អាថ៌កំបាំងនៃភាពជាក់លាក់ក្រោមដង់ស៊ីតេ ភាពខុសគ្នារវាងមូលដ្ឋានថ្មក្រានីត និងមូលដ្ឋានដែកវណ្ណះ៖ តក្កវិជ្ជាបញ្ច្រាសនៃវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ។

នៅក្នុងវិស័យផលិតកម្មភាពជាក់លាក់ ការយល់ខុសជាទូទៅគឺថា "ដង់ស៊ីតេខ្ពស់ = ភាពរឹងកាន់តែរឹងមាំ = ភាពជាក់លាក់ខ្ពស់" ។ មូលដ្ឋានថ្មក្រានីតដែលមានដង់ស៊ីតេ 2.6-2.8g/cm³ (7.86g/cm³ សម្រាប់ដែកវណ្ណះ) ទទួលបានភាពជាក់លាក់លើសពីមីក្រូម៉ែត្រ ឬសូម្បីតែណាណូម៉ែត្រ។ នៅពីក្រោយបាតុភូត "ប្រឆាំងវិចារណញាណ" នេះគឺការរួមផ្សំយ៉ាងស៊ីជម្រៅនៃ រ៉ែ មេកានិច និងបច្ចេកទេសកែច្នៃ។ ខាងក្រោមនេះវិភាគគោលការណ៍វិទ្យាសាស្ត្ររបស់វាពីវិមាត្រសំខាន់ៗចំនួនបួន។
1. ដង់ស៊ីតេ ≠ ភាពរឹង៖ តួនាទីសម្រេចចិត្តនៃរចនាសម្ព័ន្ធសម្ភារៈ
រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ "សំបុកឃ្មុំធម្មជាតិ" នៃថ្មក្រានីត
ថ្មក្រានីតត្រូវបានផ្សំឡើងពីគ្រីស្តាល់រ៉ែដូចជា រ៉ែថ្មខៀវ (SiO₂) និង feldspar (KAlSi₃O₈) ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់យ៉ាងជិតស្និទ្ធដោយចំណងអ៊ីយ៉ុង/កូវ៉ាលេន បង្កើតបានជារចនាសម្ព័ន្ធដូចសំបុកឃ្មុំ។ រចនាសម្ព័ន្ធនេះផ្តល់ឱ្យវានូវគុណលក្ខណៈតែមួយគត់:

កម្លាំងបង្ហាប់គឺអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងដែកវណ្ណះ៖ ឈានដល់ 100-200 mpa (100-250 mpa សម្រាប់ដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះ) ប៉ុន្តែម៉ូឌុលយឺតគឺទាបជាង (70-100 gpa ទល់នឹង 160-200 gpa សម្រាប់ដែកវណ្ណះ) ដែលមានន័យថាវាទំនងជាមិនសូវទទួលរងការខូចទ្រង់ទ្រាយប្លាស្ទិកក្រោមកម្លាំងទេ។
ការបញ្ចេញភាពតានតឹងខាងក្នុងដោយធម្មជាតិ៖ ថ្មក្រានីតបានឆ្លងកាត់ភាពចាស់ជាងរាប់រយលានឆ្នាំនៃដំណើរការភូមិសាស្ត្រ ហើយភាពតានតឹងផ្នែកខាងក្នុងជិតដល់សូន្យ។ នៅពេលដែលដែកវណ្ណះត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ (ជាមួយនឹងអត្រាត្រជាក់ > 50 ℃/s) ភាពតានតឹងខាងក្នុងខ្ពស់រហូតដល់ 50-100 mpa ត្រូវបានបង្កើត ដែលចាំបាច់ត្រូវលុបបំបាត់ដោយការស្រោបសិប្បនិម្មិត។ ប្រសិនបើការព្យាបាលមិនហ្មត់ចត់ វាងាយនឹងខូចទ្រង់ទ្រាយអំឡុងពេលប្រើប្រាស់រយៈពេលយូរ។
2. រចនាសម្ព័ន្ធដែក "ពហុពិការភាព" នៃដែកវណ្ណះ
ជាតិដែកខាសគឺជាលោហធាតុដែក-កាបូន ហើយវាមានពិការភាពដូចជា ក្រាហ្វិច រន្ធញើស និងបង្រួមរន្ធញើសនៅខាងក្នុង។

ម៉ាទ្រីសបំបែកក្រាហ្វិច៖ ក្រាហ្វិចហ្វ្លកគឺស្មើនឹង "មីក្រូក្រាក" ខាងក្នុងដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះពី 30% ទៅ 50% នៃផ្ទៃផ្ទុកជាក់ស្តែងនៃដែកវណ្ណះ។ ទោះបីជាកម្លាំងបង្ហាប់ខ្ពស់ក៏ដោយ កម្លាំងបត់បែនមានកម្រិតទាប (ត្រឹមតែ 1/5-1/10 នៃកម្លាំងបង្ហាប់) ហើយវាងាយនឹងប្រេះដោយសារតែការប្រមូលផ្តុំភាពតានតឹងក្នុងតំបន់។
ដង់ស៊ីតេខ្ពស់ ប៉ុន្តែការបែងចែកម៉ាស់មិនស្មើគ្នា៖ ដែកវណ្ណះមានកាបូនពី 2% ទៅ 4%។ កំឡុងពេលបោះចោល ការបំបែកធាតុកាបូនអាចបណ្តាលឱ្យមានការប្រែប្រួលដង់ស៊ីតេ ± 3% ខណៈពេលដែលថ្មក្រានីតមានឯកសណ្ឋាននៃការចែកចាយសារធាតុរ៉ែលើសពី 95% ដែលធានាបាននូវស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធ។
ទីពីរអត្ថប្រយោជន៍ភាពជាក់លាក់នៃដង់ស៊ីតេទាប: ការបង្ក្រាបពីរនៃកំដៅនិងរំញ័រ
"អត្ថប្រយោជន៍ពីកំណើត" នៃការគ្រប់គ្រងការខូចទ្រង់ទ្រាយកម្ដៅ
មេគុណនៃការពង្រីកកម្ដៅប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំង៖ ថ្មក្រានីតគឺ 0.6-5×10⁻⁶/℃ ខណៈពេលដែលដែកវណ្ណះគឺ 10-12×10⁻⁶/℃។ យកមូលដ្ឋាន 10 ម៉ែត្រជាឧទាហរណ៍។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរ 10 ℃:
ការពង្រីកនិងបង្រួមថ្មក្រានីត: 0.06-0.5mm
ការពង្រីកនិងកន្ត្រាក់នៃជាតិដែក: 1-1.2mm
ភាពខុសគ្នានេះធ្វើឱ្យថ្មក្រានីតស្ទើរតែ "ខូចទ្រង់ទ្រាយសូន្យ" នៅក្នុងបរិយាកាសដែលគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពយ៉ាងជាក់លាក់ (ដូចជា ± 0.5 ℃ នៅក្នុងសិក្ខាសាលា semiconductor) ខណៈពេលដែលដែកវណ្ណះត្រូវការប្រព័ន្ធសំណងកម្ដៅបន្ថែម។
ភាពខុសគ្នានៃចរន្តកំដៅ៖ ចរន្តកំដៅនៃថ្មក្រានីតគឺ 2-3W/(m · K) ដែលមានត្រឹមតែ 1/20-1/30 នៃដែកវណ្ណះ (50-80W/(m · K))។ នៅក្នុងសេណារីយ៉ូកំដៅឧបករណ៍ (ដូចជានៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពម៉ូទ័រឡើងដល់ 60 ℃) ជម្រាលសីតុណ្ហភាពផ្ទៃនៃថ្មក្រានីតគឺតិចជាង 0.5 ℃ / m ខណៈពេលដែលដែកវណ្ណះអាចឡើងដល់ 5-8 ℃ / m ដែលបណ្តាលឱ្យមានការពង្រីកក្នុងតំបន់មិនស្មើគ្នានិងប៉ះពាល់ដល់ភាពត្រង់នៃផ្លូវដែក។
2. ឥទ្ធិពល "សម្ងួតធម្មជាតិ" នៃការទប់ស្កាត់រំញ័រ
យន្តការរំសាយថាមពលព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិខាងក្នុង៖ ការបាក់ឆ្អឹងខ្នាតតូច និងការរអិលព្រំដែនរវាងគ្រីស្តាល់ថ្មក្រានីតអាចរំសាយថាមពលរំញ័របានយ៉ាងឆាប់រហ័ស ជាមួយនឹងសមាមាត្រសំណើមនៃ 0.3-0.5 (ខណៈពេលដែលដែកវណ្ណះវាមានត្រឹមតែ 0.05-0.1 ប៉ុណ្ណោះ)។ ការពិសោធន៍បង្ហាញថានៅរំញ័រ 100Hz:
វាត្រូវការពេល 0.1 វិនាទីដើម្បីឱ្យទំហំថ្មក្រានីតរលួយដល់ 10%
ជាតិដែក ចំណាយពេល 0.8 វិនាទី
ភាពខុសគ្នានេះអនុញ្ញាតឱ្យថ្មក្រានីតមានស្ថេរភាពភ្លាមៗនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្លាស់ទីដែលមានល្បឿនលឿន (ដូចជាការស្កេន 2m/s នៃក្បាលថ្នាំកូត) ជៀសវាងពិការភាពនៃ "សញ្ញារំញ័រ" ។
ឥទ្ធិពលបញ្ច្រាសនៃម៉ាស់និចលភាព៖ ដង់ស៊ីតេទាបមានន័យថាម៉ាស់គឺតូចជាងក្នុងបរិមាណដូចគ្នា ហើយកម្លាំងនិចលភាព (F=ma) និងសន្ទុះ (p=mv) នៃផ្នែកផ្លាស់ទីគឺទាបជាង។ ជាឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលស៊ុមដែកក្រានីត 10 ម៉ែត្រ (មានទម្ងន់ 12 តោន) ត្រូវបានបង្កើនល្បឿនដល់ 1.5G បើប្រៀបធៀបទៅនឹងស៊ុមដែក (20 តោន) តម្រូវការកម្លាំងជំរុញត្រូវបានកាត់បន្ថយ 40% ផលប៉ះពាល់នៃការចាប់ផ្តើមឈប់ត្រូវបានថយចុះ ហើយភាពត្រឹមត្រូវនៃទីតាំងត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងបន្ថែមទៀត។

iii. ការទម្លាយនៅក្នុងភាពជាក់លាក់ "ឯករាជ្យនៃដង់ស៊ីតេ" នៃបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការ
1. ការសម្របខ្លួនទៅនឹងដំណើរការដែលមានភាពជាក់លាក់ជ្រុល
ការគ្រប់គ្រង "កម្រិតគ្រីស្តាល់" នៃការកិន និងប៉ូលា៖ ទោះបីជាភាពរឹងរបស់ថ្មក្រានីត (6-7 នៅលើមាត្រដ្ឋាន Mohs) ខ្ពស់ជាងដែកវណ្ណះ (4-5 នៅលើមាត្រដ្ឋាន Mohs) ក៏ដោយ រចនាសម្ព័ន្ធរ៉ែរបស់វាមានលក្ខណៈដូចគ្នា និងអាចត្រូវបានយកចេញដោយអាតូមតាមរយៈកម្ទេចថ្មពេជ្រ + ការប៉ូលាម៉ាញេទិក (កម្រាស់ប៉ូលាតែមួយ < 10nm) និងអាចឈានដល់កម្រិត 0 μm roughness។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែមានភាគល្អិតទន់ក្រាហ្វិតនៅក្នុងដែកវណ្ណះ "ឥទ្ធិពល furplough" ងាយនឹងកើតមានកំឡុងពេលកិន ហើយភាពរដុបលើផ្ទៃគឺពិបាកនឹងទាបជាង Ra 0.8μm។
អត្ថប្រយោជន៍ "ភាពតានតឹងទាប" នៃម៉ាស៊ីន CNC: នៅពេលដំណើរការថ្មក្រានីត កម្លាំងកាត់គឺត្រឹមតែ 1/3 នៃដែកវណ្ណះ (ដោយសារតែដង់ស៊ីតេទាប និងម៉ូឌុលយឺតរបស់វា) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានល្បឿនបង្វិលខ្ពស់ (100,000 បដិវត្តន៍ក្នុងមួយនាទី) និងអត្រាចំណី (5000mm/min) កាត់បន្ថយការពាក់ឧបករណ៍ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដំណើរការ។ ករណីម៉ាស៊ីនប្រាំអ័ក្សជាក់លាក់បង្ហាញថាពេលវេលាដំណើរការនៃចង្អូរផ្លូវដែកក្រានីតគឺខ្លីជាង 25% នៃដែកវណ្ណះ ខណៈពេលដែលភាពត្រឹមត្រូវត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងដល់±2μm។
2. ភាពខុសគ្នានៅក្នុង "ឥទ្ធិពលប្រមូលផ្តុំ" នៃកំហុសការជួបប្រជុំគ្នា។
ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នៃទម្ងន់សមាសធាតុដែលបានកាត់បន្ថយ៖ សមាសធាតុដូចជាម៉ូទ័រ និងផ្លូវដែកណែនាំដែលផ្គូផ្គងជាមួយនឹងមូលដ្ឋានដង់ស៊ីតេទាបអាចត្រូវបានធ្វើឱ្យស្រាលក្នុងពេលដំណាលគ្នា។ ជាឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលថាមពលនៃម៉ូទ័រលីនេអ៊ែរត្រូវបានកាត់បន្ថយ 30% ការបង្កើតកំដៅ និងការរំញ័ររបស់វាក៏ថយចុះទៅតាមនោះដែរ ដែលបង្កើតបានជាវដ្តវិជ្ជមាននៃ "ភាពជាក់លាក់ប្រសើរឡើង - កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពល" ។
ការរក្សាភាពជាក់លាក់រយៈពេលវែង៖ ភាពធន់នឹងការ corrosion នៃថ្មក្រានីតគឺ 15 ដងនៃដែកវណ្ណះ (រ៉ែថ្មខៀវមានភាពធន់នឹងសំណឹកអាស៊ីតនិងអាល់កាឡាំង) ។ នៅក្នុងបរិយាកាសអ័ព្ទអាស៊ីត semiconductor ភាពរដុបនៃផ្ទៃផ្លាស់ប្តូរបន្ទាប់ពីការប្រើប្រាស់រយៈពេល 10 ឆ្នាំគឺតិចជាង 0.02μm ខណៈពេលដែលដែកវណ្ណះត្រូវការដី និងជួសជុលជារៀងរាល់ឆ្នាំដោយមានកំហុសឆ្គង ±20μm។
អ៊ីវ ភស្តុតាងឧស្សាហកម្ម៖ ឧទាហរណ៍ល្អបំផុតនៃដង់ស៊ីតេទាប ≠ ការអនុវត្តទាប
ឧបករណ៍ធ្វើតេស្ត semiconductor
ទិន្នន័យប្រៀបធៀបនៃវេទិកាត្រួតពិនិត្យ wafer ជាក់លាក់មួយ៖

2. ឧបករណ៍អុបទិកភាពជាក់លាក់
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដនៃកែវយឺត James Webb របស់ NASA ធ្វើពីថ្មក្រានីត។ វាច្បាស់ណាស់ដោយការទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីដង់ស៊ីតេទាបរបស់វា (កាត់បន្ថយបន្ទុកផ្កាយរណប) និងការពង្រីកកម្ដៅទាប (មានស្ថេរភាពនៅសីតុណ្ហភាពទាបបំផុតនៃ -270 ℃) ដែលភាពត្រឹមត្រូវនៃការតម្រឹមអុបទិកកម្រិតណាណូត្រូវបានធានា ខណៈពេលដែលហានិភ័យនៃជាតិដែកដែលក្លាយទៅជាផុយនៅសីតុណ្ហភាពទាបត្រូវបានលុបចោល។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ ការបង្កើតថ្មី "ប្រឆាំងសតិអារម្មណ៍" នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ
អត្ថប្រយោជន៍ដ៏ជាក់លាក់នៃមូលដ្ឋានថ្មក្រានីតគឺស្ថិតនៅលើការទទួលជ័យជម្នះនៃតក្កវិជ្ជានៃ "ភាពស្មើគ្នានៃរចនាសម្ព័ន្ធ > ដង់ស៊ីតេ ស្ថេរភាពកម្ដៅ > ភាពរឹងសាមញ្ញ"។ វាមិនត្រឹមតែមានដង់ស៊ីតេទាបរបស់វាមិនក្លាយជាចំណុចខ្សោយប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏សម្រេចបាននូវការលោតផ្លោះនៃភាពជាក់លាក់តាមរយៈវិធានការដូចជាកាត់បន្ថយនិចលភាព បង្កើនប្រសិទ្ធភាពការគ្រប់គ្រងកម្ដៅ និងការសម្របខ្លួនទៅនឹងដំណើរការដែលមានភាពជាក់លាក់ជ្រុល។ បាតុភូតនេះបង្ហាញពីច្បាប់ស្នូលនៃការផលិតភាពជាក់លាក់៖ លក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈគឺជាតុល្យភាពដ៏ទូលំទូលាយនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រពហុវិមាត្រ ជាជាងការប្រមូលផ្តុំសាមញ្ញនៃសូចនាករតែមួយ។ ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍនៃបច្ចេកវិទ្យាណាណូ និងការផលិតពណ៌បៃតង វត្ថុធាតុដើមថ្មក្រានីតដែលមានដង់ស៊ីតេទាប និងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ កំពុងកំណត់ឡើងវិញនូវការយល់ឃើញឧស្សាហកម្មនៃ "ធ្ងន់" និង "ពន្លឺ" "រឹង" និង "អាចបត់បែនបាន" ដោយបើកផ្លូវថ្មីសម្រាប់ការផលិតកម្រិតខ្ពស់។