អាថ៌កំបាំងនៃភាពជាក់លាក់ក្រោមដង់ស៊ីតេ ភាពខុសគ្នារវាងមូលដ្ឋានថ្មក្រានីត និងមូលដ្ឋានដែកវណ្ណះ៖ តក្កវិជ្ជាបញ្ច្រាសនៃវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ។

នៅក្នុងវិស័យផលិតកម្មដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ការយល់ច្រឡំជាទូទៅគឺថា "ដង់ស៊ីតេខ្ពស់ = ភាពរឹងខ្លាំងជាង = ភាពជាក់លាក់ខ្ពស់"។ មូលដ្ឋានថ្មក្រានីត ដែលមានដង់ស៊ីតេ 2.6-2.8 ក្រាម/សង់ទីម៉ែត្រគូប (7.86 ក្រាម/សង់ទីម៉ែត្រគូប សម្រាប់ដែកវណ្ណះ) សម្រេចបានភាពជាក់លាក់លើសពីមីក្រូម៉ែត្រ ឬសូម្បីតែណាណូម៉ែត្រ។ នៅពីក្រោយបាតុភូត "ប្រឆាំងវិចារណញាណ" នេះ គឺជាការរួមបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងស៊ីជម្រៅនៃរ៉ែវិទ្យា មេកានិច និងបច្ចេកទេសកែច្នៃ។ ខាងក្រោមនេះ វិភាគគោលការណ៍វិទ្យាសាស្ត្ររបស់វាពីវិមាត្រសំខាន់ៗចំនួនបួន។
១. ដង់ស៊ីតេ ≠ ភាពរឹង៖ តួនាទីសម្រេចចិត្តនៃរចនាសម្ព័ន្ធសម្ភារៈ
រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ "សំបុកឃ្មុំធម្មជាតិ" នៃថ្មក្រានីត
ថ្មក្រានីតត្រូវបានផ្សំឡើងពីគ្រីស្តាល់រ៉ែដូចជា ថ្មក្វាត (SiO₂) និងថ្មហ្វែលស្ប៉ា (KAlSi₃O₈) ដែលត្រូវបានភ្ជាប់យ៉ាងជិតស្និទ្ធដោយចំណងអ៊ីយ៉ុង/កូវ៉ាឡង់ បង្កើតបានជារចនាសម្ព័ន្ធដូចសំបុកឃ្មុំដែលភ្ជាប់គ្នា។ រចនាសម្ព័ន្ធនេះផ្តល់ឱ្យវានូវគុណលក្ខណៈពិសេសៗ៖

កម្លាំងបង្ហាប់អាចប្រៀបធៀបទៅនឹងដែកវណ្ណះ៖ ឈានដល់ 100-200 mpa (100-250 mpa សម្រាប់ដែកវណ្ណះប្រផេះ) ប៉ុន្តែម៉ូឌុលអេឡាស្ទិកគឺទាបជាង (70-100 gpa ធៀបនឹង 160-200 gpa សម្រាប់ដែកវណ្ណះ) ដែលមានន័យថាវាមិនសូវមានការខូចទ្រង់ទ្រាយប្លាស្ទិកក្រោមកម្លាំងនោះទេ។
ការបញ្ចេញភាពតានតឹងខាងក្នុងដោយធម្មជាតិ៖ ថ្មក្រានីតបានឆ្លងកាត់ភាពចាស់ជរាក្នុងរយៈពេលរាប់រយលានឆ្នាំនៃដំណើរការភូគព្ភសាស្ត្រ ហើយភាពតានតឹងដែលនៅសេសសល់ខាងក្នុងខិតជិតសូន្យ។ នៅពេលដែលដែកវណ្ណះត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ (ជាមួយនឹងអត្រាត្រជាក់ > 50℃/s) ភាពតានតឹងខាងក្នុងខ្ពស់ដល់ 50-100 mpa ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលត្រូវការលុបបំបាត់ដោយការដុតសិប្បនិម្មិត។ ប្រសិនបើការព្យាបាលមិនហ្មត់ចត់ទេ វាងាយនឹងខូចទ្រង់ទ្រាយក្នុងអំឡុងពេលប្រើប្រាស់រយៈពេលវែង។
2. រចនាសម្ព័ន្ធដែក "ច្រើនពិការភាព" នៃដែកវណ្ណះ
ដែកវណ្ណះគឺជាយ៉ាន់ស្ព័រដែក-កាបូន ហើយវាមានពិការភាពដូចជា ក្រាហ្វីតបន្ទះ រន្ធញើស និងរន្ធរួញតូចនៅខាងក្នុង។

ម៉ាទ្រីស​បំបែក​ក្រាហ្វីត៖ ក្រាហ្វីត​ដែល​ជា​បំណែក​គឺ​ស្មើនឹង "មីក្រូប្រេះ" ខាងក្នុង ដែល​បណ្តាល​ឱ្យ​មាន​ការ​ថយ​ចុះ 30%-50% នៅ​ក្នុង​ផ្ទៃ​ទ្រ​ទម្ងន់​ជាក់ស្តែង​នៃ​ដែក​វណ្ណះ។ ទោះបីជា​កម្លាំង​បង្ហាប់​ខ្ពស់​ក៏ដោយ ក៏​កម្លាំង​ពត់​កោង​ទាប (មាន​តែ 1/5-1/10 នៃ​កម្លាំង​បង្ហាប់) ហើយ​វា​ងាយ​នឹង​ប្រេះ​ដោយសារ​តែ​កំហាប់​ភាព​តានតឹង​ក្នុង​តំបន់។
ដង់ស៊ីតេខ្ពស់ ប៉ុន្តែការចែកចាយម៉ាស់មិនស្មើគ្នា៖ ដែកវណ្ណះមានផ្ទុកកាបូនពី 2% ទៅ 4%។ ក្នុងអំឡុងពេលចាក់ ការបំបែកធាតុកាបូនអាចបណ្តាលឱ្យមានការប្រែប្រួលដង់ស៊ីតេ ±3% ខណៈពេលដែលថ្មក្រានីតមានឯកសណ្ឋានចែកចាយរ៉ែជាង 95% ដែលធានាបាននូវស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធ។
ទីពីរ គុណសម្បត្តិនៃភាពជាក់លាក់នៃដង់ស៊ីតេទាប៖ ការបង្ក្រាបទ្វេដងនៃកំដៅ និងរំញ័រ
«គុណសម្បត្តិដើម» នៃការគ្រប់គ្រងការខូចទ្រង់ទ្រាយកម្ដៅ
មេគុណនៃការពង្រីកកម្ដៅមានភាពខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំង៖ ថ្មក្រានីតគឺ 0.6-5×10⁻⁶/℃ ខណៈពេលដែលដែកវណ្ណះគឺ 10-12×10⁻⁶/℃។ យកមូលដ្ឋាន 10 ម៉ែត្រជាឧទាហរណ៍។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរ 10℃៖
ការពង្រីក និងការរួមតូចនៃថ្មក្រានីត៖ ០,០៦-០,៥ ម.ម
ការពង្រីក និងការរួមតូចនៃដែកវណ្ណះ៖ ១-១.២ ម.ម
ភាពខុសគ្នានេះធ្វើឱ្យថ្មក្រានីតស្ទើរតែ "ខូចទ្រង់ទ្រាយសូន្យ" នៅក្នុងបរិយាកាសដែលគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពយ៉ាងជាក់លាក់ (ដូចជា ±0.5℃ នៅក្នុងសិក្ខាសាលាអេឡិចត្រូនិច) ខណៈពេលដែលដែកវណ្ណះតម្រូវឱ្យមានប្រព័ន្ធផ្តល់សំណងកម្ដៅបន្ថែម។
ភាពខុសគ្នានៃចរន្តកំដៅ៖ ចរន្តកំដៅរបស់ថ្មក្រានីតគឺ 2-3W/(m · K) ដែលមានត្រឹមតែ 1/20-1/30 នៃដែកវណ្ណះ (50-80W/(m · K))។ នៅក្នុងសេណារីយ៉ូកំដៅឧបករណ៍ (ដូចជានៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពម៉ូទ័រឡើងដល់ 60℃) ជម្រាលសីតុណ្ហភាពផ្ទៃរបស់ថ្មក្រានីតគឺតិចជាង 0.5℃/m ខណៈពេលដែលដែកវណ្ណះអាចឡើងដល់ 5-8℃/m ដែលបណ្តាលឱ្យមានការពង្រីកមិនស្មើគ្នាក្នុងតំបន់ និងប៉ះពាល់ដល់ភាពត្រង់នៃផ្លូវរថភ្លើងណែនាំ។
2. ឥទ្ធិពល "សំណើមធម្មជាតិ" នៃការបង្ក្រាបរំញ័រ
យន្តការរលាយថាមពលព្រំដែនគ្រាប់ខាងក្នុង៖ ការបាក់ឆ្អឹងតូចៗ និងការរអិលព្រំដែនគ្រាប់រវាងគ្រីស្តាល់ថ្មក្រានីតអាចរលាយថាមពលរំញ័របានយ៉ាងឆាប់រហ័ស ជាមួយនឹងសមាមាត្រសំណើម 0.3-0.5 (ខណៈពេលដែលសម្រាប់ដែកវណ្ណះវាមានត្រឹមតែ 0.05-0.1 ប៉ុណ្ណោះ)។ ការពិសោធន៍បង្ហាញថា នៅរំញ័រ 100Hz៖
វាត្រូវចំណាយពេល 0.1 វិនាទីសម្រាប់ទំហំនៃថ្មក្រានីតដើម្បីរលួយដល់ 10%
ដែកវណ្ណះចំណាយពេល ០,៨ វិនាទី
ភាពខុសគ្នានេះអាចឱ្យថ្មក្រានីតមានស្ថេរភាពភ្លាមៗនៅក្នុងឧបករណ៍ដែលមានល្បឿនលឿន (ដូចជាការស្កេន 2 ម៉ែត្រ/វិនាទីនៃក្បាលថ្នាំកូត) ដោយជៀសវាងពិការភាពនៃ "ស្នាមរំញ័រ"។
ផលប៉ះពាល់បញ្ច្រាសនៃម៉ាស់និចលភាព៖ ដង់ស៊ីតេទាបមានន័យថាម៉ាស់មានទំហំតូចជាងនៅក្នុងបរិមាណដូចគ្នា ហើយកម្លាំងនិចលភាព (F=ma) និងសន្ទុះ (p=mv) នៃផ្នែកដែលកំពុងធ្វើចលនាគឺទាបជាង។ ឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលស៊ុមធ្នឹមថ្មក្រានីតប្រវែង 10 ម៉ែត្រ (មានទម្ងន់ 12 តោន) ត្រូវបានបង្កើនល្បឿនដល់ 1.5G បើប្រៀបធៀបទៅនឹងស៊ុមដែកវណ្ណះ (20 តោន) តម្រូវការកម្លាំងជំរុញត្រូវបានកាត់បន្ថយ 40% ផលប៉ះពាល់ចាប់ផ្តើម-ឈប់ត្រូវបានថយចុះ ហើយភាពត្រឹមត្រូវនៃការកំណត់ទីតាំងត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងបន្ថែមទៀត។

III. របកគំហើញ​ថ្មី​ក្នុង​ភាពជាក់លាក់ "មិន​ពឹង​ផ្អែក​លើ​ដង់ស៊ីតេ" នៃ​បច្ចេកវិទ្យា​ដំណើរការ
១. សមត្ថភាពក្នុងការសម្របខ្លួនទៅនឹងដំណើរការដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់
ការគ្រប់គ្រង "កម្រិតគ្រីស្តាល់" នៃការកិន និងការប៉ូលា៖ ទោះបីជាភាពរឹងរបស់ថ្មក្រានីត (6-7 នៅលើមាត្រដ្ឋាន Mohs) ខ្ពស់ជាងដែកវណ្ណះ (4-5 នៅលើមាត្រដ្ឋាន Mohs) ក៏ដោយ រចនាសម្ព័ន្ធរ៉ែរបស់វាគឺឯកសណ្ឋាន ហើយអាចត្រូវបានយកចេញដោយអាតូមតាមរយៈការសំណឹកពេជ្រ + ការប៉ូលាម៉ាញ៉េតូឡូជី (កម្រាស់ប៉ូលាតែមួយ < 10nm) ហើយភាពរដុបនៃផ្ទៃ Ra អាចឡើងដល់ 0.02μm (កម្រិតកញ្ចក់)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែវត្តមាននៃភាគល្អិតទន់ក្រាហ្វីតនៅក្នុងដែកវណ្ណះ "ឥទ្ធិពល furplough" ងាយនឹងកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលកិន ហើយភាពរដុបនៃផ្ទៃពិបាកនឹងទាបជាង Ra 0.8μm។
គុណសម្បត្តិ "ភាពតានតឹងទាប" នៃម៉ាស៊ីន CNC៖ នៅពេលដំណើរការថ្មក្រានីត កម្លាំងកាត់មានត្រឹមតែ 1/3 នៃដែកវណ្ណះ (ដោយសារតែដង់ស៊ីតេទាប និងម៉ូឌុលយឺតតូចរបស់វា) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានល្បឿនបង្វិលខ្ពស់ជាង (100,000 បដិវត្តន៍ក្នុងមួយនាទី) និងអត្រាចំណី (5000mm/នាទី) ដែលកាត់បន្ថយការពាក់ឧបករណ៍ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដំណើរការ។ ករណីម៉ាស៊ីនប្រាំអ័ក្សជាក់លាក់មួយបង្ហាញថា ពេលវេលាដំណើរការនៃចង្អូរផ្លូវរថភ្លើងណែនាំថ្មក្រានីតគឺខ្លីជាងដែកវណ្ណះ 25% ខណៈពេលដែលភាពត្រឹមត្រូវត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងដល់ ±2μm។
2. ភាពខុសគ្នានៃ "ឥទ្ធិពលប្រមូលផ្តុំ" នៃកំហុសក្នុងការផ្គុំ
ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នៃទម្ងន់គ្រឿងបន្លាស់ដែលថយចុះ៖ គ្រឿងបន្លាស់ដូចជាម៉ូទ័រ និងផ្លូវរថភ្លើងណែនាំដែលផ្គូផ្គងជាមួយមូលដ្ឋានដង់ស៊ីតេទាបអាចត្រូវបានធ្វើឱ្យស្រាលក្នុងពេលដំណាលគ្នា។ ឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលថាមពលរបស់ម៉ូទ័រលីនេអ៊ែរត្រូវបានកាត់បន្ថយ 30% ការបង្កើតកំដៅ និងរំញ័ររបស់វាក៏ថយចុះទៅតាមនោះដែរ ដែលបង្កើតជាវដ្តវិជ្ជមាននៃ "ភាពជាក់លាក់ប្រសើរឡើង - ការប្រើប្រាស់ថាមពលថយចុះ"។
ការរក្សាភាពជាក់លាក់រយៈពេលវែង៖ ភាពធន់នឹងការច្រេះរបស់ថ្មក្រានីតគឺ 15 ដងនៃដែកវណ្ណះ (រ៉ែថ្មខៀវមានភាពធន់នឹងការច្រេះអាស៊ីត និងអាល់កាឡាំង)។ នៅក្នុងបរិយាកាសអ័ព្ទអាស៊ីតស៊ីមីកុងដុកទ័រ ការផ្លាស់ប្តូរភាពរដុបនៃផ្ទៃបន្ទាប់ពីប្រើប្រាស់ 10 ឆ្នាំគឺតិចជាង 0.02μm ខណៈពេលដែលដែកវណ្ណះត្រូវការកិន និងជួសជុលជារៀងរាល់ឆ្នាំ ជាមួយនឹងកំហុសបូកសរុប ±20μm។
IV. ភស្តុតាងឧស្សាហកម្ម៖ ឧទាហរណ៍ដ៏ល្អបំផុតនៃដង់ស៊ីតេទាប ≠ ដំណើរការទាប
ឧបករណ៍ធ្វើតេស្តស៊ីមីកុងដុកទ័រ
ទិន្នន័យប្រៀបធៀបនៃវេទិកាត្រួតពិនិត្យ wafer ជាក់លាក់មួយ៖

2. ឧបករណ៍អុបទិកដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់
តង្កៀបឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដនៃតេឡេស្កុប James Webb របស់ NASA ត្រូវបានផលិតពីថ្មក្រានីត។ វាគឺដោយសារតែការទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីដង់ស៊ីតេទាបរបស់វា (កាត់បន្ថយបន្ទុកផ្កាយរណប) និងការពង្រីកកម្ដៅទាប (មានស្ថេរភាពនៅសីតុណ្ហភាពទាបបំផុត -270℃) ដែលភាពត្រឹមត្រូវនៃការតម្រឹមអុបទិកកម្រិតណាណូត្រូវបានធានា ខណៈពេលដែលហានិភ័យនៃការផុយស្រួយនៃដែកវណ្ណះនៅសីតុណ្ហភាពទាបត្រូវបានលុបចោល។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ ការច្នៃប្រឌិត "ប្រឆាំងនឹងសុភវិនិច្ឆ័យ" នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ
គុណសម្បត្តិនៃភាពជាក់លាក់នៃមូលដ្ឋានថ្មក្រានីត ជាទូទៅស្ថិតនៅក្នុងជ័យជម្នះតក្កវិជ្ជាសម្ភារៈនៃ "ឯកសណ្ឋានរចនាសម្ព័ន្ធ > ដង់ស៊ីតេ ស្ថេរភាពឆក់កម្ដៅ > ភាពរឹងសាមញ្ញ"។ ដង់ស៊ីតេទាបរបស់វាមិនត្រឹមតែមិនក្លាយជាចំណុចខ្សោយនោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏សម្រេចបាននូវជំហានមួយក្នុងភាពជាក់លាក់តាមរយៈវិធានការដូចជាការកាត់បន្ថយនិចលភាព ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការគ្រប់គ្រងកម្ដៅ និងការសម្របខ្លួនទៅនឹងដំណើរការដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។ បាតុភូតនេះបង្ហាញពីច្បាប់ស្នូលនៃការផលិតភាពជាក់លាក់៖ លក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈគឺជាតុល្យភាពដ៏ទូលំទូលាយនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រពហុវិមាត្រ ជាជាងការប្រមូលផ្តុំសាមញ្ញនៃសូចនាករតែមួយ។ ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាណាណូ និងការផលិតបៃតង សម្ភារៈថ្មក្រានីតដែលមានដង់ស៊ីតេទាប និងដំណើរការខ្ពស់កំពុងកំណត់ឡើងវិញនូវការយល់ឃើញឧស្សាហកម្មនៃ "ធ្ងន់" និង "ស្រាល" "រឹង" និង "អាចបត់បែនបាន" ដែលបើកផ្លូវថ្មីសម្រាប់ការផលិតកម្រិតខ្ពស់។