ការអនុវត្តនៃផែនដីដ៏កម្រនៅក្នុងសមាសធាតុផ្សំ

ការអនុវត្តផែនដីដ៏កម្រនៅក្នុងសមាសធាតុផ្សំ
ធាតុនៃផែនដីដ៏កម្រមានរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច 4f តែមួយគត់ គ្រាម៉ាញេទិចអាតូមិចធំ ការភ្ជាប់វិលដ៏រឹងមាំ និងលក្ខណៈផ្សេងទៀត។ នៅពេលបង្កើតស្មុគ្រស្មាញជាមួយធាតុផ្សេងទៀត លេខសំរបសំរួលរបស់វាអាចប្រែប្រួលពី 6 ទៅ 12។ សមាសធាតុរ៉ែកម្រមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ផ្សេងៗគ្នា។ លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីពិសេសនៃភពកម្រ ធ្វើឱ្យពួកវាត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការរលាយដែកដែលមានគុណភាពខ្ពស់ និងលោហធាតុដែលមិនមានជាតិដែក កញ្ចក់ពិសេស និងសេរ៉ាមិចដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ វត្ថុធាតុមេដែកអចិន្ត្រៃយ៍ សម្ភារៈផ្ទុកអ៊ីដ្រូសែន សម្ភារៈពន្លឺ និងឡាស៊ែរ វត្ថុធាតុដើមនុយក្លេអ៊ែរ។ និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។ ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍ជាបន្តបន្ទាប់នៃសម្ភារៈសមាសធាតុ ការអនុវត្តនៃផែនដីកម្រក៏បានពង្រីកដល់ផ្នែកនៃវត្ថុធាតុផ្សំផងដែរ ដោយទាក់ទាញការយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិចំណុចប្រទាក់រវាងវត្ថុធាតុចម្រុះ។

ទម្រង់កម្មវិធីសំខាន់ៗនៃផែនដីកម្រក្នុងការរៀបចំសម្ភារៈផ្សំរួមមានៈ ① ការបន្ថែមលោហៈធាតុកម្រទៅសមា្ភារៈផ្សំ; ② បន្ថែមក្នុងទម្រង់នៃអុកស៊ីដដីកម្រទៅសម្ភារៈសមាសធាតុ; ③ សារធាតុប៉ូលីម៊ែរដែលជ្រលក់ ឬភ្ជាប់ជាមួយលោហៈធាតុកម្រនៅក្នុងប៉ូលីមែរ ត្រូវបានប្រើជាវត្ថុធាតុម៉ាទ្រីសនៅក្នុងសមា្ភារៈផ្សំ។ ក្នុងចំណោមទម្រង់ទាំងបីខាងលើនៃកម្មវិធីកម្រនៃផែនដី ទម្រង់ពីរដំបូងភាគច្រើនត្រូវបានបន្ថែមទៅសមាសធាតុម៉ាទ្រីសដែក ខណៈដែលទម្រង់ទីបីត្រូវបានអនុវត្តជាចម្បងចំពោះសមាសធាតុម៉ាទ្រីសវត្ថុធាតុ polymer ហើយសមាសធាតុម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិចត្រូវបានបន្ថែមជាចម្បងក្នុងទម្រង់ទីពីរ។

ផែនដីដ៏កម្រដើរតួយ៉ាងសំខាន់លើម៉ាទ្រីសលោហៈ និងសមាសធាតុម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិចក្នុងទម្រង់ជាសារធាតុបន្ថែម សារធាតុរក្សាលំនឹង និងសារធាតុបន្ថែម sintering ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការរបស់ពួកគេយ៉ាងខ្លាំង កាត់បន្ថយថ្លៃដើមផលិតកម្ម និងធ្វើឱ្យកម្មវិធីឧស្សាហកម្មរបស់វាអាចធ្វើទៅបាន។

ការបន្ថែមធាតុកម្រនៃផែនដីជាសារធាតុបន្ថែមនៅក្នុងវត្ថុធាតុផ្សំ ដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការចំណុចប្រទាក់នៃវត្ថុធាតុផ្សំ និងលើកកម្ពស់ការចម្រាញ់គ្រាប់ធញ្ញជាតិម៉ាទ្រីសដែក។ យន្តការនៃសកម្មភាពមានដូចខាងក្រោម។

① ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសំណើមរវាងម៉ាទ្រីសដែក និងដំណាក់កាលពង្រឹង។ electronegativity នៃធាតុកម្រនៃផែនដីមានកម្រិតទាប (ភាពតូចជាង electronegativity នៃលោហៈ សកម្មភាព electronegativity នៃ nonmetals កាន់តែច្រើន) ។ ឧទាហរណ៍ La គឺ 1.1 Ce គឺ 1.12 និង Y គឺ 1.22 ។ អេឡិចត្រូនិនៃលោហៈមូលដ្ឋានទូទៅ Fe គឺ 1.83 Ni គឺ 1.91 និង Al គឺ 1.61 ។ ដូច្នេះហើយ ធាតុកម្រនៃផែនដីនឹងស្រូបយកយ៉ាងពេញចិត្តនៅលើព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិនៃម៉ាទ្រីសដែក និងដំណាក់កាលពង្រឹងកំឡុងពេលដំណើរការរលាយ កាត់បន្ថយថាមពលចំណុចប្រទាក់របស់វា បង្កើនការងារស្អិតរបស់ចំណុចប្រទាក់ កាត់បន្ថយមុំសើម ហើយដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសំណើមរវាងម៉ាទ្រីស។ និងដំណាក់កាលពង្រឹង។ ការស្រាវជ្រាវបានបង្ហាញថាការបន្ថែមធាតុ La ទៅក្នុងម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូមមានប្រសិទ្ធភាពធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសំណើមនៃ AlO និងវត្ថុរាវអាលុយមីញ៉ូម និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវរចនាសម្ព័ន្ធ microstructure នៃសមាសធាតុផ្សំ។

② ជំរុញការចម្រាញ់នៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិម៉ាទ្រីសដែក។ ភាពរលាយនៃផែនដីកម្រនៅក្នុងគ្រីស្តាល់លោហៈគឺតូច ពីព្រោះកាំអាតូមិកនៃធាតុកម្រមានច្រើន ហើយកាំអាតូមនៃម៉ាទ្រីសលោហៈគឺតូច។ ការបញ្ចូលធាតុកម្រនៃផែនដីដែលមានកាំធំជាងចូលទៅក្នុងបន្ទះឈើម៉ាទ្រីសនឹងបណ្តាលឱ្យខូចទ្រង់ទ្រាយបន្ទះដែលនឹងបង្កើនថាមពលប្រព័ន្ធ។ ដើម្បីរក្សាថាមពលដោយឥតគិតថ្លៃទាបបំផុត អាតូមនៃផែនដីកម្រអាចបង្កើនបានតែឆ្ពោះទៅរកព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិមិនទៀងទាត់ ដែលរារាំងដល់ការលូតលាស់ដោយសេរីនៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិម៉ាទ្រីស។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ធាតុរ៉ែកម្រដែលសំបូរទៅដោយសារធាតុរ៉ែក៏នឹងស្រូបយកធាតុយ៉ាន់ស្ព័រផ្សេងទៀត បង្កើនកម្រិតកំហាប់នៃធាតុយ៉ាន់ស្ព័រ ធ្វើឱ្យសមាសធាតុក្នុងមូលដ្ឋានចុះត្រជាក់ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនុយក្លេអ៊ែចម្រុះនៃម៉ាទ្រីសលោហៈរាវ។ លើសពីនេះ ភាពត្រជាក់ដែលបណ្តាលមកពីការបំបែកធាតុ ក៏អាចជំរុញការបង្កើតសមាសធាតុដែលបំបែកបាន និងក្លាយជាភាគល្អិត nucleation ចម្រុះដែលមានប្រសិទ្ធភាព ដោយហេតុនេះការលើកកម្ពស់ការចម្រាញ់នៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិម៉ាទ្រីសដែក។

③ សម្អាតព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ។ ដោយសារតែភាពស្និទ្ធស្នាលខ្លាំងរវាងធាតុកម្រ និងធាតុដូចជា O, S, P, N ជាដើម ថាមពលឥតគិតថ្លៃនៃការបង្កើតសម្រាប់អុកស៊ីដ ស៊ុលហ្វីត ផូស្វ៊ីត និងនីទ្រីតមានកម្រិតទាប។ សមាសធាតុទាំងនេះមានចំណុចរលាយខ្ពស់ និងដង់ស៊ីតេទាប ដែលសារធាតុមួយចំនួនអាចត្រូវបានយកចេញដោយការអណ្តែតចេញពីអង្គធាតុរាវ ខណៈពេលដែលសារធាតុផ្សេងទៀតត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នានៅក្នុងគ្រាប់ធញ្ញជាតិ កាត់បន្ថយការបំបែកភាពមិនបរិសុទ្ធនៅតាមព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ដោយហេតុនេះការសម្អាតព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ និង ការកែលម្អកម្លាំងរបស់វា។

វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាដោយសារតែសកម្មភាពខ្ពស់និងចំណុចរលាយទាបនៃលោហធាតុកម្រនៅពេលដែលពួកគេត្រូវបានបន្ថែមទៅសមាសធាតុម៉ាទ្រីសលោហៈទំនាក់ទំនងរបស់ពួកគេជាមួយអុកស៊ីហ៊្សែនត្រូវគ្រប់គ្រងជាពិសេសក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការបន្ថែម។

ការអនុវត្តមួយចំនួនធំបានបង្ហាញថាការបន្ថែមអុកស៊ីដកម្រនៃផែនដីជាសារធាតុទប់លំនឹង ជំនួយការដុត និងឧបករណ៍បំប្លែងសារធាតុ doping ទៅនឹងម៉ាទ្រីសលោហធាតុផ្សេងៗ និងសមាសធាតុម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិចអាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវភាពរឹងមាំ និងភាពតឹងនៃវត្ថុធាតុដើម កាត់បន្ថយសីតុណ្ហភាពដុតរបស់វា ហើយកាត់បន្ថយថ្លៃដើមផលិតកម្ម។ យន្តការសំខាន់នៃសកម្មភាពរបស់វាគឺដូចខាងក្រោម។

① ក្នុងនាមជាសារធាតុបន្ថែម sintering វាអាចជំរុញការ sintering និងកាត់បន្ថយ porosity នៅក្នុងសមា្ភារៈសមាសធាតុ។ ការបន្ថែមសារធាតុបន្ថែម sintering គឺដើម្បីបង្កើតដំណាក់កាលរាវនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ កាត់បន្ថយសីតុណ្ហភាព sintering នៃសមា្ភារៈសមាសធាតុ រារាំងការរលាយសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៃវត្ថុធាតុដើមក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ sintering និងទទួលបានសមា្ភារៈសមាសធាតុក្រាស់តាមរយៈការ sintering ដំណាក់កាលរាវ។ ដោយសារតែស្ថេរភាពខ្ពស់ ភាពប្រែប្រួលនៃសីតុណ្ហភាពទាប និងការរលាយខ្ពស់នៃអុកស៊ីដកម្រនៃផែនដី ពួកវាអាចបង្កើតដំណាក់កាលកញ្ចក់ជាមួយនឹងវត្ថុធាតុដើមផ្សេងទៀត និងជំរុញការដុតដែលធ្វើឱ្យពួកវាក្លាយជាសារធាតុបន្ថែមដ៏មានប្រសិទ្ធភាព។ ទន្ទឹមនឹងនេះ អុកស៊ីដកម្រនៃផែនដីក៏អាចបង្កើតជាដំណោះស្រាយរឹងជាមួយនឹងម៉ាទ្រីសសេរ៉ាមិច ដែលអាចបង្កើតពិការភាពគ្រីស្តាល់នៅខាងក្នុង ធ្វើឱ្យបន្ទះឈើសកម្ម និងជំរុញការដុត។

② កែលម្អរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូ និងកែលម្អទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ។ ដោយសារតែអុកស៊ីដដីកម្រដែលបានបន្ថែមមានជាចម្បងនៅព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិនៃម៉ាទ្រីស ហើយដោយសារតែបរិមាណដ៏ធំរបស់វា អុកស៊ីដផែនដីកម្រមានភាពធន់ទ្រាំខ្ពស់ក្នុងការធ្វើចំណាកស្រុកនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ ហើយក៏រារាំងការផ្លាស់ទីរបស់អ៊ីយ៉ុងផ្សេងទៀត ដោយកាត់បន្ថយ អត្រានៃការធ្វើចំណាកស្រុកនៃព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ រារាំងការលូតលាស់របស់គ្រាប់ធញ្ញជាតិ និងរារាំងការលូតលាស់មិនប្រក្រតីនៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិអំឡុងពេលដុតកំដៅក្នុងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ពួកគេអាចទទួលបានធញ្ញជាតិតូចនិងឯកសណ្ឋាន, ដែលអំណោយផលដល់ការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធក្រាស់; ម៉្យាងវិញទៀតដោយសារធាតុ doping អុកស៊ីដដ៏កម្រ ពួកវាចូលទៅក្នុងដំណាក់កាលកញ្ចក់ព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពរឹងមាំនៃដំណាក់កាលកញ្ចក់ ហើយដូច្នេះសម្រេចបាននូវគោលដៅនៃការធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃសម្ភារៈ។

ធាតុកម្រនៃផែនដីនៅក្នុងសមាសធាតុប៉ូលីមែរម៉ាទ្រីស ជះឥទ្ធិពលជាចម្បងលើពួកវាដោយការកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិនៃម៉ាទ្រីសវត្ថុធាតុ polymer ។ អុកស៊ីដផែនដីដ៏កម្រអាចបង្កើនសីតុណ្ហភាពរលាយកម្ដៅនៃសារធាតុប៉ូលីម៊ែរ ខណៈដែលសារធាតុ carboxylates ដ៏កម្រអាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពកម្ដៅនៃប៉ូលីវីនីលក្លរ។ Doping polystyrene ជាមួយនឹងសមាសធាតុកម្រនៃផែនដីអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពនៃ polystyrene និងបង្កើនកម្លាំងផលប៉ះពាល់និងកម្លាំងពត់កោងយ៉ាងខ្លាំង។