Хийсвэр
Очир алмазын нийлмэл гэж нэрлэгддэг поликристал алмазын компакт (PDC) нь онцгой хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, дулааны тогтвортой байдлын улмаас нарийн боловсруулалтын салбарт хувьсгал хийсэн. Энэхүү баримт бичигт PDC-ийн материалын шинж чанар, үйлдвэрлэлийн үйл явц, нарийн боловсруулалтын дэвшилтэт хэрэглээнд гүнзгий дүн шинжилгээ хийсэн болно. Хэлэлцүүлэг нь өндөр хурдтай зүсэх, хэт нарийвчлалтай нунтаглах, бичил боловсруулалт, сансрын эд анги үйлдвэрлэхэд гүйцэтгэх үүргийг хамардаг. Нэмж дурдахад, PDC технологийн ирээдүйн чиг хандлагын хамт үйлдвэрлэлийн өндөр өртөг, хэврэгшил зэрэг сорилтуудыг авч үздэг.
1. Танилцуулга
Нарийвчилсан боловсруулалт нь микроны түвшний нарийвчлалд хүрэхийн тулд дээд зэргийн хатуулаг, бат бөх, дулааны тогтвортой байдал бүхий материалыг шаарддаг. Гянт болд карбид, өндөр хурдны ган зэрэг уламжлалт багажны материалууд нь ихэвчлэн эрс тэс нөхцөлд дутдаг бөгөөд энэ нь Polycrystalline Diamond Compact (PDC) зэрэг дэвшилтэт материалыг нэвтрүүлэхэд хүргэдэг. PDC, синтетик алмааз дээр суурилсан материал нь керамик, нийлмэл материал, хатуурсан ган зэрэг хатуу, хэврэг материалыг боловсруулахад хосгүй гүйцэтгэлийг харуулдаг.
Энэхүү нийтлэлд PDC-ийн үндсэн шинж чанарууд, түүний үйлдвэрлэлийн техник, нарийн боловсруулалтад үзүүлэх нөлөөллийг судлах болно. Цаашилбал, энэ нь PDC технологийн өнөөгийн сорилтууд болон ирээдүйн дэвшлийг судалдаг.
2. PDC-ийн материаллаг шинж чанарууд
PDC нь өндөр даралт, өндөр температур (HPHT) нөхцөлд вольфрамын карбидын субстраттай холбогдсон поликристалл алмаз (PCD) давхаргаас бүрдэнэ. Гол шинж чанарууд нь:
2.1 Хэт хатуулаг ба элэгдэлд тэсвэртэй
Алмаз бол хамгийн хатуу материал (Mohs хатуулаг нь 10) бөгөөд PDC нь зүлгүүрийн материалыг боловсруулахад тохиромжтой.
Элэгдлийн дээд зэргийн эсэргүүцэл нь багажийн ашиглалтын хугацааг уртасгаж, нарийн боловсруулалт хийх үед зогсолтыг багасгадаг.
2.2 Дулаан дамжуулалт өндөр
Үр ашигтай дулаан ялгаруулалт нь өндөр хурдтай боловсруулах явцад дулааны хэв гажилтаас сэргийлдэг.
Багажны элэгдлийг багасгаж, гадаргуугийн өнгөлгөөг сайжруулна.
2.3 Химийн тогтвортой байдал
Төмөр ба өнгөт материалтай химийн урвалд тэсвэртэй.
Идэмхий орчинд багажийн эвдрэлийг багасгана.
2.4 Хагарлын бат бөх чанар
Вольфрамын карбидын субстрат нь цохилтын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, хагарлыг багасгаж, эвдрэлийг бууруулдаг.
3. PDC-ийн үйлдвэрлэлийн үйл явц
PDC үйлдвэрлэх нь хэд хэдэн чухал алхмуудыг агуулдаг:
3.1 Алмазан нунтаг нийлэгжилт
Синтетик алмазын тоосонцорыг HPHT буюу химийн уурын хуримтлал (CVD) аргаар үйлдвэрлэдэг.
3.2 Цутгах процесс
Алмазан нунтагыг вольфрамын карбидын субстрат дээр хэт даралт (5-7 ГПа), температур (1,400-1,600 ° C) дор шингэлнэ.
Металл катализатор (жишээлбэл, кобальт) нь алмазыг алмазтай холбоход тусалдаг.
3.3 Дараах боловсруулалт
Лазер эсвэл цахилгаан цэнэгийн боловсруулалт (EDM) нь PDC-ийг зүсэх хэрэгсэл болгон хэлбэржүүлэхэд ашигладаг.
Гадаргуугийн боловсруулалт нь наалдацыг сайжруулж, үлдэгдэл стрессийг бууруулдаг.
4. Нарийвчлалтай боловсруулалтын хэрэглээ
4.1 Төмөр бус материалыг өндөр хурдтай зүсэх
PDC хэрэгслүүд нь хөнгөн цагаан, зэс, нүүрстөрөгчийн файбер нийлмэл боловсруулалтад гарамгай байдаг.
Автомашины (поршений боловсруулалт) болон электроникийн (ПХБ тээрэмдэх) хэрэглээ.
4.2 Оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэт нарийвчлалтай нунтаглах
Лазер болон телескопын линз, толин тусгал үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Дэд микроны гадаргуугийн барзгаржилт (Ra < 0.01 μm) хүрдэг.
4.3 Эмнэлгийн хэрэгслийн бичил боловсруулалт
PDC бичил өрөм болон төгсгөлийн тээрэм нь мэс заслын багаж хэрэгсэл, суулгацын нарийн төвөгтэй шинж чанарыг бий болгодог.
4.4 Сансар огторгуйн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн боловсруулалт
Титан хайлш болон CFRP (нүүрстөрөгчийн шилэн бэхжүүлсэн полимер) -ийг хамгийн бага багажийн элэгдэлтэйгээр боловсруулах.
4.5 Нарийвчилсан керамик ба хатууруулсан гангийн боловсруулалт
PDC нь цахиурын карбид болон вольфрамын карбидыг боловсруулахдаа куб борын нитрид (CBN) -ийг давж гарна.
5. Бэрхшээл ба хязгаарлалт
5.1 Үйлдвэрлэлийн өндөр зардал
HPHT-ийн синтез ба алмааз материалын зардал нь өргөн тархалтыг хязгаарладаг.
5.2 Тасалдсан зүсэлтийн хэврэг байдал
PDC хэрэгслүүд нь тасалдалтай гадаргууг боловсруулах үед хагарах хандлагатай байдаг.
5.3 Өндөр температурт дулааны доройтол
Графитжилт нь 700 ° C-аас дээш температурт явагддаг бөгөөд энэ нь төмрийн материалыг хуурай аргаар боловсруулахад ашиглахыг хязгаарладаг.
5.4 Хар металлтай зохицох чадвар хязгаарлагдмал
Төмөртэй химийн урвал явагдах нь элэгдэлд хүргэдэг.
6. Ирээдүйн чиг хандлага ба инноваци
6.1 Нано бүтэцтэй PDC
Нано алмазны ширхэгийг оруулснаар бат бөх чанар, элэгдэлд тэсвэртэй байдал нэмэгддэг.
6.2 Hybrid PDC-CBN хэрэгслүүд
Хар металл боловсруулахад PDC-ийг куб бор нитрид (CBN)-тай хослуулах.
6.3 PDC хэрэгслийн нэмэлт үйлдвэрлэл
3D хэвлэх нь нарийн төвөгтэй геометрийг өөрчилсөн боловсруулалтын шийдлүүдийг гаргах боломжийг олгодог.
6.4 Нарийвчилсан өнгөлгөө
Алмаз шиг нүүрстөрөгч (DLC) бүрээс нь багажны ашиглалтын хугацааг улам сайжруулдаг.
7. Дүгнэлт
PDC нь өндөр хурдны зүсэлт, хэт нарийвчлалтай нунтаглах, бичил боловсруулалт зэрэгт хосгүй гүйцэтгэлийг санал болгож, нарийн боловсруулалтад зайлшгүй шаардлагатай болсон. Өндөр өртөг, хэврэг байдал зэрэг сорилтуудыг үл харгалзан материаллаг шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэлийн техникийн дэвшил нь түүний хэрэглээг улам өргөжүүлэхийг амлаж байна. Ирээдүйн инноваци, түүний дотор нано бүтэцтэй PDC болон эрлийз багажийн загварууд нь түүний дараагийн үеийн боловсруулах технологид гүйцэтгэх үүргийг бэхжүүлэх болно.
Шуудангийн цаг: 2025-07-07
