Ma sát học - Phạm Văn Hùng

UN
Uni24h
0 次下载
107
0

资料内容

第 1 页

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

第 2 页

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:: œœ NhiNhiÖÖtt,, llööaa, ..., ... œœ PhanhPhanh hh··m, tm, t¨¨ng tng tèècc ®é®é phph¶¶nn øøng hãa hng hãa hääcc,,…… œœ HHμμn,n, ®¸®¸nh bãngnh bãng,,…… œœ GhiGhi vvμμ ®®ääcc dd÷÷ liliÖÖuu,,…… œœ HH¹¹i:i: œœ TTææn haon hao cc««ng suÊtng suÊt.. œœ Sinh nhiSinh nhiÖÖtt llμμmm thaythay ®®ææi bÒni bÒn,, ttææ chchøøc cacc cac bon, hydro, tbon, hydro, t¹¹oo ththμμnhnh cc¸¸cc ««xitxit…… ™™ §§ÆÆcc ®®iiÓÓmm:: œœ 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.. œœ GG¾¾nn liÒn vliÒn vííi qui qu¸¸ trtr××nh mnh mßßnn ÆÆ tutuææi thi thää vvμμ ®é®é tintin ccËËyy.. œœ §§−−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).).

第 3 页

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: œœ ThayThay ®®ææi chÕi chÕ ®é®é ll¾¾pp ghÐp cghÐp cññaa cc¸¸cc ccÆÆpp ma sma s¸¸t,t, œœ ThayThay ®®áái chÕi chÕ ®é®é llμμmm viviÖÖc cc cñña ca cÆÆpp ma sma s¸¸t,t, œœ 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:: œœ GG¾¾nn liÒn vliÒn vííi qui qu¸¸ trtr××nhnh ma sma s¸¸tt œœ QuQu¸¸ trtr××nhnh phph¸¸ hhññy ty tËËp trung trong mp trung trong méét tht thÓÓ tÝchtÝch rÊtrÊt nhnháá ccññaa vvËËtt liliÖÖuu œœ PhPhÇÇn tn töö mmßßnn tt¹¹oo ththμμnhnh llμμ kÕt qukÕt qu¶¶ ccñña nhiÒu la nhiÒu lÇÇnn tt−−¬¬ngng tt¸¸c.c. œœ §§−−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:: œœ MMßßnn bb××nh thnh th−−êngêng ((æænn ®®ÞnhÞnh)) ccßßn gn gääii llμμ mmßßnn cc¬¬ hãa Hkhãa Hk//HmHm >> 0,6.0,6. œœ MMßßnn hh¹¹t mt mμμi (i (khkh««ngngPage 3 of 107bb××nh thnh th−−êngêng)) HkHk//HmHm < 0,6.< 0,6.

第 4 页

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: œœ 11-- Phô thuPhô thuéécc vvμμoo SStx.. tx œœ 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..

第 5 页

™™Ba trBa tr−−êng phêng ph¸¸ii nghinghiªªnn ccøøuu:: œœ 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.. œœ CÊu tróCÊu tróc thc thøø cÊp trongcÊp trong bb««ii trtr¬¬nn gigiííii hh¹¹nn ⇒⇒ mμmμngng bb¶¶oo vÖvÖ.. œœ ¸¸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

第 6 页

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

第 7 页

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

第 8 页

™™ 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)) œœ 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. œœ 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. œœ 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

第 9 页

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

第 10 页

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

第 11 页

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

第 12 页

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

第 13 页

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

第 14 页

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:: œœ PhPh−−¬¬ngng phph¸¸p tp t¹¹o pho ph««i,i, œœ PhPh−−¬¬ngng phph¸¸pp nhinhiÖÖt luyt luyÖÖnn,, œœ PhPh−−¬¬ngng phph¸¸pp giagia cc««ng lng lÇÇn cun cuèèii –– chÕchÕ ®é®é cc««ng nghng nghÖÖ œœ KÕt cÊuKÕt cÊu ⇒⇒BiBiÓÓuu ®å®å øøng suÊtng suÊt ⇒⇒ BÒBÒ mmÆÆt mt mííi cãi cã tt¨¨ng bÒnng bÒn,, mmßßn Ýtn Ýt.. œœ 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: œœ 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) œœ 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

第 15 页

Khi mKhi mßßn oxy hãa cã hai dn oxy hãa cã hai d¹¹ng cng c¬¬ bb¶¶n:n: œœ 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) œœ 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 œœ §¶§¶m bm b¶¶oo ®®iÒu kiiÒu kiÖÖnn llμμmm viviÖÖcc bb××nh thnh th−−êngêng ((æænn ®®ÞnhÞnh)) œœ 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.. œœ 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. œœ GiGi¶¶m nhim nhiÖÖtt ®é®é, oxy hãa dõng l, oxy hãa dõng l¹¹ii œœ 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

第 16 页

+ 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 œœ 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. `

第 17 页

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

第 18 页

§§ 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

第 19 页

™™ §§−−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

第 20 页

™™ 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««

显示前 20 页。下载资料查看完整内容。

评论 (0)

登录 以加入讨论

暂无评论。快来抢沙发吧!