ដោយប្រើម្សៅទីតានីញ៉ូម ម្សៅអាលុយមីញ៉ូម និងម្សៅ boron carbide ជាវត្ថុធាតុដើម ថ្នាំកូត Ti-CB-Al ដែលមានសមាសធាតុ TiC, TiB និង TiAl intermetallic ផលិតដោយខ្លួនឯង ត្រូវបានរៀបចំឡើងលើផ្ទៃនៃលោហៈធាតុទីតាញ៉ូម Ti6Al4V ដោយធ្វើសមកាលកម្ម។ ប្រព័ន្ធបិទភ្ជាប់ឡាស៊ែរ coaxial ។ រចនាសម្ព័ន្ធ microstructure, សមាសភាពដំណាក់កាល, microhardness និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចមីក្រូណាណូនៃថ្នាំកូតសមាសធាតុត្រូវបានសិក្សា។ លទ្ធផលបង្ហាញថាម្សៅទាំងបីមានប្រតិកម្មយ៉ាងពេញលេញក្រោមសកម្មភាពនៃកាំរស្មីឡាស៊ែរថាមពលខ្ពស់ និងបង្កើតដំណាក់កាលពង្រឹងសមាសធាតុ TiC, TiB និង TiAl intermetallic ។ ថ្នាំកូតសមាសធាតុមានផ្ទៃរលោង គ្មានរន្ធញើស និងស្នាមប្រេះនៅខាងក្នុងថ្នាំកូត ហើយចំណងលោហធាតុល្អត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងថ្នាំកូត និងស្រទាប់ខាងក្រោម។ ដំណាក់កាលពង្រឹងត្រូវបានចែកចាយរាបស្មើនៅក្នុងថ្នាំកូត។ បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម ថ្នាំកូត cladding មានលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចប្រសើរជាងមុន។ ភាពរឹងនៃថ្នាំកូតគឺរវាង 460H ~ 0.3 និង 510HＶ0 ។ 3, និងលក្ខណៈសម្បត្តិ nanomechanical នៃថ្នាំកូតមានការឆ្លើយឆ្លងដ៏ល្អជាមួយ microhardness នេះ។ នៅពេលដែល m(Ti)∶ m(Al)∶ m(B4C)84∶12∶4 ថ្នាំកូតដែលទទួលបានមានលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចប្រសើរជាងមុន។

យ៉ាន់ស្ព័រទីតាញ៉ូម ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងលំហអាកាស ឧស្សាហកម្មគីមី បរិក្ខារពេទ្យ និងវិស័យផ្សេងៗទៀត ដោយសារទម្ងន់ស្រាល ភាពឆបគ្នាល្អ ភាពធន់នឹងការអស់កម្លាំង និងធន់នឹងច្រេះ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែភាពរឹងទាប ភាពធន់ទ្រាំអុកស៊ីតកម្មសីតុណ្ហភាពខ្ពស់មិនល្អ និងធន់ទ្រាំនឹងការពាក់នៃយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូម និងការស្អិតជាប់បានយ៉ាងងាយស្រួល ការប្រើប្រាស់ទ្រង់ទ្រាយធំរបស់វា ដោយសារផ្នែកផ្លាស់ទីកកិតនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់មានកម្រិត។ បច្ចេកវិទ្យាពង្រឹងផ្ទៃអាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិកនៃផ្ទៃយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូម ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់នឹងការកកិត និងការពាក់ និងភាពធន់ទ្រាំអុកស៊ីតកម្មសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៃយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូម។ ក្នុងចំណោមពួកគេ ថ្នាំកូតសមាសធាតុដែលមានមូលដ្ឋានលើទីតានីញ៉ូម ដែលទទួលបានដោយបច្ចេកវិទ្យាសំយោគនៅក្នុងកន្លែងត្រូវបានរួមបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងជិតស្និទ្ធជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម ការពង្រឹងត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នានៅខាងក្នុងថ្នាំកូត ទំហំអាចគ្រប់គ្រងបាន និងទែរម៉ូឌីណាមិកមានស្ថេរភាព។ ថ្នាំកូតដែលទទួលបានមានដំណើរការល្អប្រសើរជាងមុនដែលមានប្រសិទ្ធភាពដោះស្រាយពិការភាពនៃថ្នាំកូតដែលត្រូវបានរៀបចំដោយដំណើរការប្រពៃណី។ ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ការប្រើប្រាស់ម៉ាញ៉េស្យូមស្ពែម ការបាញ់ថ្នាំត្រជាក់ ការបិទភ្ជាប់ឡាស៊ែរ និងបច្ចេកវិទ្យាផ្សេងទៀត ដើម្បីទទួលបានដំណាក់កាលពង្រឹងដែលបង្កើតដោយខ្លួនឯងនៅក្នុងទីតាំង ដើម្បីកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃនៃយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូម បានទទួលការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងទូលំទូលាយ។ ក្នុងចំណោមពួកវា កាំរស្មីឡាស៊ែរដែលមានថាមពលខ្ពស់នៃការបិទភ្ជាប់ឡាស៊ែរអាចរលាយម្សៅ និងសម្ភារៈផ្ទៃខាងក្រោមក្នុងពេលតែមួយ ហើយមានភាពរឹងមាំយ៉ាងឆាប់រហ័សដើម្បីបង្កើតជាថ្នាំកូតលោហធាតុដែលមានអត្រារលាយទាប និងរចនាសម្ព័ន្ធចំណុចប្រទាក់ក្រាស់។ ដូច្នេះ បច្ចេកវិទ្យាបិទភ្ជាប់ឡាស៊ែរ គឺជាបច្ចេកវិជ្ជាកែប្រែផ្ទៃដែលមានប្រសិទ្ធភាព និងអាចធ្វើទៅបាន ដើម្បីកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃនៃយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូម។

នៅក្នុងដំណើរការនៃការបិទភ្ជាប់ឡាស៊ែរ ការអនុវត្តថ្នាំកូតដែលទទួលបានដោយការជ្រើសរើសសម្ភារៈតោងផ្សេងៗនឹងប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំង។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថាក្នុងការរៀបចំថ្នាំកូតសមាសធាតុដែលមានមូលដ្ឋានលើទីតានីញ៉ូមដោយការសំយោគនៅក្នុងទីតាំង ដំណាក់កាលពង្រឹង TiC, TiB និង TiB2 ដែលទទួលបានលើផ្ទៃនៃយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូមដោយប្រើដំណាក់កាលពង្រឹងសេរ៉ាមិចរឹងដូចជាប្រព័ន្ធ Ti-C និងប្រព័ន្ធ Ti-B អាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវភាពធន់ទ្រាំពាក់នៃផ្ទៃ alloy ទីតានីញ៉ូម; TiN និង Ti2Ni ដែលទទួលបាននៅលើផ្ទៃនៃយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូមដោយប្រើប្រព័ន្ធ Ti-N និងប្រព័ន្ធ Ti-Ni អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់ទ្រាំ corrosion នៃថ្នាំកូត។ TiAl, Al3Ti, និង Ti5Si3 ដែលទទួលបាននៅលើផ្ទៃនៃយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូមដោយប្រើប្រព័ន្ធ Ti-Al និងប្រព័ន្ធ Ti-Si អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់នឹងអុកស៊ីតកម្មនៃផ្ទៃលោហៈធាតុទីតានីញ៉ូម។ ហើយការបន្ថែមលោហធាតុ refractory ដូចជា Nb និង Zr អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវ biocompatibility នៃថ្នាំកូត។ បច្ចេកវិទ្យាសំយោគនៅក្នុងកន្លែងអាចសម្រេចបាននូវការផ្សារភ្ជាប់លោហធាតុរវាងថ្នាំកូត និងស្រទាប់ខាងក្រោម ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការនៃថ្នាំកូតដែលមានមូលដ្ឋានលើទីតានីញ៉ូមយ៉ាងច្រើន។

ដំណាក់កាលនៃការពង្រឹងយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូមបង្កើនប្រសិទ្ធភាពតែមួយនៃថ្នាំកូត ប៉ុន្តែលក្ខខណ្ឌសេវាកម្មនៃផ្នែកយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូមគឺស្មុគស្មាញ ហើយវាជារឿងបន្ទាន់ក្នុងការរួមបញ្ចូលនូវលក្ខណៈសម្បត្តិដ៏ល្អឥតខ្ចោះជាច្រើន ដើម្បីកែលម្អអត្រាប្រើប្រាស់របស់វា។ ដោយសារតែភាពខុសគ្នានៃមេគុណនៃការពង្រីកកម្ដៅ ចំណុចរលាយ និងលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តផ្សេងទៀតនៃដំណាក់កាលពង្រឹងថ្នាំកូត ការស្រាវជ្រាវលើការសំយោគនៅក្នុងកន្លែងនៃថ្នាំកូតសមាសធាតុដែលមានមូលដ្ឋានលើទីតានីញ៉ូមដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ដោយការតោងឡាស៊ែរនៅតែស្ថិតក្នុងវ័យកុមារនៅឡើយ។ ដូច្នេះ ការងារនេះប្រើសមាមាត្រផ្សេងគ្នានៃម្សៅទីតានីញ៉ូម ម្សៅអាលុយមីញ៉ូម និងម្សៅ boron carbide ដើម្បីរៀបចំម្សៅសមាសធាតុចំនួនបីផ្សេងគ្នា ហើយបន្ទាប់មកប្រើការបិទភ្ជាប់ដែលធ្វើសមកាលកម្ម ដើម្បីរៀបចំថ្នាំកូតសមាសធាតុ Ti-CB-Al ។ សមាសភាពដំណាក់កាល រចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូ ភាពរឹង និងលក្ខណៈមេកានិចនៃសារធាតុ nanoindentation នៃថ្នាំកូតត្រូវបានវិភាគ ហើយលទ្ធភាពនៃការបិទភ្ជាប់ឡាស៊ែរដើម្បីរៀបចំថ្នាំកូតចម្រុះពហុមុខងារដែលមានមូលដ្ឋានលើទីតានីញ៉ូមដែលប្រសើរឡើងនៅក្នុងកន្លែងត្រូវបានរុករក។

ពិសោធន៍
ស្រទាប់ខាងក្រោមពិសោធន៍គឺបន្ទះយ៉ាន់ស្ព័រទីតានីញ៉ូមរមៀលក្តៅ Ti6Al4V ហើយទំហំស្រទាប់ខាងក្រោមគឺ L50 mm × H30 mm × T10 mm។ មុនពេលធ្វើការពិសោធន៍ ការបិតខ្សាច់ត្រូវបានប្រើដើម្បីយកស្រទាប់អុកស៊ីតចេញពីផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានសម្អាតដោយអេធើរ ប្រេងឥន្ធនៈ។ ប្រព័ន្ធម្សៅត្រួតពិនិត្យជាចម្បងលើឥទ្ធិពលនៃការបន្ថែមអាលុយមីញ៉ូមលើដំណើរការនៃស្រទាប់ cladding ។ សមាសធាតុនៃម្សៅ agglomerated បីផ្សេងគ្នាត្រូវបានរៀបចំតាមសមាមាត្រម៉ាស់ S1 (m (Ti) ∶ m (Al) ∶ m (B4C) = 92 ∶ 4 ∶ 4), S2 (m (Ti) ∶ m (Al) ∶ m (B4C) = 88 ∶ 8 ∶ 4), S3 (m (Ti) ∶ m (Al) ∶ m (B4C) = 84 ∶ 12 ∶ 4) ។ រូបភាពទី 2 គឺជារូបភាព SEM ធម្មតានៃម្សៅ agglomerated ដែលទទួលបាន។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ម្សៅ agglomerated បានរៀបចំគឺស្ទើរតែស្វ៊ែរដែលបំពេញតាមតម្រូវការនៃការធ្វើតេស្តការបិទភ្ជាប់ឡាស៊ែរដែលផ្តល់អាហារដល់ម្សៅ coaxial synchronous ។

ស្រទាប់តែមួយស្រទាប់តែមួយត្រូវបានរៀបចំដោយម្សៅ coaxial ធ្វើសមកាលកម្មដែលផ្តល់អាហារដល់ RH-A3000D ប្រព័ន្ធបង្កើតឡើងវិញនូវជាតិសរសៃឡាស៊ែរដែលអាចបត់បែនបាន។ ដើម្បីធានាបាននូវការផ្សារភ្ជាប់លោហធាតុល្អ និងអត្រារលាយទាបរវាងស្រទាប់ក្ដាប់ និងស្រទាប់ខាងក្រោម ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការដែលប្រសើរឡើងត្រូវបានប្រើប្រាស់៖ ថាមពលឡាស៊ែរ 2.4 kW ល្បឿនស្កេន 24 mm/s ល្បឿនបំបៅម្សៅ 1.2 r/min ការផ្ដោតនៃ - 2 ម, និងអត្រាលំហូរ argon 8 លីត្រ / នាទី។

នៅពេលរៀបចំសំណាកលោហធាតុ គំរូដែលទទួលបានបន្ទាប់ពីការបិទភ្ជាប់ឡាស៊ែរដំបូងត្រូវបានទទួលសំណាកកាត់ខ្សែ និងការព្យាបាលការម៉ោនក្តៅ ហើយបន្ទាប់មកផ្នែកឆ្លងកាត់នៃសំណាកត្រូវបានដី និងប៉ូលាជាមួយក្រដាសខ្សាច់ SiC នៃសំណាញ់ផ្សេងៗគ្នា ហើយសំណាកត្រូវបានរលួយអស់រយៈពេល 15 ។ s ដោយប្រើសារធាតុ Keller (សារធាតុ Kroll ដែលជាដំណោះស្រាយ aqueous ចម្រុះនៃ 2% HF + 5% HNO3 (ប្រភាគបរិមាណ)) ។ ផ្នែកឆ្លងកាត់ថ្នាំកូតត្រូវបានវិភាគដោយប្រើ Bruker D8 Advance X-ray difractometer; សរីរវិទ្យាផ្នែកឈើឆ្កាងនៃថ្នាំកូតឡាស៊ែរត្រូវបានវិភាគដោយមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កេនវាលបំភាយ FEI NovaSEM 450 ។

microhardness នៃផ្នែកឆ្លងកាត់ថ្នាំកូតត្រូវបានវាស់ដោយឧបករណ៍បង្ហាញឌីជីថល Huayin 200HVS-5 ឧបករណ៍ធ្វើតេស្តភាពរឹង Vickers ។ វិធីសាស្រ្តសាកល្បងមានដូចខាងក្រោម: ការផ្ទុកគឺ 300 ក្រាមនិងពេលវេលាផ្ទុកគឺ 10 s ។ សំណាកនីមួយៗត្រូវបានវាស់តាមទិសជម្រៅនៃផ្នែកឆ្លងកាត់។ ការវាស់វែងប៉ារ៉ាឡែលចំនួនបីត្រូវបានអនុវត្តនៅជម្រៅនីមួយៗ ហើយតម្លៃមធ្យមត្រូវបានគេយកជាតម្លៃរឹងនៅជម្រៅនោះ។ Agilent Nano Indenter G200 nanoindenter ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ដើម្បី​ធ្វើ​ការ​តេស្ត​លក្ខណៈ​មេកានិច​ណាណូអ៊ីន​ដិន​តែ​មួយ​លើ​ស្រទាប់​ក្ដាប់។ ធាតុចូលបន្ទាត់គឺជាឧបករណ៍ចូលបន្ទាត់ពេជ្រពីរ៉ាមីតរាងត្រីកោណស្តង់ដារ។ វិធីសាស្ត្រសាកល្បង៖ ប្រើរបៀបតេស្តជម្រៅអតិបរមាដែលមានជម្រៅផ្ទុក 2 000 nm ។ ជ្រើសរើសទីតាំងចំនួនបួនផ្សេងគ្នានៅលើថ្នាំកូត cladding សម្រាប់ការវាស់វែងដើម្បីទទួលបាន nanohardness (HIT) និងម៉ូឌុលយឺត (EIT) នៃថ្នាំកូត cladding ។

2 លទ្ធផល និងការវិភាគ

2.1 ការវិភាគដំណាក់កាលនៃថ្នាំកូត និងមីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធ
រូបភាពទី 3 បង្ហាញរូបថត SEM នៃស្រទាប់ផ្ទៃ ស្រទាប់កណ្តាល និងស្រទាប់ផ្លាស់ប្តូរនៃថ្នាំកូតសមាសធាតុដែលទទួលបានដោយការបិទភ្ជាប់ម្សៅទាំងបី។ ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពទី 3 មិនមានពិការភាពដូចជាស្នាមប្រេះនិងរន្ធញើសនៅខាងក្នុងថ្នាំកូតដែលទទួលបានដោយការបិទភ្ជាប់ម្សៅនៃសមាសធាតុផ្សេងៗគ្នា។ កម្រាស់សរុបនៃស្រទាប់ស្រោប S1-S3 គឺ 700 μm, 750 μm និង 790 μm រៀងគ្នា។ ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបភាព 3a1-a3 និង b1-b3 មួយចំនួនធំនៃ precipitates granular, precipitates រាងម្ជុល និង precipitates រាង lath ត្រូវបានរាយប៉ាយនៅក្នុងថ្នាំកូតហើយប្រភេទនៃ precipitates ដែលទទួលបានដោយម្សៅនៃសមាសភាពផ្សេងគ្នាគឺខុសគ្នាខ្លាំងណាស់។ ៖ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃមាតិកា Al នៅក្នុងម្សៅ មាតិកានៃ precipitates granular នៅក្នុងស្រទាប់ផ្ទៃនៃថ្នាំកូតកើនឡើង ហើយមាតិកានៃ precipitates រាងម្ជុល និង lath-shaped មានការថយចុះ។ ទំហំនៃ precipitates granular នៅក្នុងសមាសធាតុផ្សំដែលទទួលបានដោយការបិទភ្ជាប់ម្សៅទាំងបី (S1-S3) គឺ 0.6-2 μm, 0.4-1 ។ 4 μm, 0.2-1.2 μm, ទំហំនៃ precipitates រាងម្ជុលគឺ 2-10 μm, 3-10 μm, 2-7 μm, និងទំហំនៃ precipitates រាងដូចម្ជុលគឺ 3-8 μm, 3-7 μm, 2.6-6 μm។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីរូបភាពទី 3c1-c3 ដែលទឹកភ្លៀងនៅក្នុងតំបន់ផ្លាស់ប្តូរដែលបង្កើតឡើងដោយថ្នាំកូត cladding និងស្រទាប់ខាងក្រោមគឺជាសរសៃខ្លី។ ប្រវែងនៃសរសៃខ្លីនៅក្នុង S1-S3 គឺប្រហែល 16 μm, 10 μm និង 8 μm ហើយទឹកភ្លៀងបានសាយភាយចូលទៅក្នុងដំណាក់កាលម៉ាទ្រីស ដែលបង្ហាញថាចំណងលោហធាតុល្អត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងស្រទាប់ cladding និងស្រទាប់ខាងក្រោម។

ការប្រៀបធៀបរចនាសម្ព័ន្ធថ្នាំកូតដែលទទួលបាននៅក្រោមសមាសភាពផ្សេងគ្នា វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាមានភាពខុសប្លែកគ្នាយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងប្រភេទ និងទំហំនៃ precipitates នៅខាងក្នុងថ្នាំកូត។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃមាតិកា Al នៅក្នុងម្សៅ សារធាតុ precipitates គ្រាប់ធញ្ញជាតិនៅក្នុងថ្នាំកូតកើនឡើងជាបន្តបន្ទាប់ ទឹកភ្លៀងដែលមានរាងដូចម្ជុល និង lath-shaped precipitates ថយចុះជាបន្តបន្ទាប់ ហើយទំហំនៃដំណាក់កាលពង្រឹងទាំងអស់ថយចុះជាបន្តបន្ទាប់។ លទ្ធផលខាងលើបង្ហាញថាការកើនឡើងនៃមាតិកាអាល់នឹងកាត់បន្ថយទំហំនៃដំណាក់កាល precipitated នៅក្នុងថ្នាំកូតនិងប៉ះពាល់ដល់ការកើតឡើងនៃប្រតិកម្ម in-situ ។

រូបភាពទី 4 គឺជាលទ្ធផលនៃការវិភាគមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង (EPMA) នៃផ្ទៃធម្មតានៃថ្នាំកូតនៃគំរូ S1 ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាធាតុដែលមានមាតិកាខ្ពស់បំផុតនៅក្នុងថ្នាំកូតគឺ Ti ហើយធាតុលក្ខណៈផ្សេងទៀតនៃថ្នាំកូតត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នានៅក្នុងថ្នាំកូតដែលបង្ហាញថាដំណាក់កាលពង្រឹងដែលបង្កើតឡើងដោយប្រតិកម្មសំយោគនៅក្នុងកន្លែងត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នានៅក្នុងថ្នាំកូត។ .

រូបភាពទី 5 គឺជាដ្យាក្រាម XRD នៃថ្នាំកូត cladding ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាដ្យាក្រាម XRD នៃថ្នាំកូតសមាសធាតុដែលទទួលបានបន្ទាប់ពីម្សៅទាំងបីត្រូវបានបិទភ្ជាប់មានកំពូលលក្ខណៈនៃ TiC, TiB និងចំនួន TiAl តិចតួចហើយកំពូលលក្ខណៈនៃ B4C, Al និង TiB2 មិនត្រូវបានគេមើលឃើញទេដែលបង្ហាញថា កំឡុងពេលដំណើរការស្រទាប់ឡាស៊ែរ ម្សៅទីតានីញ៉ូមមានប្រតិកម្មទាំងស្រុងជាមួយនឹងម្សៅ boron carbide និងម្សៅអាលុយមីញ៉ូម ដើម្បីបង្កើតដំណាក់កាលពង្រឹងបី ហើយដោយសារមាតិកា TiB ខ្ពស់ TiB2 ដែលបង្កើតកំឡុងពេលប្រតិកម្មត្រូវបានបំប្លែងទៅជា TiB ទាំងស្រុង។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ដោយការប្រៀបធៀបគំរូ XRD នៃថ្នាំកូតទាំងបី វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃមាតិកា Al អាំងតង់ស៊ីតេនៃការបំផ្លាតនៃ TiB និង TiC នៅក្នុងថ្នាំកូតកើនឡើងជាបន្តបន្ទាប់ ខណៈដែលអាំងតង់ស៊ីតេនៃការបំផ្លាតរបស់ Ti ថយចុះជាបន្តបន្ទាប់។ . នេះបង្ហាញថាក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការបិទភ្ជាប់ឡាស៊ែរ ប្រតិកម្មសំយោគនៅក្នុងកន្លែងនៅខាងក្នុងថ្នាំកូតនឹងរងផលប៉ះពាល់ដោយមាតិកាអាល់ ពោលគឺជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃមាតិកាអាល់ ប្រតិកម្មនៅក្នុងទីតាំងរវាងម្សៅគឺគ្រប់គ្រាន់ដែលបង្កើន។ ខ្លឹមសារនៃដំណាក់កាលពង្រឹងដែលទើបបង្កើតថ្មី។

រួមផ្សំជាមួយនឹងលទ្ធផលការវិភាគគុណភាពនៃដំណាក់កាលនៃការបំភាយកាំរស្មី X ខាងលើ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថា ប្រតិកម្មគីមីនៅក្នុងឡាស៊ែរដែលកើតឡើងនៅពេលដែលម្សៅ Ti និង Al, Ti និង B4C ធ្វើអន្តរកម្មជាមួយឡាស៊ែរគឺ៖
3Ti+B4C→2TiB2+TiC (1)
5Ti+B4C →4TiB+TiC (2)
TiB2+Ti →2TiB (3)
Ti+Al → TiAl (4)

ពីប្រតិកម្មខាងលើ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការស្រទាប់ឡាស៊ែរ ម្សៅប្រមូលផ្តុំរលាយយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្រោមថាមពលឡាស៊ែរ ហើយប្រតិកម្មគីមីជាច្រើននៅក្នុងកន្លែងកើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នាក្នុងការរលាយដើម្បីបង្កើតដំណាក់កាលពង្រឹងថ្មី ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ទៅជាទម្រង់។ ស្រទាប់ស្អិត។ រូបភាពទី 6 បង្ហាញពីគោលការណ៍នៃគីមីសាស្ត្រប្រតិកម្មឡាស៊ែរ។ ដំបូងម្សៅ Ti ម្សៅ Al និងម្សៅ B4C ត្រូវបានបំបែកទៅជាសកម្ម [Ti] សកម្ម [Al] សកម្ម [B] និងសកម្ម [C] ។ បន្ទាប់មកសកម្ម [Ti] និងសកម្ម [B] ត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាដើម្បីបង្កើតជាដំណាក់កាលសេរ៉ាមិច TiB, សកម្ម [Ti] និងសកម្ម [C] ត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាដើម្បីបង្កើតជាដំណាក់កាលសេរ៉ាមិច TiC ហើយសកម្មលើស [Ti] និងសកម្ម [Al] ត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាទៅជាទម្រង់។ TiAl សមាសធាតុ intermetallic ។

2.2 ការវិភាគលើភាពរឹងរបស់ថ្នាំកូត រូបភាពទី 7 បង្ហាញពីខ្សែកោងនៃ microhardness នៃផ្នែកថ្នាំកូតដែលមានជម្រៅ។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7 និន្នាការផ្លាស់ប្តូរភាពរឹងនៃថ្នាំកូតដែលបានទទួលបន្ទាប់ពីម្សៅទាំងបីត្រូវបានបិទគឺប្រហែលដូចគ្នា។ ក្នុងចំនោមពួកគេភាពរឹងនៃថ្នាំកូត cladding (CZ) គឺខ្ពស់បំផុតបន្ទាប់មកដោយតំបន់រងផលប៉ះពាល់កំដៅ (HAZ) ។ ភាពរឹងនៃអាងរលាយដែលថ្នាំកូតផ្លាស់ប្តូរទៅតំបន់ដែលរងផលប៉ះពាល់ដោយកំដៅបង្ហាញពីនិន្នាការធ្លាក់ចុះ។ នេះគឺដោយសារតែទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិនៅផ្នែកខាងក្រោមនៃអាងរលាយកើនឡើងជាលំដាប់ ហើយដំណាក់កាលពង្រឹងថយចុះ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃភាពរឹងនៃថ្នាំកូត។ មូលហេតុដែលភាពរឹងនៃតំបន់ដែលរងផលប៉ះពាល់ដោយកំដៅ (HAZ) ខ្ពស់ជាងស្រទាប់ខាងក្រោម (Subb) គឺថា សម្ភារៈនៃស្រទាប់ផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមឆ្លងកាត់ការឡើងរឹងនៃការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលដោយសារតែកំដៅនៃអាងរលាយក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការស្រទាប់ឡាស៊ែរ។ ជាលទ្ធផលមានភាពខុសគ្នានៃភាពរឹងពីស្រទាប់ខាងក្រោម។ ភាពរឹងនៃស្រទាប់ខាងក្រោម (Subb) គឺប្រហែល 310HV0.3 ហើយភាពរឹងជាមធ្យមនៃថ្នាំកូត S1, S2, និង S3 គឺ 482.5HV0.3, 489.2HV0.3 និង 503.1HV0.3 រៀងគ្នា។ បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម ភាពរឹងនៃថ្នាំកូតសមាសធាតុ cladding កើនឡើង 55.6%, 57.8%, និង 62.3% រៀងគ្នា ដែលនេះគឺដោយសារតែចំនួនដ៏ច្រើននៃដំណាក់កាលពង្រឹងខ្នាតតូចដែលបានបង្កើតនៅក្នុងទីតាំងដែលបែកខ្ញែកនៅខាងក្នុងថ្នាំកូត។

ការប្រៀបធៀបភាពរឹងនៃសំណាក S1-S3 វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃមាតិកា Al ភាពរឹងនៃសមាសធាតុផ្សំកើនឡើង។ នៅពេលដែលមាតិកាអាល់គឺ 12% ភាពរឹងនៃថ្នាំកូតសមាសធាតុគឺខ្ពស់បំផុត។ យោងតាមលទ្ធផលនៃការវិភាគរចនាសម្ព័ន្ធថ្នាំកូត នៅពេលដែលមាតិកាអាល់នៅក្នុងម្សៅ agglomerated កើនឡើង ទំហំនៃដំណាក់កាលពង្រឹងដែលបង្កើតនៅក្នុងថ្នាំកូតនឹងកាន់តែតូច ពោលគឺប្រភាគបរិមាណនៃដំណាក់កាលពង្រឹងកើនឡើង ហើយ microhardness នៃសមាសធាតុ។ ថ្នាំកូតកើនឡើងបន្តិចម្តង ៗ ក្រោមឥទ្ធិពលពង្រឹងនៃដំណាក់កាលពង្រឹងច្រើន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយភាពរឹងនៃថ្នាំកូតថយចុះបន្តិចម្តង ៗ នៅក្នុងអាងដែលរលាយ។ នេះគឺដោយសារតែក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការបិទភ្ជាប់ម្សៅ និងផ្ទៃស្រទាប់ខាងក្រោមត្រូវបានរលាយ និងលាយបញ្ចូលគ្នាក្នុងពេលតែមួយ ដូច្នេះដំណាក់កាលនៃការពង្រឹងនៅក្នុងអាងរលាយត្រូវបានពនឺដោយដំណាក់កាលម៉ាទ្រីសនៃថ្នាំកូត ហើយដំណាក់កាលនៃការពង្រឹងនៅក្នុងអាងរលាយត្រូវបានកាត់បន្ថយ។ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចដ៏ទូលំទូលាយនៃអាងរលាយ។

2.3 លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិកនៃថ្នាំកូត ដំណើរការនៃថ្នាំកូតសមាសធាតុត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃសមាសធាតុ TiC, TiB, TiAl intermetallic ដែលសំយោគនៅក្នុងទីតាំងខាងក្នុងនៃថ្នាំកូត និងដំណាក់កាលម៉ាទ្រីស។ ដូច្នេះលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិក nanoindentation តែមួយនៃថ្នាំកូតសមាសធាតុត្រូវបានសិក្សាដោយប្រើ nanoindenter ។ រូបភាពទី 8 បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងបន្ទុក និងជម្រៅនៃការចូលបន្ទាត់ដែលទទួលបានដោយការធ្វើតេស្ត nanoindentation នៃថ្នាំកូត cladding នៃគំរូ S1-S3 ។ ពីខ្សែកោង វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថា ខ្សែកោងការផ្លាស់ទីលំនៅបន្ត និងរលូនត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលដែលការចូលបន្ទាត់ពេជ្រពីរ៉ាមីតរាងត្រីកោណត្រូវបានចុចចូលទៅក្នុងថ្នាំកូត។ មិនមានបាតុភូត "ជំហាន" នៅក្នុងខ្សែកោងដែលបង្ហាញថាថ្នាំកូតមិនបំបែកកំឡុងពេលធ្វើតេស្ត nanoindentation ។ នៅពេលដែលធាតុចូលដល់ជម្រៅដែលបានកំណត់ជាមុន បន្ទុកដែលត្រូវការកាន់តែច្រើន លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិកនៃថ្នាំកូតកាន់តែល្អ។ បន្ទាប់ពីការប្រៀបធៀបវាត្រូវបានរកឃើញថាបន្ទុកដែលបានអនុវត្តនៃថ្នាំកូតនីមួយៗមានភាពខុសប្លែកគ្នានៅពេលដែលវាឈានដល់ជម្រៅដែលបានកំណត់ជាមុនដែលបង្ហាញថាលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃថ្នាំកូតនីមួយៗគឺខុសគ្នា។

រូបភាពទី 9 បង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃថ្នាំកូត S1-S3 ដែលទទួលបានដោយការធ្វើតេស្ត nanoindentation តែមួយ។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 9 ភាពរឹងនៃការចូលបន្ទាត់ជាមធ្យម និងម៉ូឌុលយឺតនៃថ្នាំកូត S1-S3 មាននិន្នាការផ្លាស់ប្តូរដូចគ្នា ហើយស្របនឹងនិន្នាការផ្លាស់ប្តូរនៃ microhardness ។ ភាពរឹងនៃការចូលបន្ទាត់ជាមធ្យម និងម៉ូឌុលយឺតនៃថ្នាំកូត S3 គឺធំបំផុតដែលមាន 5.6 GPa និង 137.2 GPa រៀងគ្នា។

យោងតាមទំនាក់ទំនងការបម្លែងរវាងភាពរឹងនៃការចូលបន្ទាត់ និង microhardness (HV = 94.5HIT) ភាពរឹងរបស់ Vickers នៃថ្នាំកូតនីមួយៗអាចត្រូវបានគណនា។ បន្ទាប់ពីការគណនាភាពរឹងរបស់ Vickers នៃថ្នាំកូត S3 គឺ 529.2HV ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាមានកំហុសរវាងតម្លៃនៃភាពរឹងរបស់ Vickers ដែលបានបំប្លែងពីភាពរឹងនៃ nanoindentation និងតម្លៃរឹងដែលបានវាស់ ហើយតម្លៃកំហុសគឺប្រហែល 26HV ដែលត្រូវបានបំប្លែងទៅជាភាពរឹងនៃការចូលបន្ទាត់ 0.275 GPa ។ កំហុសនេះត្រូវបានបង្កឡើងដោយការពិតដែលថាផ្ទៃដែលគ្របដណ្ដប់ដោយឧបករណ៍ចូលបន្ទាត់នៅក្នុងការពិសោធន៍សាកល្បង nanoindentation មានទំហំតូចជាងតំបន់ដែលគ្របដណ្តប់ដោយ indenter នៅក្នុងការធ្វើតេស្ត microhardness ពោលគឺនៅពេលអនុវត្តការធ្វើតេស្ត nanoindentation ការចូលបន្ទាត់អាចប្រមូលផ្តុំកាន់តែច្រើននៅក្នុងការពង្រឹង។ ផ្ទៃដំណាក់កាល ដូច្នេះតម្លៃរឹងនៃការចូលបន្ទាត់ដែលទទួលបានគឺធំជាង។ សរុបមក លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃ nanoindentation អាចបង្កើតការឆ្លើយឆ្លងដ៏ល្អជាមួយនឹងលទ្ធផល microhardness ។

ការសន្និដ្ឋាន 3
(1) ការប្រើប្រាស់ម្សៅទីតានីញ៉ូម ម្សៅអាលុយមីញ៉ូម និងម្សៅ boron carbide ជាវត្ថុធាតុដើម ថ្នាំកូត Ti-Al-BC ដែលមានផ្ទៃរលោង មិនមានពិការភាពខាងក្នុងដូចជារន្ធញើស និងស្នាមប្រេះ ហើយការភ្ជាប់លោហធាតុល្អត្រូវបានរៀបចំដោយជោគជ័យលើផ្ទៃ TC4 យ៉ាន់ស្ព័រដោយស្រទាប់ឡាស៊ែរ។ ថ្នាំកូតត្រូវបានផ្សំឡើងជាចម្បងនៃសមាសធាតុ TiC, TiB និង TiAl intermetallic ។
(2) ភាពរឹងរបស់សមាសធាតុ Ti-Al-BC គឺ 480HV0។ 3 ~ 510HV0 ។ 3, ក្នុងចំណោមនោះ S3 cladding coating មាន microhardness ខ្ពស់បំផុតនៃ 503. 1HV0 ។ 3 ដែលមាន 62. 1% ខ្ពស់ជាងស្រទាប់ខាងក្រោម។ មាតិកាអាល់នៅក្នុងម្សៅ agglomerated ប៉ះពាល់ដល់ប្រតិកម្ម in-situ នៃថ្នាំកូត។ ទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិត្រូវបានចម្រាញ់ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃមាតិកា Al ដែលនៅក្នុងវេនប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃថ្នាំកូត។
(3) និន្នាការផ្លាស់ប្តូរនៃភាពរឹងរបស់ nanoindentation និងម៉ូឌុលយឺតនៃថ្នាំកូតគឺស្របទៅនឹងនិន្នាការផ្លាស់ប្តូរនៃ microhardness ។ នៅពេល m(Ti): m(Al): m(B4C) = 84:12:4 ថ្នាំកូតដែលបានរៀបចំមានលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចល្អបំផុត ដោយភាពរឹងនៃការចូលបន្ទាត់ជាមធ្យម និងម៉ូឌុលយឺតគឺ 5.6 GPa និង 137.2 GPa រៀងគ្នា។