01
Qog'ozga kirish
Yttria{0}}stabillangan tsirkoniya (YSZ) keramika yuqori erish nuqtasi, ajoyib qattiqligi va mukammal korroziyaga chidamliligi tufayli-issiqlik toʻsiqni qoplamalari va biomeditsina- kabi muhandislik sohalarida keng qoʻllaniladi. An'anaviy keramika birlashma usullari (masalan, lehimlash va diffuziya bilan bog'lash) odatda butun yig'ilishni yuqori haroratli pechda uzoq muddatli termik ishlov berishdan o'tkazishni talab qiladi; bu jarayon ichki o'ralgan elektron komponentlarning funksionalligini buzishi mumkin va ishlov beriladigan namunalarning o'lchami o'choq kamerasining o'lchamlari bilan jiddiy cheklanadi. Binobarin, past issiqlik quvvati bilan tavsiflangan tezkor, mahalliylashtirilgan birlashma usullarini ishlab chiqish zarurati tug'iladi. O'ta tezkor lazerli payvandlash juda past issiqlik kiritishning o'ziga xos afzalligini taqdim etsa-da, YSZ keramikasini to'g'ridan-to'g'ri payvandlash yuqori konsentratsiyali energiya to'planishiga olib keladi, bu esa jiddiy material ablatsiyasiga olib keladi. Ushbu ablasyon keskin, uchburchak tirqishlar sifatida namoyon bo'ladi, bu sezilarli stress kontsentratsiyasini keltirib chiqaradi va oxir-oqibat asosiy materialdan sezilarli darajada past bo'g'in mustahkamligiga olib keladi.
02
**To'liq matnli sharh**
Jiddiy ablasyon va stress kontsentratsiyasining muhim muammolarini hal qilish uchun ushbu tadqiqot tebranuvchi ultratez lazerdan foydalangan holda YSZ keramikasini termoyadroviy payvandlashning yangi usulini taklif qiladi. Ultrafast lazerni ma'lum bir traektoriya bo'ylab tebranishini nazorat qilish orqali ushbu uslub lazer va substrat o'rtasidagi o'zaro ta'sir maydonini kengaytiradi va shu bilan interfeysdagi lazer energiyasi zichligini tarqatadi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, to'g'ridan-to'g'ri payvandlash bilan solishtirganda, tebranishli payvandlash o'tkir ablasyon choklarini silliq, barmoq{2}}kabi tirqishlarga aylantiradi va termoyadroviy zonada egri ustunli don strukturasining shakllanishiga olib keladi va shu bilan birikmaning mexanik xususiyatlarini sezilarli darajada oshiradi. Bundan tashqari, bir tomonlama payvandlash bilan bog'liq bo'lgan chuqurlikning etarli emasligi muammosini bartaraf etish uchun ushbu tadqiqotda ikki tomonlama tebranuvchi payvandlash texnikasi- muvaffaqiyatli amalga oshirildi; bu yondashuv toʻliq qalinlikdagi payvandlashni toʻliq boʻlmagan penetratsion nuqsonlarsiz-oldi, natijada boʻgʻinning toʻrt nuqtali egilish kuchi yanada sezilarli darajada yaxshilandi.
03
**Illustrated tahlil**
1-rasmda tebranuvchi o'ta tez lazerli payvandlashning jarayon tamoyillari va uning hosil bo'lgan bo'g'inlarning makro- va mikro-morfologiyasiga foydali ta'siri ko'rsatilgan. Payvandlash jarayonida namuna kompyuter-boshqariladigan uch-oʻq (XYZ) harakat platformasiga joylashtiriladi; lazer nuri Y-oʻqi boʻylab chiziqli oʻtayotganda, u bir vaqtning oʻzida uchburchak toʻlqin shakli boʻyicha X-oʻqi boʻylab lateral tebranishga uchraydi (. 1a va 1b-rasmlar). Tebranish orqali energiyaning qayta taqsimlanishi, odatda, to'g'ridan-to'g'ri (-tebranishsiz) payvandlashda hosil bo'ladigan o'tkir uchburchak kesiklarni-barmoqqa o'xshash silliqroq, barmoqlarga o'xshash chuqurchalarga aylantiradi. Mikrotuzilma nuqtai nazaridan, tebranuvchi lazerning eritilgan hovuzga qo'zg'atuvchi ta'siri lazerning tebranish traektoriyasiga parallel ravishda yo'naltirilgan bo'g'in ichida egri ustunli don strukturalarining shakllanishiga olib keladi (. 1e-rasm). Birikish zonasining (II mintaqa) yorilish morfologiyasi (. 1d-rasm) yana shuni ko'rsatadiki, mexanik yuk ostida bu to'lqinsimon, cho'zilgan ustunsimon donalar don chegaralari va bo'linish tekisliklari bo'ylab sinishga moyil bo'ladi. Yoriqlar bu kavisli don chegaralari bo'ylab tarqalib borar ekan, ular doimo o'z yo'nalishini o'zgartirishga majbur bo'ladilar; bu yoriqlar tarqalishining sirt maydonini va sinish uchun zarur bo'lgan energiyani sezilarli darajada oshiradi va shu bilan bo'g'inning mexanik xususiyatlarini sezilarli darajada oshiradi.
2-rasmda bir{1}}va ikki tomonlama tebranuvchi ultratezkor lazerli payvandlash yoʻli bilan hosil qilingan boʻgʻinlar orasidagi mikro tuzilmaviy farqlar hamda bu farqlarning toʻrtta nuqta egilish kuchiga taʼsiri toʻliq koʻrsatilgan. 2a-rasmda 900 mVt lazer quvvati va 0,1 mm/s payvandlash tezligida bir tomonlama tebranish texnikasi yordamida payvandlangan bo'g'inning kesishuvi va sinish morfologiyasi ko'rsatilgan. Bir tomonlama tebranish texnikasi-lazer energiyasini tarqatganligi sababli erish chuqurligi sezilarli darajada kamayadi; natijada, toʻliq qalinlikdagi{12}}payvandlash amalga oshirilmaydi, bu esa boʻgʻin ichida alohida bogʻlanmagan hududlarni qoldiradi. Qo'llaniladigan yuk ostida, bu kirmagan hududlar kuchli stress kontsentratsiyasini keltirib chiqaradi va shu bilan bo'g'inning mexanik xususiyatlarining yanada yaxshilanishini cheklaydi. Ikki tomonlama{15}}tebranishli payvandlash strategiyasi-bu toʻsiqni bartaraf etish uchun maxsus joriy qilingan-oʻta samarali ekanligini isbotladi. 2b-rasmda ko'rsatilganidek, bir xil qayta ishlash parametrlari ostida, ikki tomonlama payvandlash usuli bo'g'inning to'liq sinteziga muvaffaqiyatli erishdi, bog'lanmagan hududlardan kelib chiqadigan kuchlanish kontsentratsiyasini samarali ravishda yo'q qildi va bo'g'inning samarali bog'lanish maydonini sezilarli darajada oshirdi. 2c-rasmda keltirilgan mexanik xususiyatlarni taqqoslash ushbu morfologik yaxshilanishlar natijasida kuchning sezilarli o'sishini vizual tasdiqlaydi. Bir tomonlama payvandlashda 0,05 mm/s payvandlash tezligida 53,9 MPa maksimal quvvatga erishildi; aksincha, ikki tomonlama payvandlash texnikasidan foydalanganda, 0,10 mm/s tezlikda 56,2 MPa maksimal egilish kuchiga- erishildi, bu to'g'ridan-to'g'ri payvandlash bilan solishtirganda 102,2% yaxshilandi. Bu ichki nuqsonlarni bartaraf etish va keramika birikmalarining umumiy mexanik ish faoliyatini yaxshilashda ikki tomonlama tebranuvchi payvandlashning hal qiluvchi afzalliklarini aniq ko'rsatadi.
