқии фишор | Одатан ±1% то ±3% FS | Дақиқии баланд, то ±0,1% то ±0,5% FS |
| 2 | Ҳалномаи ҷойивазкунӣ | Тақрибан . 0.01мм то 0,1мм | Ультра-ҷарима, 0,1мкм то 1мкм |
| 3 | Ҷавоби динамикӣ | Сусттар (одатан > 100ms) | Суръат (одатан <50ms) |
| 4 | тозагӣ |
Хавфи ихроҷи нафт; нигохубинро талаб мекунад |
Равған-озод ва тоза; беҳтарин барои муҳити вакуумӣ |
| 5 | Барномаҳо | Қисмҳои сохтории-калон ва вазнин- | Электроникаи дақиқ, асбобҳои тиббӣ, фолгаҳои борик |
Системаи назорат
Аксар вақт ҳамчун "мағзи сари" мошин номида мешавад, системаи идоракунӣ зерсистемаҳои инфиродӣ идора мекунад ва муҳимтар аз ҳама, тағирёбандаҳои чорченакаи ҳарорат, фишор, вакуум ва вақтро ҳамоҳанг мекунад.
Назорати барнома ва сабти маълумот
Марказҳои муосири идоракунӣ маъмулан дар меъмории PLC (Programmable Logic Controller) ё IPC (PC Industrial PC) сохта мешаванд, ки ба корбарон имкон медиҳанд, ки{0}}рецептҳои мураккаби равандро бо зиёда аз 30 сегмент пешакӣ муқаррар кунанд. Ҳангоми кор, система пайдарпайии қатъиро-аз ноҳамворкунии вакуумӣ ва гармкунии зина ба фишори градиентӣ, тар кардани ҳарорати баланд ва хунуккунии назоратшаванда- иҷро мекунад. Басомади намунагирии ҳадди аққал 10 Гц лозим аст, то система коҳиши фишори фаврӣ, ки дар натиҷаи нармкунии мавод ба вуҷуд омадаанд, ва нигоҳ доштани муҳити устувори пайвастшавӣ ҷуброн карда шавад.
Барои соҳаҳое, ки талаботҳои қатъии пайгирии сифат доранд, аз қабили аэрокосмос, функсияи сабти маълумот муҳим аст. Бо ҳамгироии сенсорҳои дифференсиалии тағирёбандаи хаттӣ, система фишурдани қисмҳои корро бо дақиқии сатҳи микрон- (одатан ±0,001 мм) сабт мекунад ва ҳисоботи PDF-ифоъро эҷод мекунад. Ба ҳар як партия ID-и беназир таъин карда мешавад, ки ҳар як қадами раванд-аз ашёи хом то ҷузъи тайёр-ба стандартҳои пайгирии NADCAP ё ISO 9001 мувофиқат мекунад.
Вакуум ва системаи атмосфера
Системаи вакуум ва атмосфера ҳамчун муҳофизи интерфейси пайвасти тоза амал мекунад. Азбаски кафшери диффузӣ тамосро дар миқёси атом талаб мекунад, ҳатто миқдори ками филмҳои оксид ё газҳои адсорбшуда метавонанд ҳамчун монеа барои муҳоҷирати атомӣ амал кунанд.
Сатҳи чангкашак ва конфигуратсияи система
Сохтори маъмулии мошини кафшери диффузионӣ дорои системаи семарҳилаи насосӣ мебошад, ки аз насоси чархдор, шамолдиҳандаи реша ва насоси баланд-вакууми (насоси диффузӣ ё турбомолекулярӣ) иборат аст.
Раванд аз насоси гардиши чархдор барои коркарди ноҳамвор оғоз мешавад ва пас аз он шамолдиҳандаи Roots барои баланд бардоштани суръати насос дар диапазони вакууми миёна ва дар ниҳоят насоси баланд-вакуумӣ барои расидан ба фишорҳои ниҳоии байни 5×10⁻³ Па ва 1×10⁻⁵ Па оғоз мешавад. ба таври қатъӣ зери 0,5 Па/соат нигоҳ дошта мешавад.
Ғайр аз он, система ҷорӣ намудани газҳои тоза{0} баланд (99,999% тоза) ба монанди Аргонро дастгирӣ мекунад. Ин газҳо ҳамчун воситаи интиқоли гармӣ барои оптимизатсияи майдони гармӣ ё ҳамчун агенти хунуккунӣ дар системаҳои фишори баланд (аз 2 то 15 бар кор мекунанд) барои танзими дақиқи микросохтор ва хосиятҳои механикии пайванд хизмат мекунанд.
Хулоса
Таҳлили ҳамаҷонибаи сохтори мошини кафшери диффузионӣ ва системаҳои асосии амалиётии он қадами аввал дар роҳи интихоби огоҳонаи таҷҳизот ва рушди бомуваффақияти раванд мебошад. Ҳангоми арзёбии таҷҳизот, муҳандисон бояд ба якрангии гармидиҳӣ, дақиқии фишори ҳалқа-баста ва тамомияти вакуумӣ дар асоси хосиятҳои мушаххаси моддӣ ва мураккабии сохтории лоиҳаҳои худ афзалият диҳанд. Азхуд кардани ин параметрҳо калиди ноил шудан ба пайвандҳои баландсифат ва боэътимоди диффузи- дар истеҳсолоти пешрафта мебошад.
