Ann an raon meatrachd àrd-inbhe, is e cruinneas am prìomh shlat-tomhais airson luach uidheamachd a thomhas. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha 95% de uidheamachd tomhais àrd-inbhe air bunaitean iarainn-tilgte traidiseanta a thrèigsinn agus air bunaitean clach-ghràin a ghabhail na àite. Air cùl an atharrachaidh gnìomhachais seo tha an adhartas teicneòlach a thàinig bho fheartan maothachaidh nano-ìre bunaitean clach-ghràin. Nì an artaigil seo mion-sgrùdadh domhainn air na buannachdan sònraichte a tha aig bunaitean clach-ghràin agus nochdaidh e an dìomhaireachd air cùl an fhàs mar an “fear as fheàrr leotha” de uidheamachd tomhais àrd-inbhe.
Na crìochan a tha air bunaitean iarainn-tilgte: Tha e duilich coinneachadh ri riatanasan tomhais àrd-inbhe
B’ e iarann teilgte an stuth prìomh-shruthach airson bunait uidheamachd tomhais uaireigin agus chaidh a chleachdadh gu farsaing air sgàth a chosgais ìseal agus a ghiullachd furasta. Ach, ann an suidheachaidhean tomhais àrd-ìre, tha crìochan iarainn teilgte a’ sìor fhàs follaiseach. Air an aon làimh, tha seasmhachd teirmeach bochd aig iarann teilgte, le co-èifeachd leudachaidh teirmeach cho àrd ri 11-12 × 10⁻⁶/℃. Nuair a bhios an uidheamachd a’ gineadh teas rè obrachadh no nuair a dh’ atharraicheas teòthachd na h-àrainneachd, tha e buailteach do dhì-dhealbhadh teirmeach, agus mar thoradh air sin bidh claonadh anns an iomradh tomhais. Air an làimh eile, tha pores microscopach aig structar a-staigh iarainn teilgte, agus chan eil a choileanadh maothachaidh crith gu leòr, agus mar sin chan urrainn dha bacadh crith bhon taobh a-muigh a ghabhail a-steach gu h-èifeachdach. Nuair a bhios obrachadh innealan agus gluasad charbadan anns a’ bhùth-obrach a’ gineadh crith, cuiridh bunait an iarainn teilgte na crithidhean chun uidheamachd tomhais, ag adhbhrachadh atharrachaidhean anns an dàta tomhais agus ga dhèanamh duilich coinneachadh ri riatanasan tomhais àrd-chruinneas aig ìrean nanometer agus micrometer.
Feartan maothachaidh nanoscale de bhunaitean clach-ghràin: Am prìomh ghealladh airson tomhas mionaideach
'S e clach nàdarrach a th' ann an clach-ghràin a chaidh a chruthachadh tro phròiseasan geòlais thar ceudan de mhilleanan de bhliadhnaichean. Tha na criostalan mèinnearach a-staigh teann agus tha an structar dùmhail agus èideadh aige, a' toirt dha feartan maothachaidh nano-sgèile air leth. Nuair a thèid crithidhean bhon taobh a-muigh a thar-chur chun bhunait chlach-ghràin, faodaidh an structar beag a-staigh aige lùth a' chreathaidh a thionndadh gu lùth teirmeach gu luath, a' coileanadh lughdachadh èifeachdach. An coimeas ri iarann tilgte, tha ùine freagairt crith bunaitean clach-ghràin air a ghiorrachadh le còrr air 80%, agus faodaidh iad tilleadh gu staid sheasmhach ann an ùine gu math goirid, a' seachnadh buaidh crith air cruinneas tomhais uidheamachd tomhais gu h-èifeachdach.
Bho shealladh microscopach, tha structar criostail clach-ghràin a’ toirt a-steach àireamh mhòr de chrìochan gràin bheaga agus mìrean mèinnearach, agus tha na feartan structarail seo a’ cruthachadh “lìonra gabhail crith” nàdarrach. Nuair a bhios na tonnan crith a’ sgaoileadh taobh a-staigh a’ chlach-ghràin, bidh iad a’ bualadh, a’ nochdadh agus a’ sgapadh leis na crìochan gràin agus na mìrean sin grunn thursan. Tha lùth a’ chreathaidh air a chaitheamh gu cunbhalach sa phròiseas seo, agus mar sin a’ coileanadh buaidh maothachadh crith. Tha sgrùdaidhean a’ sealltainn gun urrainn don bhunait clach-ghràin meud a’ chreathaidh a lughdachadh gu nas lugha na aon deicheamh cuid den fhear thùsail, a’ toirt seachad àrainneachd tomhais seasmhach airson uidheamachd tomhais.
Buannachdan eile bho bhunaitean clach-ghràin: A’ coinneachadh gu h-iomlan ri iarrtasan àrd-ìre
A bharrachd air na feartan maothachaidh nanosgèile air leth a th’ aige, tha grunn bhuannachdan aig bunait clach-ghràin cuideachd, ga dhèanamh na roghainn air leth freagarrach airson uidheamachd tomhais àrd-ìre. Tha an co-èifeachd leudachaidh teirmeach aige gu math ìosal, dìreach 5-7 × 10⁻⁶/℃, agus chan eil atharrachaidhean teòthachd a’ toirt buaidh air cha mhòr. Faodaidh e meud agus cumadh seasmhach a chumail fo dhiofar shuidheachaidhean àrainneachdail, a’ dèanamh cinnteach à cruinneas an iomraidh tomhais. Aig an aon àm, tha cruas àrd aig clach-ghràin (le cruas Mohs de 6-7) agus strì an aghaidh caitheamh làidir. Eadhon às deidh cleachdadh fad-ùine, faodaidh an uachdar aige staid rèidh àrd-chruinneas a chumail suas, a’ lughdachadh tricead cumail suas agus calabrachadh uidheamachd. A bharrachd air an sin, tha feartan ceimigeach seasmhach aig clach-ghràin agus chan eil e furasta a chreachadh le stuthan searbhagach no alcaileach, ga dhèanamh freagarrach airson diofar àrainneachdan gnìomhachais iom-fhillte.
Tha cleachdadh gnìomhachais air dearbhadh gu bheil luach air leth aig bunaitean clach-ghràin
Ann an raon saothrachadh leth-chonnsachaidh, tha meud nan sgoltagan air a dhol a-steach don linn nanosgèile, agus tha na riatanasan mionaideachd airson uidheamachd meatrachaidh air leth àrd. Às deidh do iomairt leth-chonnsachaidh eadar-nàiseanta ainmeil an uidheamachd tomhais a chuir an àite bunait iarainn leaghte le bunait clach-ghràin, lùghdaich am mearachd tomhais bho ± 5μm gu ± 0.5μm, agus mheudaich ìre toraidh an toraidh 12%. Ann an raon aerospace, bidh uidheamachd meatrachaidh àrd-inbhe a thathas a’ cleachdadh airson fulangas cumadh is suidheachadh phàirtean a lorg, às deidh dhaibh bunait clach-ghràin a ghabhail os làimh, a’ seachnadh bacadh crith gu h-èifeachdach, a’ dèanamh cinnteach à cruinneas giollachd phrìomh phàirtean leithid lannan einnsean itealain agus frèamaichean fuselage, agus a’ toirt gealladh làidir airson sàbhailteachd agus earbsachd thoraidhean aerospace.
Le leasachadh leantainneach air na riatanasan airson cruinneas tomhais ann an gnìomhachas saothrachaidh àrd-inbhe, tha bunaitean clach-ghràin, leis na feartan maothachaidh nano-sgèile aca agus na buannachdan coileanaidh coileanta aca, ag ath-chumadh inbhean teicnigeach uidheamachd tomhais. Chan e dìreach ùrachadh stuthan a th’ anns an gluasad bho iarann tilgte gu clach-ghràin; tha e cuideachd na ar-a-mach gnìomhachais a tha a’ toirt teicneòlas tomhais mionaideach gu àirdean ùra.
Àm puist: 13 Cèitean 2025