Өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэл болон нарийн инженерчлэлийн салбарт тоног төхөөрөмжийн эд ангийн ашиглалтын хугацаа нь үйлдвэрлэлийн тогтвортой байдал болон ашиглалтын зардалтай шууд холбоотой. 3.1г/см³ хэт өндөр нягтралтай, 50ГПа гайхалтай уян хатан модультай ZHHIMG боржин чулуун эд ангиуд нь уламжлалт материалын хязгаарыг давж, 30 гаруй жилийн ашиглалтын хугацааг тогтоож, үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд "урт наслалтын жишиг" болсон. Үүний ард байгаа материалын шинжлэх ухааны зарчмууд нь гүйцэтгэл ба бат бөх чанарын хоорондын гүн гүнзгий холбоог харуулж байна.
1. 3.1г/см³ нягтрал: Өтгөн бүтэц нь бат бөх суурийг бий болгодог
ZHHIMG боржин чулуун бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн өндөр нягтрал нь тэдгээрийн өвөрмөц эрдэс найрлага болон геологийн үүслийн процессоос үүдэлтэй. Боржин чулуу нь голчлон кварц, хээрийн жонш, гялтгануур зэрэг эрдэс талстуудаас бүрддэг. Өндөр температур, өндөр даралтын геологийн орчинд эдгээр эрдэс бодисууд хэдэн зуун сая жилийн турш талсжиж, нягтарч, бараг нүх сүвгүй нягт бүтэц үүсгэдэг (сүвэрхэг чанар <0.1%). Энэхүү нягтрал нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд гурван үндсэн давуу талыг олгодог:
Элэгдэлд тэсвэртэй байдал: Өндөр нягтрал гэдэг нь материалын гадаргуу дээрх атомууд нягт байрладаг тул урт хугацааны үрэлт эсвэл механик хүрэлцэх үед элэгдэл, зураас үүсэх магадлал багатай гэсэн үг юм. Жишээлбэл, нарийн машины багажны чиглүүлэгч төмөр замыг ашиглахад ZHHIMG боржин чулуун эд ангиуд нь сая гаруй харилцан хөдөлгөөнийг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд гадаргуугийн нарийвчлалын алдагдал нь 0.01μм-ээс бага бөгөөд энэ нь цутгамал төмөр зэрэг уламжлалт материалаас хамаагүй давсан байна.
Зэврэлтээс хамгаалах чадварыг сайжруулсан: Нягт бүтэц нь гадны химийн бодисын нэвчилтийг үр дүнтэй тусгаарладаг. Хүчил ба шүлтийн урвалж, үйлдвэрийн тосны толбо эсвэл чийглэг агаар байсан ч ZHHIMG боржин чулуун бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн химийн тогтвортой байдалд нөлөөлөхгүй. Түүний рН-ийн хүлцлийн хүрээ нь 1-14 бөгөөд зэврэлтгүй эрс тэс орчинд удаан хугацаанд ашиглах боломжтой.
Хэмжээст тогтвортой байдлыг сайжруулсан: Өндөр нягтралтай материалууд нь дулаан дамжуулалт багатай тул дулааныг бүрэлдэхүүн хэсэг дотор хурдан тархахад хүндрэл учруулж, улмаар температурын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй дулааны стрессийн концентрацийг бууруулдаг. (4-8) × 10⁻⁶/℃ хүртэлх дулааны тэлэлтийн коэффициенттэй хослуулан ZHHIMG боржин чулуун эд ангиудын хэмжээст өөрчлөлтийг -40 ℃-ээс 120℃ хүртэлх температурын хүрээнд микрометрийн түвшинд үргэлж хянаж, урт хугацааны ашиглалтын нарийвчлалыг баталгаажуулдаг.
II. 50GPa уян хатан модуль: Хатуулаг ба уян хатан чанарыг хослуулсан механик гайхамшиг
Уян хатан байдлын модуль нь материалын уян хатан деформацийг эсэргүүцэх чадварыг тусгадаг. ZHHIMG боржин чулуун бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн 50GPa уян хатан байдлын модуль нь ачаалалд өртөх үед "хатуулаг ба уян хатан чанарыг хослуулах" шинж чанарыг харуулах боломжийг олгодог:
Деформацид тэсвэртэй өндөр хатуулаг: Хүнд тоног төхөөрөмжөөс үүсэх урт хугацааны хүнд даралт эсвэл өндөр давтамжийн чичиргээтэй тулгарах үед 50GPa уян хатан модуль нь эд анги нь зөвхөн хамгийн бага уян хатан деформацид орохыг баталгаажуулдаг. Жишээлбэл, нисэх онгоцны хөдөлгүүрийн ирний үзлэгийн тавцангийн хэрэглээнд ZHHIMG боржин чулуун эд ангиуд нь 2 тонноос дээш жинтэй үзлэгийн төхөөрөмжийг дэмжих боломжтой бөгөөд тэгш байдлын хэлбэлзлийг ±0.1μm/m дотор хянаж, хэдэн арван жилийн турш хэмжилтийн нарийвчлалыг баталгаажуулдаг.
Хагарал үүсэхээс сэргийлэхийн тулд буферийн стресс: Өндөр уян хатан модуль нь материал нь хэврэг эсвэл хатуу гэсэн үг биш юм. Боржин чулуун доторх эрдсийн талст бүтэц нь түүнд өвөрмөц стрессийн тархалтын чадварыг өгдөг. Цохилтын ачаалалд өртөх үед бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь микроскопийн талстуудын хоорондох бага зэргийн шилжилтээр энергийг буферлаж, стрессийн концентрацаас үүдэлтэй хагарал тархахаас сэргийлдэг. Тодорхой хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн аж ахуйн нэгжийн бодит хэмжилтээс харахад ZHHIMG боржин чулуун холхивчийн тавцан нь хэдэн арван мянган механик цохилтод өртсөний дараа ямар ч бүтцийн гэмтэл аваагүй байна.
III. Шинжлэх ухааны боловсруулалтын аргууд: Материалын эцсийн боломжийг нээх
Материалын дотоод давуу талуудаас гадна ZHHIMG-ийн хэт нарийвчлалтай боловсруулах технологи нь боржин чулууны гүйцэтгэлийн чадавхийг улам бүр нээж өгдөг. Соронзон реологийн өнгөлгөө, ионы цацрагийн нунтаглалт зэрэг техникүүдийн тусламжтайгаар эд ангиудын гадаргуугийн барзгар байдлыг Ra≤0.02μm хүртэл бууруулж, тэгш байдлыг ±0.1μm/m хүртэл бууруулж болно. Энэхүү өндөр нарийвчлалтай боловсруулалт нь гадаргуугийн согогийг бууруулаад зогсохгүй бичил хагарлаас үүдэлтэй ашиглалтын хугацаа алдагдахаас сэргийлж, материалын гүйцэтгэлийг урт хугацаанд тогтвортой байлгах боломжийг олгодог.
3.1г/см³ нягтралын суурьтай харьцуулахад 50ГПа модулийн дэмжлэг хүртэл ZHHIMG боржин чулуун бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь материалын шинжлэх ухааныг гол цөм болгон авч, байгалийн шинж чанарыг хамгийн сүүлийн үеийн технологитой гүнзгий нэгтгэдэг. 30 гаруй жилийн ашиглалтын хугацаатай тул аж ахуйн нэгжүүдийн тоног төхөөрөмжийг солих зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулаад зогсохгүй нарийн үйлдвэрлэлийн хөгжлийг урт хугацааны үр ашиг, өндөр найдвартай байдалд хүргэж, аж үйлдвэрийн салбарт "нэг удаагийн хөрөнгө оруулалт, насан туршийн ашиг тус"-ын загвар болж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 5-р сарын 24