បច្ចេកវិទ្យាព្យាបាលផ្ទៃអាលុយមីញ៉ូម៖ "ថ្នាំកូតវេទមន្ត" នៃលោហៈ

នៅក្នុងសិក្ខាសាលាផលិតស្រោមទូរស័ព្ទស្មាតហ្វូន ស្បែកយន្តហោះ និងការសាងសង់ជញ្ជាំងវាំងនន កញ្ចក់រលោងបន្ទះអាលុយមីញ៉ូមអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរទៅជា "ស្បែកឆ្លាតវៃ" ដែលធន់នឹងស្នាមម្រាមដៃ ធន់នឹងការកោស និងសូម្បីតែប្រែពណ៌បន្ទាប់ពីឆ្លងកាត់ដំណើរការអាថ៌កំបាំង។ នេះគឺជាវេទមន្តនៃបច្ចេកវិជ្ជាព្យាបាលលើផ្ទៃអាលុយមីញ៉ូម - តាមរយៈមធ្យោបាយរូបវិទ្យា គីមី ឬជីវសាស្រ្ត "គ្រឿងសឹកម៉ូលេគុល" ដែលមានមុខងារជាច្រើនត្រូវបានសាងសង់លើផ្ទៃអាលុយមីញ៉ូម ដែលអនុញ្ញាតឱ្យលោហៈធម្មតាបញ្ចេញនូវថាមពលដ៏វិសេសវិសាល។

ហេតុអ្វីបានជាការព្យាបាលលើផ្ទៃចាំបាច់?

ទោះបីជាអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា "លោហៈដែលមិនច្រេះ" ក៏ដោយក៏លក្ខណៈធម្មជាតិរបស់វាមានចំណុចខ្វះខាតសំខាន់ៗចំនួនបី៖

ងាយនឹងច្រេះ៖ នៅក្នុងបរិយាកាសសើម អាលុយមីញ៉ូមមានប្រតិកម្មជាមួយអុកស៊ីហ្សែនដើម្បីបង្កើតស្រទាប់ការពារអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូម ប៉ុន្តែបរិស្ថានអាសុីត ឬអាល់កាឡាំងអាចបំផ្លាញរបាំងធម្មជាតិនេះ។

ភាពធន់នឹងការពាក់មិនល្អ៖ អាលុយមីញ៉ូមសុទ្ធមានភាពរឹងត្រឹមតែ HV15-20 (ដែកមាន HV40-60) ហើយការកោសងាយនឹងកើតមានក្នុងអំឡុងពេលកកិតប្រចាំថ្ងៃ។

ដែនកំណត់សោភ័ណភាព៖ ផ្ទៃអាលុយមីញ៉ូមដែលមិនបានព្យាបាលគឺរិល និងខ្វះពន្លឺ ដែលធ្វើឱ្យវាពិបាកក្នុងការបំពេញតាមតម្រូវការការរចនាកម្រិតខ្ពស់។

បច្ចេកវិជ្ជាព្យាបាលលើផ្ទៃមានគោលបំណងដោះស្រាយបញ្ហាទាំងនេះដោយបង្កើតជាថ្នាំកូតដែលមានមុខងារពី 0.1-500 μm លើផ្ទៃអាលុយមីញ៉ូម ដែលផ្តល់ឱ្យវានូវលក្ខណៈដូចជាធន់នឹងច្រេះ ធន់នឹងការពាក់ និងការតុបតែង។ អាលុយមីញ៉ូមជាង 200 លានតោនបានឆ្លងកាត់ការព្យាបាលលើផ្ទៃជុំវិញពិភពលោកជារៀងរាល់ឆ្នាំ ដែលបង្កើតបានជាតម្លៃផលិតកម្មជាង 300 ពាន់លានដុល្លារអាមេរិក។

ការវិភាគពេញលេញនៃបច្ចេកវិទ្យាព្យាបាលផ្ទៃសំខាន់ៗ

Anodizing: វេទមន្តអេឡិចត្រូលីសបង្កើត 'គ្រឿងសឹក'

គោលការណ៍៖ ជ្រលក់សម្ភារៈអាលុយមីញ៉ូមនៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីក ហើយបង្កើតស្រទាប់សេរ៉ាមិចអាលុយមីញ៉ូពី 10 ទៅ 200 μm នៅលើផ្ទៃបន្ទាប់ពីត្រូវបានអគ្គិសនី។

គំនួសពណ៌បច្ចេកទេស

បង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ Honeycomb ខ្នាតខ្នាតតូចដែលមានភាពរឹងរហូតដល់ HV300 (កើនឡើង 15 ដង)
អាចត្រូវបានលាបពណ៌ជាជាង 200 ពណ៌ (ដូចជាពណ៌ខៀវជម្រាលសម្រាប់ iPhone) ។

ធន់នឹងការច្រេះអំបិលរហូតដល់ 2000 ម៉ោង (បន្ទះអាលុយមីញ៉ូមធម្មតាត្រឹមតែ 500 ម៉ោង)។

ករណីដាក់ពាក្យ

លំហអាកាស៖ ការព្យាបាលស្បែករបស់យន្តហោះ Boeing 787 ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់នឹងកាំរស្មី UV បីដង។

ជញ្ជាំងវាំងននអាគារ៖ បន្ទះសមាសធាតុ Alucobond កម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត 50 μm ជាមួយនឹងអាយុកាលជាង 50 ឆ្នាំ។

Electroplating: ការរួមបញ្ចូលឆ្លងកាត់ព្រំដែននៃថ្នាំកូតដែក

គោលការណ៍៖ ដោយ​ការ​បំប្លែង​សារធាតុ​គីមី នីកែល ក្រូមីញ៉ូម សំណប៉ាហាំង និង​ស្រទាប់​លោហធាតុ​ផ្សេង​ទៀត​ត្រូវ​បាន​គ្រប​លើ​ផ្ទៃ​អាលុយមីញ៉ូម។

របកគំហើញនវានុវត្តន៍៖

Nanoelectroplating: ប្រទេសជប៉ុនបង្កើតថ្នាំកូតស្តើងបំផុតដែលមានកម្រាស់ត្រឹមតែ 1 μm ដើម្បីរក្សាបាននូវអត្ថប្រយោជន៍នៃស្រទាប់ខាងក្រោមទម្ងន់ស្រាល។

ការបូកកំបោលអេឡិចត្រូតៈ ការបន្ថែមភាគល្អិតពេជ្រទៅក្នុងសូលុយស្យុងបន្ទះដើម្បីបង្កើនភាពរឹងដល់ HV1000។

ការជំនួសផ្នែកបរិស្ថាន៖ ដំណើរការអេឡិចត្រូលីតដោយសេរី Cyanide កាត់បន្ថយការបំភាយលោហៈធ្ងន់បាន 90% ។

សេណារីយ៉ូនៃកម្មវិធី
គ្រឿងបន្លាស់រថយន្ត៖ ថាសថ្ម Tesla ស្រោបដោយស្រទាប់នីកែល មានសមត្ថភាពទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់រហូតដល់ 800 ℃។

ផលិតផលអេឡិចត្រូនិក៖ សំបក MacBook ស្រោបដោយស្រទាប់ទង់ដែង ចរន្តកំដៅបានប្រសើរឡើង 40% ។

Micro arc oxidation (MAO): "ចង្រ្កានអាតូម" សម្រាប់ថ្នាំកូតសេរ៉ាមិច

គោលការណ៍បច្ចេកទេស: នៅក្រោមវាលអគ្គីសនីដែលមានតង់ស្យុងខ្ពស់ការបញ្ចេញប្លាស្មាត្រូវបានបង្កើតនៅលើផ្ទៃអាលុយមីញ៉ូមបង្កើតជាស្រទាប់សេរ៉ាមិច 10-200 μm។

គុណសម្បត្តិនៃការអនុវត្ត៖

ធន់នឹងការពាក់៖ អត្រាពាក់មានកម្រិតទាបដល់ទៅ 5 × 10 ⁻⁷ mm ³/N · m (1/5 នៃ anodizing) ។

ការអនុវត្តអ៊ីសូឡង់: វ៉ុលបំបែករហូតដល់ 2000V / mm (10 ដងនៃដែកថែប) ។

ភាពឆបគ្នានៃជីវសាស្រ្ត៖ មានការបញ្ជាក់ខាងវេជ្ជសាស្ត្រសម្រាប់ប្រើក្នុងការផ្សាំសន្លាក់សិប្បនិម្មិត។

កម្មវិធីព្រំដែន៖

បរិក្ខារពេទ្យ៖ ឧបករណ៍វះកាត់អាល្លឺម៉ង់ B Braun ត្រូវបានស្រោបដោយ MAO លើផ្ទៃជាមួយនឹងអត្រាបាក់តេរី ៩៩.៩%។

អ៊ីសូឡង់យានអវកាស៖ អង្គការ NASA បានបង្កើតស្រទាប់សេរ៉ាមិចចម្រុះ Al ₂ O ∝ – TiO ₂ ធន់នឹងសីតុណ្ហភាពដល់ 2000 ℃។

ខ្សែភាពយន្តបំប្លែងគីមី៖ "ខែលមើលមិនឃើញ" សម្រាប់ការផលិតពណ៌បៃតង

លក្ខណៈបច្ចេកទេស៖ មិនត្រូវការអគ្គិសនី បង្កើតខ្សែភាពយន្តការពារនៅក្នុងដំណោះស្រាយសីតុណ្ហភាពក្នុងបន្ទប់។

ដំណើរការធម្មតា៖

ការបំប្លែងក្រូម៖ ធន់នឹងច្រេះល្អ ប៉ុន្តែក្រូមីញ៉ូម hexavalent គឺជាសារធាតុបង្កមហារីក (ត្រូវបានហាមឃាត់ដោយសហភាពអឺរ៉ុប)។

ការបំប្លែងសារធាតុ phosphate chromate៖ ជាដំណោះស្រាយជំនួសដែលមិនមានសារធាតុក្រូមីញ៉ូម និងងាយស្រួលដល់បរិស្ថាន ដែលត្រូវបានអនុវត្តយ៉ាងពេញលេញនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្មរបស់ក្រុមហ៊ុន Ford ។

ការព្យាបាល Silane: ការជំនួសអំបិលដែកជាមួយនឹងម៉ូលេគុល organosilane កាត់បន្ថយការចំណាយលើការព្យាបាលទឹកសំណល់ 70% ។

បដិវត្តន៍បច្ចេកវិទ្យាថ្មីដែលរំខាន

ថ្នាំកូតណាណូ៖ ការការពារភាពជាក់លាក់កម្រិតម៉ូលេគុល

ថ្នាំកូត "បែបផែនស្លឹកឈូកជីវសាស្រ្ត" ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសាកលវិទ្យាល័យ Harvard មានមុំទំនាក់ទំនង 160 ដឺក្រេ ហើយដំណក់ទឹករមៀលចេញដោយស្វ័យប្រវត្តិ។BASF nanoceramic coating មកពីប្រទេសអាឡឺម៉ង់ ដែលមានកម្រាស់ 200nm អាចទប់ទល់នឹងការប៉ះទង្គិចខ្សាច់ និងក្រួស។

ថ្នាំកូតព្យាបាលដោយខ្លួនឯង: "ការបង្កើតឡើងវិញដោយខ្លួនឯង" នៃវត្ថុធាតុដើម

Kansai Coatings នៅប្រទេសជប៉ុនបានបង្កើតប្រព័ន្ធព្យាបាលដោយខ្លួនឯង microcapsule ដែលបញ្ចេញភ្នាក់ងារជួសជុលនៅកន្លែងកោស ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការស្តារឡើងវិញរយៈពេល 24 ម៉ោង។
វិទ្យាស្ថានវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យាសម្ភារៈ Hefei បណ្ឌិតសភាវិទ្យាសាស្ត្រចិន បានបង្កើតថ្នាំកូតដែលឆ្លើយតបនឹងកម្ដៅ ដែលជួសជុលដោយស្វ័យប្រវត្តិនៅពេលប៉ះនឹងកំដៅ។

ថ្នាំកូតផ្លាស់ប្តូរពណ៌ឆ្លាតវៃ៖ ផ្ទៃដែលអាច 'គិត'

Gentex electrochromic កញ្ចក់ពីអ៊ីស្រាអែលជាមួយនឹងការបញ្ជូនពន្លឺលៃតម្រូវដោយវ៉ុល (1% -80%)
បច្ចេកវិទ្យាទឹកថ្នាំអេឡិចត្រូនិក Merck មកពីប្រទេសអាល្លឺម៉ង់សម្រេចបានការផ្លាស់ប្តូរថាមវន្តនៃលំនាំផ្ទៃលើបន្ទះអាលុយមីញ៉ូម។

ទេសភាពនៃកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម

គ្រឿងអេឡិចត្រូនិក៖ ការបង្ហាញនៃសិល្បៈហត្ថកម្មដ៏ជាក់លាក់

ស៊ុមនៃស៊េរី Huawei Mate ប្រើប្រាស់នូវ micro arc oxidation + PVD coating ជាមួយនឹងកម្រាស់ត្រឹមតែ 0.6mm។ស៊ុម Samsung Galaxy S24 Ultra ប្រើខ្សែភាពយន្តកាបូនដូចពេជ្រ (DLC) ជាមួយនឹងភាពរឹងនៃ HV900 ។

យានជំនិះថាមពលថ្មី៖ តុល្យភាពទម្ងន់ស្រាល និងសុវត្ថិភាព

ថាសថ្ម BYD ប្រើថ្នាំកូតអេណូឌីស + ជ័រអេផូស៊ី កម្រិតធន់នឹងភ្លើង UL94 V-0
ពាសដែក​តួ​រថយន្ត BMW iX ត្រូវបាន​ស្រោប​ដោយ​សារធាតុ​សេរ៉ាមិច ដែល​កាត់បន្ថយ​ទម្ងន់​បាន ៣០% និង​ធន់​នឹង​ការ​ប៉ះទង្គិច។

ជញ្ជាំងវាំងននស្ថាបត្យកម្ម៖ ការបង្ហាញបច្ចេកវិទ្យានៃសោភ័ណភាពទីក្រុង

ជញ្ជាំងខាងក្រៅនៃ Burj Khalifa ក្នុងទីក្រុងឌូបៃត្រូវបានស្រោបដោយសារធាតុ fluorocarbon ជាមួយនឹងភាពធន់នឹងអាកាសធាតុរហូតដល់ 50 ឆ្នាំ។
ប៉មមកុដនៃអគារមជ្ឈមណ្ឌលសៀងហៃ ប្រើប្រាស់ថ្នាំកូតសម្អាតដោយខ្លួនឯងដោយ photocatalysis ដើម្បីយកធូលីដីចេញបន្ទាប់ពីលាងទឹកភ្លៀង។

 
និន្នាការ និងបញ្ហាប្រឈមនាពេលអនាគត

ការផ្លាស់ប្តូរផលិតកម្មបៃតង

ភ្នាក់ងារបំប្លែងជីវសាស្ត្រ៖ ការប្រើប្រាស់សារធាតុចម្រាញ់ពីរុក្ខជាតិដើម្បីជំនួសសារធាតុគីមីប្រពៃណី
ការព្យាបាលប្លាស្មាសីតុណ្ហភាពទាប៖ ការប្រើប្រាស់ថាមពលកាត់បន្ថយ 50% មិនមានការបញ្ចេញទឹកសំណល់។

ការរួមបញ្ចូលមុខងារច្រើន។

ការស្រាវជ្រាវ និងការអភិវឌ្ឍនៃ superhydrophobic, antibacterial, និង conductive បីនៅក្នុងថ្នាំកូតតែមួយ
ថ្នាំកូតអេឡិកត្រូនិកដែលអាចលាតសន្ធឹងបាន៖ រក្សាបាននូវចរន្តអគ្គិសនី ទោះបីជាមានអត្រាលាតសន្ធឹង 300% ក៏ដោយ។

ការអភិវឌ្ឍន៍ឆ្លាតវៃ

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារួមបញ្ចូលគ្នា៖ ការត្រួតពិនិត្យពេលវេលាពិតប្រាកដនៃស្ថានភាពសុខភាពសម្ភារៈ។

ថ្នាំកូតផ្លាស់ប្តូរពណ៌ដែលឆ្លើយតបពន្លឺ៖ លៃតម្រូវជម្រៅពណ៌ដោយស្វ័យប្រវត្តិទៅតាមអាំងតង់ស៊ីតេកាំរស្មីយូវី។