Dè a th' ann am Mìneachadh Crìochan Gràin

Bonasan de Chinnidhean Grain ann an Stuthan

Ann am stuthan criostail, tha atoms air an rèiteachadh ann an pàtran ath-aithneachail àrd-òrdaichte ris an canar cruinneachadh criostal. Ach, tha na stuthan seo gu math neo-chòmhnard. An àite sin, tha iad a’ toirt a-steach mòran bheag de chriostalan ris an canar chinnidhean. Tha gach chinidh le fhèin stiùireadh criostal, agus na sgìrean far am bi chinidhean a’ coinneachadh ris na canar crìochan chinnidhean.

Tha crìochan chinnidhean nan eadar-aghaidhean far a bheil an stiùireadh criostal ag atharrachadh. Bidh iad mar sgìrean sònraichte le feartan eadar-dhealaichte an coimeas ris na chinidhean fhèin. Tha diofar sheòrsaichean de chinnidhean, gu sònraichte roinnte leis an oisean eadar na chinidhean a tha a’ dol còmhla:

• Crìochan chinnidhean àrd-òir: Tha iad seo le mì-structar mòr (mar as trice os cionn 15 ceum). Tha iad nas neo-chòmhnard agus tha iad le barrachd lùth, a’ dèanamh iad nan slighean cudromach airson pròiseasan mar an leudachadh.
• Crìochan chinnidhean ìosal-òir: Tha iad seo le mì-structar beag (fo 15 ceum) agus tha iad a’ gabhail a-steach sreathan de dhìoladh. Tha iad nas lugha neo-chòmhnard na chinnidhean àrd-òir.
• Crìochan sònraichte: Tha seo a’ gabhail a-steach crìochan lann-labhairt àite co-chòrdail (CSL), a tha le structaran atomach gu math òrdail agus gu tric le lùth nas ìsle agus feartan leudachaidh eadar-dhealaichte.

Tha structar a-staigh chinnidhean nas neo-chòmhnard na na chinidhean, le barrachd neo-chòmhnard atomach agus barrachd àite saor. Leis an structar sònraichte seo, faodaidh crìochan chinnidhean a bhith nan slighean nas luaithe airson gluasad atomach, no leudachadh, an coimeas ris an cruinneachadh criostal iomlan. Leis gu bheil atoms aig crìochan chinnidhean nas lugha de phacadh teann agus barrachd loidhnichean mhearachdan, faodaidh iad gluasad nas fhasa, a’ dèanamh crìochan chinnidhean na prìomh phàirt ann a bhith a’ tuigsinn giùlan stuthan leithid neart, dìon an aghaidh corraidh, agus ìrean leudachaidh.

Dè a th' ann am Mìneachadh Crìochan Gràin

Tha leudachadh chinnidhean na crìochnachadh gluasad atoms air na crìochan eadar chinidhean ann am stuth criostal. A dh’ aindeoin leudachadh cruinneachaidh, far a bheil atoms a’ gluasad tro structar criostal math, tha leudachadh chinnidhean a’ tachairt anns na àiteachan nas neo-chòmhnard, nas fosgailte aig na crìochan chinidhean.

Tha leudachadh nas luaithe air na crìochan chinnidhean oir tha barrachd mhearachdan, àiteachan a bharrachd, agus structaran atomach le droch shuidheachadh. Tha seo a’ cruthachadh slighean nas fhasa airson atoms a shleamhnachadh tro na tha na atoms teann agus air an cur air dòigh gu h-àbhaisteach taobh a-staigh na chinidh fhèin. Smaoinich e mar bhith a’ siubhal tro sheòmar trang (leudachadh cruinneachaidh) an aghaidh gluasad tro chathair mhòr, falamh eadar na seòmraichean (leudachadh chinnidhean).

Tha an gluasad atomach nas luaithe seo a’ dèanamh crìochan chinnidhean nan slighean cudromach airson pròiseasan leithid corraidh, sintering, agus aois stuth. Tha tuigsinn an eadar-dhealais seo cuideachail airson tuigsinn mar a bhios stuthan ag obrachadh ann an tagraidhean fìor-shìmplidh.

Modh-obrach Leudachaidh Chinnidhean

Air ìre atomach, tha leudachadh chinnidhean a’ tachairt oir tha barrachd àite aig atoms agus nas lugha de structar ann am crìochan chinnidhean na ann am meadhan na chinidhean (cruinneachadh cruinneachaidh). Tha seo a’ ciallachadh gum faod atoms leum no gluasad nas fhasa air na crìochan seo, a bhios mar chòraichean nas luaithe airson leudachadh.

Carson a tha Diffusion nas fhasa aig Bràgan Crìche

• Structar Atomach: Tha bràgan crìche nan roinnean far a bheil an structar criostal neo-chothromach. Tha am mì-chothrom seo a’ cruthachadh barrachd àiteachan fosgailte, ris an canar volum an-asgaidh.
• Volum an-Asgaidh: Tha àiteachan a bharrachd eadar atoman a’ dèanamh nas fhasa do atoman sleamhnachadh troimhe.
• Teòthachd Mì-chothrom: Tha bràgan a’ gabhail a-steach mòran mhearachdan leithid dislocationan agus vacaidhean a tha a’ lughdachadh bacadh lùtha airson gluasad atomach.

Ciamar a tha e a’ dèanamh eadar-dhealachadh bho Diffusion Bulk

Air sgàth nan diofaran seo, faodaidh sgaoileadh chrìoch gràn a bhith os cionn ann an teòthachd nas ìsle far a bheil sgaoileadh volum a’ cuingealachadh. Tha tuigse air seo cuideachail ann a bhith a’ smachdachadh pròiseasan mar sining agus corraidh ann an meatailean.

Factaran a’ Buaidh air Sgaoileadh Chrìoch Gràn

Tha grunn fhactaran a’ toirt buaidh air cho luath sa bhios sgaoileadh chrìoch gràn a’ tachairt ann an stuthan. Tha teòthachd a’ cluich pàirt mhòr—tha teòthachd nas àirde a’ toirt barrachd lùth do na h-atoman gluasad, a’ dèanamh sgaoileadh nas luaithe. Tha an lùth gnìomhachaidh airson sgaoileadh chrìoch gràn mar as trice nas ìsle na airson sgaoileadh lattice, mar sin tha e nas fhasa do na h-atoman leum air adhart air chrìochan gràn.

Tha meud na gràn agus seòrsa nan chrìochan gràn cuideachd cudromach. Tha gràn nas lugha a’ ciallachadh barrachd chrìochan gràn, a’ meudachadh na slighean airson sgaoileadh. A bharrachd air sin, tha chrìochan le caractaran eadar-dhealaichte—mar shlighean àrd-ùine an aghaidh ìre ìosal—a’ toirt buaidh air ìrean sgaoileadh mar thoradh air diofaran ann an structar atomach agus mì-chothromachadh.

Tha glan-dhìonachd stuth agus a’ chruinneachadh cudromach cuideachd. Faodaidh dìonadairean a bhith a’ bacadh no a’ meudachadh sgaoileadh a rèir an eadar-obrachadh le chrìochan gràn. Dh’fhaodadh na h-eileamaidean alloy a bhith a’ sgrìobadh air chrìochan, ag atharrachadh giùlan sgaoileadh.

Mu dheireadh, tha cuideam taobh a-muigh a’ toirt buaidh air sgaoileadh chrìoch gràn le bhith ag atharrachadh an àite atomach no a’ cruthachadh loidhnichean teicheadh a dh’fhaodadh cuideachadh no bacadh a chur air gluasad atomach. Tha tuigse air na factaran seo cudromach airson tuigsinn mar a bhios stuthan ag obrachadh ann an suidheachaidhean fìor-shaoghal.

Tomhas agus Modail de Sgaoileadh Chrìoch Gràn

Gus tuigse fhaighinn air sgaoileadh chrìoch gràn, bidh saidheansair a’ cleachdadh dòighean sònraichte a’ nochdadh mar a ghluasadas an aghaidh na chrìochan seo. Tha dòighean cumanta a’ gabhail a-steach:

• Dòighean Radaitracer: Tha iad seo a’ cleachdadh isotop radioactach airson sgaoileadh atomach a leantainn thar ùine, a’ toirt seachad ìrean sgaoileadh mionaideach.
• Sgrùdadh Measgachadh Iain Dhàrna (SIMS): Tha am modh seo a’ dèanamh anailis air a’ chruinneachadh de dhùthchannan agus raointean faisg air uachdar gus mapa a dhèanamh air mar a sgaoileas eileamaidean air chrìochan gràn.

Tha modail sgaoileadh chrìoch gràn gu tric a’ cleachdadh eadar-dhealachaidhean de Achd Fick, a’ mìneachadh mar a tha pàirtean a’ sgaoileadh le brosnachadh le diofaran cuideam. Ach, tha giùlan nan chrìochan gràn eadar-dhealaichte bho stuthan mòr, mar sin bidh saidheansair a’ cleachdadh roinnean sònraichte mar Seòrsaichean A, B, agus C Harrison:

• Seòrsa A: Tha sgaoileadh mòr a’ gabhail thairis; tha sgaoileadh chrìoch gràn nas luaithe ach nas lugha cudromach an coimeas ri volum.
• Seòrsa B: Tha dà chuid crìoch gràn agus sgaoileadh lattice a' cur gu mòr ris na h-ìrean.
• Seòrsa C: Tha sgaoileadh crìoch gràn a' riaghladh oir tha sgaoileadh lattice gu math mall.

Tha na modalan seo a' cuideachadh le bhith a' ro-innse mar a bhios stuthan a' dèanamh fo chàirdean eadar-dhealaichte, leithid atharrachaidhean teòthachd no cuideam meacanaigeach. Tha seo riatanach airson dealbhadh stuthan le barrachd seasmhachd, gu sònraichte nuair a tha buaidh crìoch gràn a' toirt buaidh mhòr air pròiseasan mar corraidh no creimeag. Gu h-iomlan, tha tomhas agus modail a' toirt dhuinn rathad-obrach practaigeach airson leasachadh coileanadh ann an meatailtean, alloyan, agus stuthan magnetach.

Buaidhean practaigeach agus tagraidhean de sgaoileadh crìoch gràn

Tha sgaoileadh crìoch gràn a' cluich dreuchd chudromach ann an iomadh pròiseas stuthan leithid sintering, creimeag, corraidh, agus briseadh. Leis gu bheil crìochan gràn a' tabhann slighean atomach nas luaithe na an lattice mòr, faodaidh sgaoileadh air na crìochan sin buaidh mhòr a thoirt air mar a bhios stuthan a' dèanamh fo theas agus cuideam.

Ann an sintering, tha sgaoileadh crìoch gràn a' cuideachadh le bhith a' ceangal pàirtean nas èifeachdaiche, a' leasachadh tiugh agus neart meacanaigeach. Rè creimeag—far a bheil stuthan a' deformadh gu slaodach fo chuideam cunbhalach—tha sgaoileadh crìoch gràn a' leigeil le atoms gluasad nas fhasa, a' toirt buaidh air seasmhachd fad-ùine. Ach, ann an corraidh agus briseadh, faodaidh an sgaoileadh nas luaithe seo air na crìochan gràn a bhith ag adhbhrachadh spotan lag, a' dèanamh stuthan nas so-leònta do mhealladh.

Airson stuthan magnetach, gu sònraichte an fheadhainn a chaidh a dhèanamh aig NBAEM, tha smachd air sgaoileadh crìoch gràn riatanach. Tha e a' toirt buaidh dhìreach air feartan magnetach le bhith a' toirt buaidh air structar agus glanadh crìche. Tha riaghladh sgaoileadh a' cuideachadh le bhith a' leasachadh coileanadh magnetach, neart meacanaigeach, agus beatha fhada nan magnetan. Tha seo gu sònraichte cudromach ann an stuthan magnetach àrd-choileanadh far a bheil seasmhachd agus seasmhachd na prìomh dhòighean.

Le bhith a' tuigsinn agus a' leasachadh sgaoileadh crìoch gràn, tha NBAEM a' dèanamh cinnteach gu bheil na magnetan aca a' cumail càileachd sàr-mhath, a' cothlamadh coileanadh magnetach làidir le seasmhachd meacanaigeach.Tha an t-eòlas seo a' toirt taic do ùr-ghnàthachadh ann am dealbhadh stuthan a' coinneachadh ri feumalachdan margaidh na RA airson pàirtean magnetach earbsach, càileachd àrd. Airson barrachd fhaighinn a-mach mu stuthan magnetach, faic Dè a th' ann am Magnet SmCo àrd-choileanadh agus Dè a th' ann am Magnet seasmhach.

Sgaoileadh crìoch gràn ann an stuthan magnetach

Tha sgaoileadh crìoch gràn a' cluich dreuchd shònraichte ann an stuthan magnetach, a' toirt buaidh air na raointean magnetach agus coileanadh iomlan. Mur a bheil sgaoileadh mòr ann an lattice, faodaidh gluasad air na crìochan gràn atharrachadh structar nan atoms agus na ballachan raointean magnetach nas luaithe. Faodaidh seo adhartachadh no cron a dhèanamh air feartan magnetach a rèir an stuth agus na suidheachaidhean giullachd.

Is i dùbhlan a th' ann gu bheil sgaoileadh cus air na crìochan gràn a' leantainn gu atharrachaidhean neo-iomchaidh ann an co-thaobhadh magnetach, a' leantainn gu lùbadh coercivity no magnetization. Ach, faodaidh smachd air sgaoileadh air na crìochan gràn leasachadh co-ionannachd nan raointean magnetach, a' neartachadh seasmhachd agus neart nan magnetan.

Mar eisimpleir, ann am magnetan beairtean-ùr mar SmCo agus NdFeB, tha riaghladh sgaoileadh crìoch gràn a' cuideachadh le bhith a' cumail structar gràn mionaideach, a tha riatanach airson àrd-choileanadh magnetach agus seasmhachd teothachd. Tha seo riatanach ann an tagraidhean a dh' fheumas magnetan làidir, earbsach, leithid motaran dealain no innealan stòraidh dàta.

Tha tuigsinn agus smachd a chumail air sgaoileadh crìoch gràn cuideachd a' cuideachadh le bhith a' lughdachadh aois magnetach agus a' leasachadh an aghaidh corraidh agus briseadh, na duilgheadasan cumanta ann an gnìomhachas stuthan magnetach. Tha na buannachdan seo a' dèanamh sgaoileadh crìoch gràn na fhactar cudromach ann a bhith a' dèanamh magnetan àrd-choileanadh airson margaidhean na RA a tha ag iarraidh.

Gus barrachd ionnsachadh mu bhun-bheachdan magnetan agus raointean magnetach, thoir sùil air dè a th' ann am magnet beairtean-ùr agus dè na poilean magnetach.