Page 1
BBμμii gigi¶¶ngng mm««nn hhääcc Ma sMa s¸¸tt hhääcc TS. PhTS. Ph¹¹m Vm V¨¨nn HHïïngng BBéé mm««n: Mn: M¸¸y Vy Vμμ Ma SMa S¸¸tt HHääcc Page 1 of 107
BBμμii gigi¶¶ngng mm««nn hhääcc Ma sMa s¸¸tt hhääcc TS. PhTS. Ph¹¹m Vm V¨¨nn HHïïngng BBéé mm««n: Mn: M¸¸y Vy Vμμ Ma SMa S¸¸tt HHääcc Page 1 of 107
NhNhËËpp mm««nn 1.1. Ma sMa s¸¸t:t: HiHiÖÖnn tt−−îîng kng kúú ll¹¹ ccñña thia thiªªnn nhinhiªªnn-- ®®ang tiÕp tôc nghiang tiÕp tôc nghiªªn cn cøøuu Cã nhiÒuCã nhiÒu øøng dôngng dông:: NhiNhiÖÖtt,, llööaa, ..., ... PhanhPhanh hh··m, tm, t¨¨ng tng tèècc ®é®é phph¶¶nn øøng hãa hng hãa hääcc,,…… HHμμn,n, ®¸®¸nh bãngnh bãng,,…… GhiGhi vvμμ ®®ääcc dd÷÷ liliÖÖuu,,…… HH¹¹i:i: TTææn haon hao cc««ng suÊtng suÊt.. Sinh nhiSinh nhiÖÖtt llμμmm thaythay ®®ææi bÒni bÒn,, ttææ chchøøc cacc cac bon, hydro, tbon, hydro, t¹¹oo ththμμnhnh cc¸¸cc ««xitxit…… §§ÆÆcc ®®iiÓÓmm:: LLμμ ququ¸¸ trtr××nh tnh tùù ttææ chchøøcc:: 44 Cã thCã thÓÓ ddÉÉnn ®®ÕnÕn phph¸¸ hhññyy.. 44 GiGi¶¶m ma sm ma s¸¸t,t, mmßßnn.. GG¾¾nn liÒn vliÒn vííi qui qu¸¸ trtr××nh mnh mßßnn ÆÆ tutuææi thi thää vvμμ ®é®é tintin ccËËyy.. §§−−îîcc ®®ÆÆc trc tr−−ng bng bëëi li lùùcc ma sma s¸¸tt FF ,, hohoÆÆc hc hÖÖ ssèè ma sma s¸¸tt ff ((hohoÆÆc cãc cã Page 2 of 107 msms msms ththÓÓ ký hiký hiÖÖuu llμμ μμ).).
2.2. MMßßnn:: KÕt quKÕt qu¶¶ ccñña qua qu¸¸ trtr××nhnh ma sma s¸¸tt ⇒⇒PhPh¸¸ hhññy bÒ my bÒ mÆÆtt ma sma s¸¸t:t: GiGi¶¶mm kÝch thkÝch th−−íícc,, gigi¶¶mm khkhèèii ll−−îîngng,, thaythay ®®ææi cÊu tri cÊu tróóc bÒ mc bÒ mÆÆtt,,…… ÆÆ TiÕnTiÕn hhμμnhnh bb««ii trtr¬¬n (rn (r¾¾nn lláángng,, khÝkhÝ,,……)) ®Ó®Ó tt¨¨ng tung tuææi thi thää vvμμ ®é®é tintin ccËËyy HH¹¹i:i: ThayThay ®®ææi chÕi chÕ ®é®é ll¾¾pp ghÐp cghÐp cññaa cc¸¸cc ccÆÆpp ma sma s¸¸t,t, ThayThay ®®áái chÕi chÕ ®é®é llμμmm viviÖÖc cc cñña ca cÆÆpp ma sma s¸¸t,t, LLμμmm gigi¶¶mm tutuææi thi thää vvμμ ®é®é tintin ccËËy cy cñña ca cÆÆpp ma sma s¸¸tt còng nhcòng nh−− ccññaa totoμμnn bbéé thiÕt bÞthiÕt bÞ,, §§ÆÆcc ®®iiÓÓmm:: GG¾¾nn liÒn vliÒn vííi qui qu¸¸ trtr××nhnh ma sma s¸¸tt QuQu¸¸ trtr××nhnh phph¸¸ hhññy ty tËËp trung trong mp trung trong méét tht thÓÓ tÝchtÝch rÊtrÊt nhnháá ccññaa vvËËtt liliÖÖuu PhPhÇÇn tn töö mmßßnn tt¹¹oo ththμμnhnh llμμ kÕt qukÕt qu¶¶ ccñña nhiÒu la nhiÒu lÇÇnn tt−−¬¬ngng tt¸¸c.c. §§−−îîcc ®®ÆÆc trc tr−−ng bng bëëii cc−−êngêng ®é®é mmßßn cã thn cã thøø nguynguyªªn hon ho¹¹cc khkh««ng cã thng cã thøø nguynguyªªnn IIh ÆÆ tutuææi thi thää,, ®é®é tintin ccËËyy.. h PhPh©©nn bibiÖÖtt:: MMßßnn bb××nh thnh th−−êngêng ((æænn ®®ÞnhÞnh)) ccßßn gn gääii llμμ mmßßnn cc¬¬ hãa Hkhãa Hk//HmHm >> 0,6.0,6. MMßßnn hh¹¹t mt mμμi (i (khkh««ngngPage 3 of 107bb××nh thnh th−−êngêng)) HkHk//HmHm < 0,6.< 0,6.
3.3. LÞch sLÞch söö phph¸¸tt tritriÓÓn cn cñña nga ngμμnh Tribologynh Tribology (Ma s(Ma s¸¸t,t, mmßßn,n, bb««i tri tr¬¬n)n) NgNgμμnh khoa hnh khoa hääc lic liªªnn ngngμμnhnh,, ttËËp trung chp trung chññ yÕu nghiyÕu nghiªªnn ccøøu quu qu¸¸ trtr××nhnh ma sma s¸¸tt mmßßnn bb××nhnh thth−−êng (êng (æænn ®®ÞnhÞnh),), ququ¸¸ trtr××nhnh ma sma s¸¸tt khkh««ngng bb××nhnh thth−−êng viêng viÖÖc tÝnhc tÝnh toto¸¸nn khkh««ng cãng cã ýý nghnghÜÜa tha thùùc tiÔnc tiÔn.. QuQu¸¸ trtr××nhnh phph¸¸tt tritriÓÓnn:: GG¾¾nn liÒn vliÒn vííi si sùù phph¸¸tt tritriÓÓn cn cññaa cc¸¸cc ngngμμnhnh khoa hkhoa hääc khc kh¸¸c (cc (c¬¬,, vvËËt lýt lý,, hãahãa,, ®®iiÖÖnn, rung, rung ®®ééngng,, vvËËt lit liÖÖuu,, …… ): l): lμμ khoa häkhoa häc lic liªªnn ngngμμnhnh.. NghiNghiªªnn ccøøu vÒu vÒ ma sma s¸¸tt ®·®· cã tõcã tõ ll©©u.u. LLªªonadevincionadevinci ®·®· xx¸¸cc ®®Þnh hÞnh hÖÖ ssèè ma sma s¸¸t lt lμμ hh»»ng sng sèè (0,25).(0,25). ThuThuÇÇn tn tóóyy cc¬¬ hhääcc TT−−¬¬ngng tt¸¸c phc ph©©nn ttöö khikhi ma sma s¸¸tt [[¬¬ le],le], ®©®©y ly lμμ giaigiai ®®oo¹¹nn nghinghiªªnn ccøøuu ma sma s¸¸tt ttÜÜnhnh C.Coulomb 1785 ph©C.Coulomb 1785 ph©nn bibiÖÖtt ma sma s¸¸tt ttÜÜnhnh vvμμ ma sma s¸¸tt ®®ééngng,, ma sma s¸¸t lt lμμ ttææ hhîîp cp cññaa 2 lo2 lo¹¹ii ssøøcc cc¶¶n:n: 11-- Phô thuPhô thuéécc vvμμoo SStx.. tx 22--TTûû llÖÖ tt¶¶i vi vμμ khkh««ng phô thung phô thuéécc vvμμoo SStx.. tx Lý thuyÕt tLý thuyÕt tææng hng hîîpp: c: c¬¬ hhääcc ((biÕnbiÕn dd¹¹ng), tng), t−−¬¬ngng tt¸¸c phc ph©©nn ttöö Bowden, Tabor,Bowden, Tabor, KpaKpa ΓΓee ΛΛbCKuubCKuu…… Lý thuyÕt biÕn vÞLý thuyÕt biÕn vÞ ((ssùù khkh««ngng hohoμμnn thithiÖÖn vÒ cÊu trn vÒ cÊu tróóc tinh thc tinh thÓÓ)) ⇒⇒ trãctrãc.. Lý thuyÕt mLý thuyÕt mßßn trn trªªPage 4 of 107nn quanquan ®®iiÓÓmm nn¨¨ngng ll−−îîng Kocteukuung Kocteukuu..
Ba trBa tr−−êng phêng ph¸¸ii nghinghiªªnn ccøøuu:: SùSù tt−−¬ng¬ng tt¸¸cc ccñña bÒ ma bÒ mÆÆtt ma sma s¸¸t,t, biÕnbiÕn ®®ææi trong li trong lííp bÒp bÒ mÆmÆtt ⇒⇒ ph¸ph¸ hhññy chy chóóngng.. CÊu tróCÊu tróc thc thøø cÊp trongcÊp trong bb««ii trtr¬¬nn gigiííii hh¹¹nn ⇒⇒ mμmμngng bb¶¶oo vÖvÖ.. ¸¸p dông vp dông vËËt lit liÖÖu polyme trong cu polyme trong cÆÆpp ma sma s¸¸tt HiÖHiÖu quu qu¶¶ kinh tÕkinh tÕ:: Theo JostTheo Jost PETER (PETER (AnhAnh) 1966: 0,5) 1966: 0,5 ttûû bb¶¶ngng , 1,6, 1,6 ttûû USD (USD (MMüü),), hihiÖÖnn nay tõnay tõ 11 dÕndÕn 2%2% thu nhthu nhËËp qup quèècc dd©©n.n. MicroMicro tribologytribology-- micro wearmicro wear CCïïng vng vííi si sùù phph¸¸tt tritriÓÓn cn cññaa mm¸¸yy tÝnhtÝnh cc¸¸ nhnh©©n (PC) 1981. 1985n (PC) 1981. 1985 chÕchÕ tt¹¹o co c¸¸cc ®®ÇÇuu ®®ääcc ®®ÜÜa ca cøøngng, c, c¸¸c mc m«« tt¬¬ MicromechanicalMicromechanical trträängng ll−−îîngng 11 μμg.g. HiHiÖÖnn naynay vvííii cc¸¸cc ææ ®®ÜÜa ca cøøngng (7200vg/ph(7200vg/ph) c) c¸¸cc ®®ÇÇuu ®®ääcc ®®−−îîcc ®ì®ì trtrªªn cn c¸¸cc ®®ÖÖm khÝm khÝ ®®ééngng.. CC¸¸cc llííp php phññ bb¶¶oo vvÖÖ còng nhcòng nh−− bb««ii trtr¬¬nn cã chiÒucã chiÒu ddμμyy ccùùc nhc nháá.. TribologyTribology MicrotribologyMicrotribology Nano TribologyNano Tribology Bulk MaterialBulk Material SurfaceSurface Heavy loadHeavy load Light loadLight load Large MassLarge Mass Small MassSmall MassPage 5 of 107 WearWear No WearNo Wear
4.4. NNééii dungdung ccñña tribologya tribology:: CC¬¬ ssëë lý thuyÕt vlý thuyÕt vÉÉnn ccßßnn ®®ang tiÕp tôcang tiÕp tôc ®®−−îîcc hohoμμnn thithiÖÖn, trong mn, trong méétt ssèè trtr−−êng hêng hîîp vp vÉÉnn cc¨¨nn ccøø vvμμoo ththùùc nghic nghiÖÖmm.. TT××mm lý thuyÕt vÒlý thuyÕt vÒ ma sma s¸¸t,t, mmßßnn bb««ii trtr¬¬nn phphïï hhîîp vp vííii cc¸¸cc ®®iÒuiÒu kikiÖÖn cô thn cô thÓÓ,, trtrªªn cn c¬¬ ssëë xx¸¸cc ®®ÞnhÞnh dd¹¹ngng mmßßnn nnμμo lo lμμ ¸¸pp ®®¶¶o,o, gg¾¾nn liÒn vliÒn vííi qui qu¸¸ trtr××nhnh ma sma s¸¸tt HHÖÖ ththèèngng bb««ii trtr¬¬n:n: ChÊtChÊt ll−−îîngng,, vvËËt lit liÖÖuu,, kÕt cÊukÕt cÊu,, ⇒⇒ chchóó ýý ®®ÕnÕn dÞch chuydÞch chuyÓÓn chn chään ln lääcc.. KÕt cÊu khKÕt cÊu kh««ng mng mßßnn.. ChChèèng mng mßßnn Hydro.Hydro. GiaGia cc««ng lng lÇÇn cun cuèèi khi kh««ngng hh¹¹tt mmμμii ((phphññ,, thÊm nhithÊm nhiÖÖtt ®é®é thÊpthÊp……)) Page 6 of 107
ChCh−−¬¬ngng I:I: ChÊtChÊt ll−−îîng bÒ mng bÒ mÆÆtt vvμμ tiÕptiÕp xxóóc cc cñña bÒ ma bÒ mÆÆtt ma sma s¸¸tt §§11.. ChÊt lChÊt l−−îng bÒîng bÒ mmÆÆtt ®Æ®Æc tÝnhc tÝnh cc¬¬ bb¶¶n vn vμμ trtr¹¹ngng thth¸¸i.i. I.I. ChÊt lChÊt l−−îng bÒ mîng bÒ mÆÆtt -- ®®ÆÆc tÝnhc tÝnh cc¬¬ bb¶¶nn 1.1. Kh¸Kh¸ii niniÖÖm chÊtm chÊt ll−−îng bÒ mîng bÒ mÆÆtt:: ChÊt lChÊt l−−îng bÒ mîng bÒ mÆÆt bao gt bao gååmm:: C¸C¸cc thth««ng sng sèè vÒvÒ hh××nh hnh hääc bÒ mc bÒ mÆÆtt.. TÝnh chÊt cTÝnh chÊt c¬¬ lý hãa clý hãa cñña la lííp bÒ mp bÒ mÆÆtt.. ---->----> Cã quanCã quan Tr¹Tr¹ngng thth¸¸ii øøng suÊt cng suÊt cñña la lííp bÒ mp bÒ mÆÆtt…… hÖhÖ llÉÉn nhaun nhau 2.2. Tr¹Tr¹ngng thth¸¸i hi h××nh hnh hääc bÒ mc bÒ mÆÆtt:: LμLμ ssùù sai khsai kh¸¸cc ccñña bÒ ma bÒ mÆÆt tht thùùcc soso vvííi bÒ mi bÒ mÆÆt lýt lý tt−−ëngëng ëë cc¸¸c cÊpc cÊp ®é®é vÜvÜ mm««, vi m, vi m«« vvμμ sisiªªu vi mu vi m«« Sb R m a x 1 H b 2 3 ∆ S¬S¬ ®å®å hh××nh hnh hääc bÒ mc bÒ mÆPage 7 of 107Æt ct cñña ma méét vt vËËtt rr¾¾nn 11 –– Sãng; 2Sãng; 2 –– NhÊp nh«NhÊp nh« bÒ mbÒ mÆÆtt; 3; 3 –– Sai sèSai sè hh××nhnh dangdang
VVÜÜ mm««: L: Lμμ ssùù sai khsai kh¸¸cc trtrªªn ton toμμnn bbéé chichi tiÕttiÕt ((NhÊp nhNhÊp nh«« trtrªªn cn c¸¸cc kÝch thkÝch th−−ííc lc líínn)) SãngSãng: Do: Do daodao ®®ééng cng cññaa mm¸¸y, chiy, chi tiÕttiÕt vvμμ dông côdông cô. (. (HbHb,, SbSb)) thth««ng thng th−−êngêng SbSb//HbHb > 40.> 40. Sai sSai sèè vÒvÒ hh××nhnh dd¹¹ng (ng (∆∆)) Vi mVi m««: L: Lμμ ssùù sai khsai kh¸¸c hc h××nhnh dd¹¹ng vng vμμ kÝch thkÝch th−−íícc ccñña ca c¸¸c nhÊp nhc nhÊp nh«« trongtrong khokho¶¶ngng mm.mm. NhÊp nhNhÊp nh«« tt¹¹oo ththμμnh trong qunh trong qu¸¸ trtr××nhnh cc¾¾tt ggäätt –– chchññ yÕuyÕu dodo ququ¸¸ trtr××nhnh tt¸¸chch phoiphoi SiSiªªu vi mu vi m««: L: Lμμ nhÊp nhnhÊp nh«« ®®ÆÆc bic biÖÖt lit liªªnn quanquan ®®Õn cÊu trÕn cÊu tróócc,, còng nhcòng nh−− khuyÕt tkhuyÕt tËËtt ccñña kima kim lolo¹¹i,i, trong khotrong kho¶¶ngng μμm.m. ChChññ yÕuyÕu llμμ cc¸¸cc nhÊp nhnhÊp nh«« ththøø cÊpcÊp,, cÊu trcÊu tróóc thc thøø cÊpcÊp hh××nh thnh thμμnh trong qunh trong qu¸¸ trtr××nhnh llμμmm viviÖÖc.c. CC¸¸c thc th««ng sng sèè sisiªªu vi mu vi m«« gg¾¾n liÒn vn liÒn vííi tri tr¹¹ng thng th¸¸i ci cñña ca c¸¸c mc mμμngng ««xÝt vxÝt vμμ cc¸¸cc chÊt lchÊt lááng, chÊt khÝ bÞ hÊp thô:ng, chÊt khÝ bÞ hÊp thô: HH ≈≈ f(D,f(D,σσ,K),K) bb TrongTrong ®®ã:ã: –– HH : Th: Th««ng sng sèè biÕn dbiÕn d¹¹ng sing siªªu vi mu vi m«« SbSb –– D: ThD: Th««ng sng sèè ®Æ®Æc trc tr−−ng cho cÊu trng cho cÊu tróóc tinh thc tinh thÓÓ kim lokim lo¹¹ii –– σσ: TrÞ s: TrÞ sèè øøng suÊt cã tng suÊt cã t¸¸c dông trong thc dông trong thÓÓ tÝch bÒ mtÝch bÒ mÆÆt kim lot kim lo¹¹ii –– K: ThK: Th««ng sng sèè vÒ dvÒ dÆÆc tÝnh cc tÝnh cñña ca c¸¸c lc lííp hÊp thôp hÊp thô TrTr¹¹ngng thth¸¸i hi h××nh hnh hääc bÒ mc bÒ mÆÆtt banban ®®ÇÇuu ®®−−îîc quyÕtc quyÕt ®®ÞnhÞnh do cdo c««ng nghng nghÖÖ giagia cc««ngng.. TrongTrong ququ¸¸ trtr××nhnh llμμmm viviÖÖcc trtr¹¹ngng thth¸¸ii bÒ mbÒ mÆÆt mt mííii ssÏÏ hh××nhnh ththμμnhnh (tr(tr¹¹ngng thth¸¸ii ththøø cÊpcÊp),), chÊtchÊt ll−−îîng cng cñña nã phô thua nã phô thuéécc vvμμoo ®®iÒu kiiÒu kiÖÖnn llμμmm viviÖÖcc (p,v, m(p,v, m««ii trtr−−êngêng……)) ⇒⇒ QuyÕtQuyÕt ®®ÞnhÞnh ssùù hh××nh thnh thμμnh lnh lùùcc ma sma s¸¸t, vt, vμμ cc−−êngêng ®é®é mmßßnn.. Page 8 of 107
3.3. CC¸¸cc tÝnh chÊttÝnh chÊt cc¬¬ lý hãalý hãa:: LLííp bÒ mp bÒ mÆÆt mt mááng cã chiÒung cã chiÒu ddμμyy ccìì AAoo ((¨¨ng tronng tron)) trtrëë llªªnn cãcã ®®ÆÆcc ®®iiÓÓm khm kh¸¸c hoc hoμμn ton toμμnn vÒ cÊu trvÒ cÊu tróócc vvμμ cc¬¬ lý hãalý hãa soso vvííi kimi kim lolo¹¹ii ggèècc ccññaa chichi tiÕttiÕt vvμμ ®®−−îîc gc gääii llμμ vvËËt tht thÓÓ ththøø baba.. Th«Th«ngng thth−−êng bao gåêng bao gåmm:: LíLíp hÊp thôp hÊp thô,, llùùc hc hóót hãa ht hãa hääcc, m, mμμng dng dÇÇu giu giííii hh¹¹nn –– lílípp nnμμyy khi nhiÖkhi nhiÖtt ®é®é tt¨¨ngng phph¸¸ hhññy hÊp thôy hÊp thô vvμμ hh××nh thnh thμμnhnh mmμμng hãang hãa hähäcc LíLípp mmμμng oxit kimng oxit kim lolo¹¹i vi vμμ cc¸¸cc hhîîp chÊt hãa hp chÊt hãa hääc khc kh¸¸c (S,c (S, ClCl,, P,P,……)) LíLíp gip gi¸¸nn ®®oo¹¹nn ccñña va vËËt lit liÖÖuu cc¬¬ bb¶¶n.n. HiÖHiÖnn naynay vvÉÉnn cc¨¨nn ccøø vvμμo co c¸¸cc tÝnh chÊttÝnh chÊt cc¬¬ lý hãalý hãa …… vËvËt lit liÖÖuu c¬c¬ bb¶¶nn ccññaa chichi tiÕttiÕt ®Ó®Ó tt××mm ra quan hra quan hÖÖ gigi÷÷aa chchóóng vng vííi mi mßßnn vvμμ ma s¸ma s¸t,t, vvííii ®®iÒu kiiÒu kiÖÖnn llμμmm viviÖÖcc xx¸¸cc ®®ÞnhÞnh.. ⇒⇒ Trong qu¸Trong qu¸ trtr××nh gianh gia cc««ngng,, kimkim lolo¹¹ii bÞ biÕn tÝnhbÞ biÕn tÝnh ⇒⇒ Trong qu¸Trong qu¸ trtr××nhnh llμμmm viviÖÖcc,, tÝnh chÊttÝnh chÊt cc¬¬ lý hãa bÞ thaylý hãa bÞ thay ®®ææii ⇒⇒ BiÕn dBiÕn d¹¹ngng ddÎÎoo ⇒⇒ oxy hãaoxy hãa ⇒⇒ mßmßnn oxyoxy hãahãa τ Page 9 of 107 vËtthÓ thø ba τcob¶n
Khi gia c«Khi gia c«ng, kim long, kim lo¹¹i bÞ biÕn di bÞ biÕn d¹¹ngng dÎdÎo, khi lo, khi lμμm vim viÖÖcc ⇒⇒ c¬c¬ lý hãa khaclý hãa khac ®®ii Thay ®æThay ®æii ®é®é ccøøng theo chiÒu sng theo chiÒu s©©u khi lu khi lμμmm viÖviÖcc ëë chÕchÕ ®é®é bb««i tri tr¬¬n tn tííi hi h¹¹nn Hμ Hμ 0 0 Kho¶ng c¸ch Kho¶ng c¸ch S¬S¬ ®å®å mmÆÆtt cc¾¾tt ccñña lia liªªnn kÕtkÕt so víi bÒ mÆt so víi bÒ mÆt ma sma s¸¸t tt t¹¹ii ®®iiÓÓm tiÕpm tiÕp xxóócc a b 1:1: VËVËt tht thÓÓ ththøø baba §å§å thÞ thaythÞ thay ®æ®æii ®é®é ccøøng cng cñña la lííp bÒ mp bÒ mÆÆtt 2:2: LíLíp hÊp thôp hÊp thô a-a- Khi bÞKhi bÞ ««xy hãa,xy hãa, bb-- Khi bÞKhi bÞ trãc lotrãc lo¹¹i Ii I 3:3: ¤xÝt¤xÝt vvμμ cc¸¸cc hhîîp chÊtp chÊt hãa hähãa häc khc kh¸¸cc 4:4: LíLíp gip gi¸¸nn ®®oo¹¹nn 5:5: Kim lo¹Kim lo¹i ci c¬¬ bb¶¶nn Page 10 of 107
4.4. TrTr¹¹ngng thth¸¸ii øøng suÊt cng suÊt cñña la lííp bÒ mp bÒ mÆÆtt:: TrTr¹¹ngng thth¸¸ii øøng suÊtng suÊt dd−− trong ltrong lííp bÒ mp bÒ mÆÆt sau giat sau gia cc««ngng.. øøngng suÊtsuÊt llííp bÒ mp bÒ mÆÆt khit khi llμμmm viviÖÖcc,, thth−−êng têng tËËp trung trong mp trung trong méétt ththÓÓ tÝch rÊt nhtÝch rÊt nháá ⇒⇒ gg©©yy khuyÕchkhuyÕch tt¸¸n vn vμμ hoho¹¹tt hãa kimhãa kim lolo¹¹ii ⇒⇒ oxitoxit.. +σ +σ 0 0 Kho¶ng c¸ch Kho¶ng c¸ch so víi bÒ mÆt so víi bÒ mÆt - σ a - σ b øøng suÊt dng suÊt d−− trong ctrong c¸¸cc llííp bÒ mp bÒ mÆÆt ct cñña thÐpa thÐp a-a- Khi tiKhi tiÖÖnn, b, b-Page 11 of 107- Khi bÞ mKhi bÞ mßßnn dodo mmááii
II.II. TrTr¹¹ngng thth¸¸ii bÒ mbÒ mÆÆt trong qut trong qu¸¸ trtr××nh tiÕp xnh tiÕp xóócc ccñña ca cÆÆpp ma sma s¸¸tt.. 1.1. TrTr¹¹ngng thth¸¸i bani ban ®®ÇÇuu:: Bao gBao gååm tÊtm tÊt cc¶¶ cc¸¸cc ®®ÆÆcc tÝnh bantÝnh ban ®®ÇÇuu (h(h××nh hnh hääcc,, ttææ chchøøcc tÕtÕ vi, cvi, c¬¬,, lý hãalý hãa……)) ccñña la lííp bÒ mp bÒ mÆÆt mt máángng ®®−−îîcc hh××nhnh ththμμnhnh do cdo c««ngng nghnghÖÖ giagia cc««ngng.. 2.2. TrTr¹¹ngng thth¸¸i li lμμmm viviÖÖcc:: DD−−ííii tt¸¸cc dông cdông cññaa cc¸¸cc yÕu tyÕu tèè ma sma s¸¸t (t (ngongoμμi):i): + T+ T¶¶i tri träängng ++ KÕt cÊuKÕt cÊu + M+ M««i tri tr−−êngêng + T+ Tèècc ®é®é,, ++ NhiNhiÖÖtt ®é®é ++ ChÊtChÊt bb««ii trtr¬¬nn…… CC¸¸cc ®®ÆÆc tÝnhc tÝnh banban ®®ÇÇu cu cñña la lííp bÒ mp bÒ mÆÆt bÞ thayt bÞ thay ®®ææii hh××nhnh ththμμnhnh trtr¹¹ngng thth¸¸i li lμμmm viviÖÖc cc cñña la lííp bÒ mp bÒ mÆÆtt. (C. (C¶¶ cc¸¸cc ®®ÆÆcc tÝnh thaytÝnh thay ®®ææi chi chØØ diÔn ra trong khidiÔn ra trong khi mama ss¸¸t)t) 3.3. TrTr¹¹ngng thth¸¸ii ccßßnn ll¹¹i:i: §§ÆÆcc tÝnhtÝnh hh××nh hnh hääc khc kh««ngng ®®ææii,, tÝnh chÊt ltÝnh chÊt lííp bÒ mp bÒ mÆÆt thayt thay ®®ææi râ ri râ rÖÖtt.. Page 12 of 107
SS¬¬ ®å®å trtr¹¹ngng thth¸¸i,i, ®®ÆÆc tÝnhc tÝnh,, yÕu tyÕu tèè quyÕtquyÕt ®®ÞnhÞnh ccñña la lííp bÒ mp bÒ mÆÆtt Tr¹ng th¸i Ban ®Çu Lμm viÖc Cßn l¹i C¸c ®Æc tÝnh H×nh häc C¸c tÝnh chÊt ho¸ - lý - c¬ øng suÊt trong bÒ mÆt cña c¸c líp bÒ mÆt c¸c líp bÒ mÆt C¸c yÕu tè quyÕt ®Þnh C¸c t¸c nh©n c¬ häc bªn NhiÖt TÝn h chÊt cña TÝnh chÊt cña m«i vËt liÖu ngoμi, biÕn d¹ng,khuyÕch t¸n tr−êng lμm viÖc Page 13 of 107
4.4. NN©©ng cao chÊtng cao chÊt ll−−¬¬ngng banban ®®ÇÇuu vvμμ chÊtchÊt ll−−îîngng llμμmm viviÖÖcc (C(C¬¬ hhääc tiÕp xc tiÕp xóócc,, cÊu trcÊu tróóc bÒ mc bÒ mÆÆtt,, ®®iÒu kiiÒu kiÖÖnn mm««ii trtr−−êngêng……)) a.a. ChÊtChÊt ll−−îîng bÒ mng bÒ mÆÆtt cc««ng nghng nghÖÖ:: PhPh−−¬¬ngng phph¸¸p tp t¹¹o pho ph««i,i, PhPh−−¬¬ngng phph¸¸pp nhinhiÖÖt luyt luyÖÖnn,, PhPh−−¬¬ngng phph¸¸pp giagia cc««ng lng lÇÇn cun cuèèii –– chÕchÕ ®é®é cc««ng nghng nghÖÖ KÕt cÊuKÕt cÊu ⇒⇒BiBiÓÓuu ®å®å øøng suÊtng suÊt ⇒⇒ BÒBÒ mmÆÆt mt mííi cãi cã tt¨¨ng bÒnng bÒn,, mmßßn Ýtn Ýt.. MM««ii trtr−−êngêng ⇒⇒ GiGi¶¶m nm n¨¨ngng ll−−îîng bÒ mng bÒ mÆÆtt,, dÔ thodÔ tho¸¸tt biÕn vÞbiÕn vÞ llªªnn bÒ mbÒ mÆÆtt,, hãa dhãa dÎÎoo vvμμ biÕnbiÕn dd¹¹ngng trtrªªnn llííp bÒ mp bÒ mÆÆt ct cùùcc mmááng.ng. CC¸¸c bic biÖÖn phn ph¸¸p cp c««ng nghng nghÖÖ cc¶¶i thii thiÖÖn trn tr¹¹ng thng th¸¸i hi h××nh hnh hääc vc vμμ tt¨¨ng bÒn lng bÒn líípp bÒ mbÒ mÆÆt pht ph¶¶i phi phïï hhîîp vp vμμ ®¸®¸pp øøng vng vííi ci c¸¸c thc th««ng sng sèè cc¬¬ hhääc p, v, Tc p, v, Too vvμμ mm««ii trtr−−êng lêng lμμm vim viÖÖcc b.b. ChÊt lChÊt l−−îîng bÒ mng bÒ mÆÆt lt lμμm vim viÖÖcc: (do t: (do t¶¶i, ti, t¸¸c dông hãa hc dông hãa hääc,c, trtr¹¹ng thng th¸¸i cÊu tri cÊu tróóc)c) TrongTrong ®®iÒu kiiÒu kiÖÖn ma sn ma s¸¸t mt mßßn bn b××nh thnh th−−êng: cêng: c©©n bn b»»ngng ®é®éng ging gi÷÷a ha h××nhnh ththμμnh vnh vμμ phph¸¸ hhññy cÊu try cÊu tróóc thc thøø cÊpcÊp ⇒⇒ 2 qu2 qu¸¸ trtr××nh khnh kh¸¸c nhau:c nhau: ThThøø nhÊt: HnhÊt: H××nh thnh thμμnh lnh lííp mp mμμng bÒ mng bÒ mÆÆt mt mááng chuyng chuyÓÓn vÞ dn vÞ dÎÎo (VDH)o (VDH) ThThøø hai: Hhai: H××nh thnh thμμnh lnh lííp mp mμμng bÒ mng bÒ mÆÆt git gißßn, rÊt cn, rÊt cøøng, dÔ bÞ phng, dÔ bÞ ph¸¸ hhññyy Page 14 of 107
Khi mKhi mßßn oxy hãa cã hai dn oxy hãa cã hai d¹¹ng cng c¬¬ bb¶¶n:n: DD¹¹ngng ththøø nhÊt:nhÊt: MMμμngng cÊucÊu tructruc ththøø cÊpcÊp ®é®éngng dÞchdÞch chuychuyÓÓnn ®®iÒniÒn ®Ç®Çy tÊt cy tÊt c¶¶ cc¸¸c nhÊp nhc nhÊp nh«« ⇒⇒ nhnh½½n bãng cÊpn bãng cÊp 1111 –– 14,14, ®é®é ccøøng lng líín hn h¬¬n kim lon kim lo¹¹i gi gèèc: ThÐp nhic: ThÐp nhiÖÖt luyt luyÖÖn,n, gang (khgang (kh««ng cã chuyng cã chuyÓÓn tiÕp râ rn tiÕp râ rμμng vng vííi kim loi kim lo¹¹i gi gèèc)c) DD¹¹ng thng thøø hai: Lhai: Lííp mp mμμng cÊu trng cÊu tróóc thc thøø cÊp mcÊp mááng ging gißßn,n, ®é®é nhnh½½n cao,n cao, ®é®é ccøøng lng líín hn h¬¬n nhiÒu kim lon nhiÒu kim lo¹¹i gi gèèc: Hc: Hîîp kimp kim cã gcã gèèc kim loc kim lo¹¹i mi mμμu, thÐp nhiu, thÐp nhiÖÖt luyt luyÖÖn cãn cã ®é®é ccøøng caong cao (ma s(ma s¸¸t lt l¨¨n)n) ⇒⇒ khkh««ng cã chuyng cã chuyÓÓn tiÕp trung giann tiÕp trung gian ⇒⇒ khikhi bÞ oxy hãa kim lobÞ oxy hãa kim lo¹¹i vi vμμ hhîîp kim chia lp kim chia lμμm hai nhãm: tm hai nhãm: t¨¨ngng ththÓÓ tÝch 5% vtÝch 5% vμμ gigi¶¶m thm thÓÓ tÝchtÝch ⇒⇒ øøng suÊt dng suÊt d−− nÐn vnÐn vμμ kÐokÐo §¶§¶m bm b¶¶oo ®®iÒu kiiÒu kiÖÖnn llμμmm viviÖÖcc bb××nh thnh th−−êngêng ((æænn ®®ÞnhÞnh)) øøng suÊtng suÊt llμμmm viviÖÖcc phph¶¶ii ®®åångng ®®Òu trÒu trªªnn bÒ mbÒ mÆÆtt, t, t¹¹o do d¶¶i vi vμμ mmμμng oxit sao cho tng oxit sao cho tèècc ®é®é oxyoxy hãa lhãa líínn hh¬¬nn ttèècc ®é®é phph¸¸ hhññyy.. MM««ii trtr−−êngêng llμμmm viviÖÖcc ®®¶¶m bm b¶¶o pho ph¸¸tt sinhsinh mmμμngng bb¶¶oo vvÖÖ ththøø cÊpcÊp.. GiGi¶¶mm biÕnbiÕn dd¹¹ngng ddÎÎo trong lo trong lííp bÒp bÒ mmÆÆt.t. c.c. ChÊt lChÊt l−−îîng bÒ mng bÒ mÆÆt ct cßßn ln l¹¹i.i. GiGi¶¶m nhim nhiÖÖtt ®é®é, oxy hãa dõng l, oxy hãa dõng l¹¹ii Vi mVi m««: C: C¸¸cc ®Ø®Ønh nhÊp nhnh nhÊp nh«« tt¹¹o tho thμμnh cÊu trnh cÊu tróóc nhc nh−− khi tkhi t««ii Page 15 of 107
+ ng suÊt NhiÖt ®é ø 0 Thêi gian I Ii Iii 0 Thêi gian I Ii - a b §å thÞ biÕn thiªn nhiÖt ®é bÒ mÆt vμ øng suÊt khi ma s¸t ngoμi I – B¾t ®Çu lμm viÖc; II – ChÕ ®é æn ®Þnh ; III – Sau khi bá t¶i NhÊp nh«NhÊp nh« ttèèii −−u khi lμu khi lμm vim viÖÖcc Qu¸ tr×nh h×nh thμnh nhÊp nh« bÒ mÆt tèiPage 16 of 107 −u víi t¶i víi sù san ph¼ng vμ h×nh thμnh c¸c nhÊp nh« míi. `
5.5. MMéét st sèè phph−−¬¬ng phng ph¸¸pp ®¸®¸nh ginh gi¸¸ chÊt lchÊt l−−îîng bÒ mng bÒ mÆÆtt 1.1. TrTr¹¹ng thng th¸¸i hi h××nh hnh hääc:c: Cã 2 nhãm phô thuCã 2 nhãm phô thuéécc ®é®é llíín cn cñña nhÊp nha nhÊp nh«« vvμμ sai ssai sèè.. Nhãm I: ThNhãm I: Th−−êng dêng dïïng cho cng cho c¸¸c nguyc nguyªªn cn c««ng trng tr−−ííc nhic nhiÖÖtt luyluyÖÖnn ThTh−−êng sêng söö dông cdông c¸¸c dông côc dông cô ®®oo Nhãm II:Nhãm II: ThTh−−êng dêng dïïng cho cng cho c¸¸c nguyc nguyªªn cn c««ng sau nhng sau nhÖÖtt luyluyÖÖn (gia cn (gia c««ng tinh).ng tinh). ThTh−−êng sêng söö dông dông cô quang hdông dông cô quang hääc, kÝnh hic, kÝnh hiÓÓnn vivi ®®iiÖÖn tn töö.. 2.2. TrTr¹¹ngng thth¸¸ii cÊu trcÊu tróóc lc lííp bÒ mp bÒ mÆÆtt ThTh−−êng sêng söö dôngdông phph−−¬¬ngng phph¸¸p php ph©©nn tÝch chôptÝch chôp ¶¶nh tnh tææ chchøøc tÕc tÕ vivi bb»»ng kÝnh hing kÝnh hiÓÓnn vivi ®®iiÖÖn tn töö ⇒⇒ XX¸¸cc ®®Þnh cÊu trÞnh cÊu tróóc tÕc tÕ vi, trvi, tr¹¹ngng thth¸¸ii phapha.. KiKiÓÓm tram tra cc¸¸cc khuyÕt tkhuyÕt tËËt tht th−−êng dêng dïïngng phph−−¬¬ngng phph¸¸p php ph©©nn tÝchtÝch RR¬¬nghennghen …… NgoNgoμμii ra cra cßßnn phph¶¶i xi x¸¸cc ®®Þnh cÊuÞnh cÊu trôctrôc mmμμng trongng trong trtr¹¹ngng thth¸¸ii ®®ééng thng th««ngng qua cqua c¸¸cc ®¹®¹i li l−−îîng trung gianng trung gian:: NhiNhiÖÖtt ®é®é tt¹¹ii ®®iiÓÓm tiÕp xm tiÕp xóóc thc thùùcc ((ddïïngng cameracamera hhåångng ngongo¹¹ii ®Ó®Ó quanquan ss¸¸t),t), ®®iiÖÖn thÕn thÕ…… Page 17 of 107
§§ 22 CC¸¸cc thth««ng sng sèè ®®ÆÆcc trtr−−ngng ccññaa hh××nhnh hhääc lc lííp bÒ mp bÒ mÆÆtt 1. X¸c ®Þnh ®−êng trung b×nh cña profin vïng kh¶o s¸t: dùa vμo nguyªn t¾c trung b×nh X¸X¸cc ®®ÞnhÞnh ®®−−êng nêng n»»mm ngangngang song songsong song vvííi vi vïïng profinng profin ®·®· chocho ëë dd−−íiíi ®®−−êng ch©êng ch©nn nhÊp nhnhÊp nh««, c, c¸¸cc tungtung ®é®é yy1, y, y2, y, y3…… cñcña profina profin ®®−−îcîc ®®oo trtrªªnn 1 2 3 ®®−−êng nêng n»»mm ngang vngang vííii cc¸¸cc khokho¶¶ngng cc¸¸chch ®®Òu nhau.Òu nhau. GiGi¸¸ trÞ thutrÞ thu ®®−−îcîc chia thμchia thμnhnh 22 nhãmnhãm ((nhãm trnhãm tr¸¸i vi vμμ nhãmnhãm phph¶¶i).i). §§−−êng trung bêng trung b××nhnh ®®i quai qua 2 ®2 ®iiÓÓmm MM1MM2:: 1 2 x’x’ = (x1+ xn/2)/2;= (x1+ xn/2)/2; xx’’’’ = (x= (xn/2/2+x+xn)/2 ;)/2 ; n n n / 2 y n / 2 y y'= ∑ i Page 18 of 107 y'= ∑ i 1 n / 2 1 n / 2
§§−−êng ®êng ®ØØnh profinnh profin AA1AA2 lμlμ ®®−−êng cêng c¸¸chch ®®Òu vÒu vííii ®®−−êng trung bêng trung b××nhnh vvμμ ®®ii 1 2 qua ®qua ®ØØnh cao nhÊt cnh cao nhÊt cñña profin va profin vííi chiÒui chiÒu ddμμii khkh¶¶o so s¸¸t (t (mmÉÉuu) L) L §§−−êng ch©êng ch©nn ccñña profina profin BB1BB2 lμlμ ®®−−êng cêng c¸¸chch ®®ÒuÒu ®®−−êng trung bêng trung b××nhnh vvμμ 1 2 ®i qua®i qua ®®iiÓÓm thÊp nhÊt cm thÊp nhÊt cñña profin trong khoa profin trong kho¶¶ng khng kh¶¶o so s¸¸t Lt L RRmax: §: §éé cao lcao líín nhÊt cn nhÊt cñña nhÊp nha nhÊp nh«« ((khokho¶¶ngng cc¸¸ch tõch tõ ®®−−êng ®êng ®ØØnhnh ®®ÕnÕn max ®®−−êng ch©êng ch©nn nhÊp nhnhÊp nh««)) R = 1 6 R max ∑ 5 1 maxi RRp: Kho: Kho¶¶ngng cc¸¸ch tõch tõ ®®ØØnh nhÊp nhnh nhÊp nh«« ttííii ®®−−êng trung bêng trung b××nhnh.. p 1 ∑5 R = R P 5 Pi 1 2.2. X¸X¸cc ®®ÞnhÞnh cc¸¸cc thth««ng sng sèè ®®ÆÆc trc tr−−ng cñng cña bÒ ma bÒ mÆÆtt hh××nh hnh hääcc RRa: §: §éé llÖÖch trungch trung bb××nh cnh cñña profina profin ®®−−îcîc ®®ääc trc trùùc tiÕp trc tiÕp trªªnn thiÕt bÞthiÕt bÞ a profinlometer/surfaceprofinlometer/surface--analyzeranalyzer R = 1 ∫L y(x) a dx Page 19 of 107L o
RRz: §: §éé sai lsai lÖÖch cch cñña nhÊp nha nhÊp nh«« theo chiÒu caotheo chiÒu cao ®®−−îcîc xx¸¸cc ®®Þnh theoÞnh theo 1010 z ®i®iÓÓmm:: R 1(∑5 | H | ∑5 | H |) = + Z 5 max i mini 1 1 HHmax: §: §éé llÖÖch lch líín nhÊt cn nhÊt cñña profina profin soso vvííii ®®−−êng trung bêng trung b××nhnh.. max HHmin: §: §éé llÖÖch nhch nháá nhÊt cnhÊt cñña profina profin soso vvííii ®®−−êng trung bêng trung b××nhnh.. min Z Ra x a L L a b c §Ønh Profile trung b×nh ∆l0,1 §Ønh Profile kh¶o s¸t a η 1 p 0 0,5 1 d tp = 2a 0,1 l r 3a 0,2 ν h BC tp = b R 0,3 x ∆l0,3 Rmax 0,5 y ∆l0,2 a RmaxCh©n Profile trung b×nh Rmax x =1 Ch©n Profile kh¶o s¸t L Page 20 of 107 Profin bÒ mÆProfin bÒ mÆt nhÊp nht nhÊp nh««
Affichage des 20 premières pages. Téléchargez le document pour le voir en entier.
Aucun commentaire pour le moment. Soyez le premier !
Commentaires (0)
Aucun commentaire pour le moment. Soyez le premier !