बंधपत्रित विधानसभा अयशस्वी? आधी अंतर्गत ताण बरा करणे समजून घ्या

जेव्हा बाँडिंग जॉइंट अयशस्वी होते, तेव्हा आमची पहिली पायरी सामान्यत: चिकटपणाची ताकद पुरेशी आहे की नाही, पृष्ठभाग उपचार योग्य आहे की नाही, गर्भाधान पुरेसे आहे आणि सामग्री वृद्ध झालेली नाही हे तपासणे समाविष्ट असते.

तथापि, वास्तविक अभियांत्रिकी अनुप्रयोगांमध्ये, काही बिघाड केवळ कार्यान्वित झाल्यावरच सुरू होत नाहीत; उलट, एकदा चिकटवणारा पूर्णपणे बरा झाला की संभाव्य धोके आधीच उपस्थित असतात.

हा संभाव्य धोका म्हणजे अवशिष्ट अंतर्गत तणावाची उपस्थिती.

हे अदृश्य आणि तंतोतंत थेट मोजणे कठीण आहे, तरीही निसर्गात गूढ नाही. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, बरा होणे आणि थंड होण्याच्या दरम्यान चिकटपणा कमी होतो; जर सभोवतालचा सब्सट्रेट त्याच्या मुक्त विकृतीला प्रतिबंधित करतो, तर न आकुंचन करता येणारा भाग चिकट थरात अवशिष्ट ताण बनतो.

आज मी तुम्हा सर्वांना ही संकल्पना नीट समजून घेण्यासाठी मार्गदर्शन करेन.

अंतर्गत तणावाचे धोके "ऊर्जा-संचय" स्वरूपाचे असतात.

बरे केल्यावर, चिकट थर लवचिक ताण उर्जेचा एक भाग साठवतो. ही ऊर्जा त्यानंतरच्या इंटरफेसियल डिलेमिनेशन, मायक्रोक्रॅक प्रसार आणि विकृत विकृतीसाठी अंतर्निहित प्रेरक शक्ती म्हणून काम करते.

उदाहरणे म्हणून इंटरफेस डिलेमिनेशन आणि डिलेमिनेशन घ्या: ऑपरेशनल लोडच्या शीर्षस्थानी अंतर्गत ताण जमा होतात, ज्यामुळे वास्तविक इंटरफेस तणाव डिझाइन-गणित रेटिंग मूल्यापेक्षा खूप जास्त होतो. दुसऱ्या शब्दांत, चिकट थराने औपचारिक सेवा सुरू होण्यापूर्वीच, इंटरफेस आधीच अत्याधिक प्री-टेन्शनिंगच्या अधीन आहे.

दुसरे उदाहरण म्हणजे अचूकता प्रवाह, जे रोबोट्स, मोटर्स आणि ऑप्टिकल घटकांसारख्या अचूक असेंब्लीसाठी विशेषतः हानिकारक सिद्ध होते.

मोटरमधील चुंबकीय कोरची स्थिती, ऑप्टिकल घटकांचे संरेखन आणि स्ट्रक्चरल भागांचे परिमाण या सर्व गोष्टींमध्ये अंतर्गत ताण हळूहळू सोडल्यामुळे दीर्घकाळ-वाढ होऊ शकते. असेंब्ली दरम्यान घटक सुरुवातीला सुसंगत असल्यास परंतु शेकडो तासांच्या ऑपरेशननंतर विचलन दर्शविल्यास, अशा समस्या अनेकदा अंतर्गत तणावाच्या उपस्थितीमुळे उद्भवतात.

याव्यतिरिक्त, थकवा आयुष्य कमी होते. अंतर्गत ताण दीर्घकाळ-सरासरी ताण पातळी दर्शवतो जो एकत्रितपणे थकवा जीवन वक्र कमी करतो. तापमान सायकलिंग, आर्द्रता आणि कंपन यांचे संयोजन अनेकदा अशा परिस्थितीस कारणीभूत ठरते जेथे उत्पादने प्रारंभिक चाचणी उत्तीर्ण होतात परंतु मोठ्या प्रमाणात उत्पादनादरम्यान अयशस्वी होतात.

म्हणून, अंतर्गत ताण ही दुय्यम समस्या नाही तर बॉन्डिंग विश्वासार्हतेची मूलभूत पूर्व शर्त आहे. हे केवळ आसंजन होऊ शकते की नाही हे निर्धारित करते, परंतु त्यानंतर बंध किती काळ स्थिर राहतात हे देखील निर्धारित करते.

अंतर्गत तणाव समजून घेण्यासाठी, प्रथम त्याचे मूळ समजून घेणे आवश्यक आहे.

ॲडहेसिव्ह क्युअरिंग दरम्यान अंतर्गत ताण हा मूलभूतपणे दोन प्रकारच्या स्ट्रेनमधून उद्भवतो जे आकुंचन करण्याची प्रवृत्ती दर्शवतात परंतु प्रत्यक्षात तसे करू शकत नाहीत.

पहिली श्रेणी म्हणजे क्युरिंग संकोचन, याला रासायनिक संकोचन असेही म्हणतात.

लिक्विड मोनोमर्समध्ये, रेणू व्हॅन डेर वाल्स फोर्स (कमकुवत परस्परसंवाद) द्वारे संपर्क राखतात. दोन रेणूंच्या अणूंमध्ये कोणतेही रासायनिक बंध नाहीत; साधारणपणे 0.3–0.4 nm (दोन्ही रेणूंच्या व्हॅन डेर वॉल्स त्रिज्येच्या बेरजेचे प्रतिनिधित्व करते) च्या ठराविक अंतरासह ते फक्त जवळच अस्तित्वात असतात.

पॉलिमरायझेशन प्रतिक्रिया दरम्यान, मोनोमर्समध्ये सहसंयोजक बंध तयार होतात. उदाहरण म्हणून सर्वात सामान्य C–C सिंगल बाँड घेतल्यास, त्याच्या बाँडची लांबी अंदाजे 0.154 nm आहे. याचा अर्थ असा की मूळतः सुमारे 0.35 nm च्या सैल अंतराने विभक्त केलेले दोन रेणू आता जवळजवळ 0.15 nm लांबीच्या सहसंयोजक बंधाद्वारे जबरदस्तीने एकत्र आणले जातात- परिणामी आंतरआण्विक अंतर अर्ध्याहून अधिक कमी होते. (आकृती)

मॅक्रोस्कोपिक स्तरावर, अशा ट्रिलियन जोड्यांचे एकाचवेळी आकुंचन व्हॉल्यूम कमी म्हणून प्रकट होते. हा एक शारीरिक परिणाम आहे जो कोणत्याही अतिरिक्त पॉलिमरायझेशन प्रतिक्रियामध्ये पूर्णपणे टाळता येत नाही.

दुसरी श्रेणी थर्मल बेमेल ताण आहे.

बऱ्याच चिकट्यांना बरे होण्यासाठी गरम करणे आवश्यक आहे. बरे केल्यानंतर, उच्च तापमानापासून खोलीच्या तपमानापर्यंत थंड केल्यावर, चिकट आणि सब्सट्रेटचे थर्मल विस्तार गुणांक वेगळे होतात.

चिकटपणाचा थर्मल विस्तार गुणांक धातू, चुंबक आणि सिरॅमिक्स यांसारख्या बेस मटेरियलच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त असतो. कूलिंग दरम्यान, चिकटपणा आणखी आकुंचन पावतो, परंतु बेस मटेरियल त्याचे मुक्त आकुंचन प्रतिबंधित करते, ज्यामुळे चिकट थर रोखतो आणि अवशिष्ट अंतर्गत ताण निर्माण होतो.

येथे सर्वात गंभीर संकल्पना जेल पॉइंट आहे.

जेल पॉइंटच्या आधी, चिकट द्रव राहते आणि वाहू शकते. या अवस्थेदरम्यान, आकुंचन घडले तरीही, सामग्री प्रवाह, पुनर्रचना आणि भरणे याद्वारे अशा विकृती नष्ट करू शकते, ज्यामुळे अंतर्गत तणावाचे संचय कमी होते.

जेल पॉइंट नंतर, परिस्थिती बदलते. चिकटलेल्या आत त्रिमितीय नेटवर्क तयार होण्यास सुरुवात होते आणि सामग्री हळूहळू द्रवातून घन अवस्थेत बदलते. या टप्प्यावर, चिकट थर भार सहन करण्याची क्षमता- प्राप्त करतो आणि त्यानंतरच्या आकुंचन आणि विकृतीच्या घटना "लक्षात ठेवण्यास" सुरुवात करतो.

दुसऱ्या शब्दांत, जेल पॉइंटनंतर आकुंचन होण्याचा भाग खरोखरच अंतर्गत तणाव निर्माण करण्यास प्रवण असतो.

जसजसा वेळ वाढत जातो, तसतसे साहित्य आणखी घट्ट होत जाते आणि त्याचा Tg सतत वाढत जातो. जेव्हा Tg वर्तमान ऑपरेटिंग तापमान ओलांडते, तेव्हा चिकट थर रबरी अवस्थेतून काचेच्या स्थितीत बदलतो.

काचेच्या अवस्थेत प्रवेश केल्यावर, चिकट थराचे मॉड्यूलस वेगाने वाढते, ज्यामुळे साखळी विभागाची हालचाल अधिक कठीण होते; परिणामी, तणावाचा एक भाग जो पूर्वी सोडला जाऊ शकतो तो सोडणे आणखी कठीण होते.

म्हणून, अंतर्गत ताण सहजपणे समजू शकतो:

जेल पॉइंटच्या आधी: तात्काळ ताण न आणता आकुंचन होऊ शकते.

जेल पॉइंट नंतर: जेल लेयर नेटवर्क तयार करण्यास सुरवात करते आणि त्यानंतरचे संकोचन रोखले जाते.

विट्रिफिकेशन नंतर: सामग्री कठोर होते, त्याच्या आण्विक साखळ्या स्थिर होतात, ज्यामुळे ताण सोडणे अधिक कठीण होते.

आपल्या सर्वांना माहित आहे की:

ताण=मॉड्यूलस × ताण

अंतिम अंतर्गत ताण ≈ प्रभावी मॉड्यूलस × (पोस्ट-जिलेशन क्युरिंग संकोचन + थर्मल मिसमॅच डिफॉर्मेशन) − विश्रांती सोडणे

उष्णता विसंगत विकृती याप्रमाणे समजू शकते:

थर्मल विसंगत विकृती ≈ (ॲडहेसिव्हचे थर्मल विस्तार गुणांक − सब्सट्रेटचे थर्मल विस्तार गुणांक) × प्रभावी तापमान फरक

जेल पॉईंटनंतर होणारे केवळ आकुंचन आणि थर्मल विसंगती, सतत वाढणाऱ्या मॉड्यूलसने गुणाकार केला, प्रक्रियेदरम्यान विश्रांतीद्वारे सोडला जाणारा भाग वजा करणे, हे अंतिम निव्वळ अंतर्गत ताण बनवते.

हे देखील कारण आहे की अंतर्गत तणावाचा अभ्यास करणे कठीण आहे: ते एका क्षणी अचानक उद्भवत नाही परंतु बरे होण्याच्या आणि थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान हळूहळू जमा होते. या संपूर्ण प्रक्रियेदरम्यान, संकोचन, तापमान, मापांक आणि ताण सोडण्याची सामग्रीची क्षमता या सर्वांमध्ये सतत बदल होत असतात.

आता हे सर्वमान्यपणे ओळखले जाते की अंतर्गत ताण एका क्षणी अचानक उद्भवत नाही, तर तो बरा होण्याच्या आणि थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान हळूहळू जमा होतो.

येथे प्रत्येक पॅरामीटर सतत बदलत असतो: आकुंचन दर, तापमान, मापांक आणि सामग्रीची ताण सोडण्याची क्षमता देखील बदलते.

म्हणून, अंतर्गत तणावाचे वैशिष्ट्यीकरण केवळ एका संख्यात्मक मूल्यावर अवलंबून राहू शकत नाही; ते एकाच वेळी दोन प्रश्नांना संबोधित करणे आवश्यक आहे:

प्रथम, शेवटी किती प्रमाणात ताण किंवा विकृती राहते?

दुसरे, उपचार प्रक्रियेदरम्यान हे ताण कसे तयार होतात?

जेव्हा चाचणी पद्धतींचा विचार केला जातो तेव्हा ते सामान्यतः दोन श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकतात.

एका श्रेणीमध्ये तणाव किंवा विकृती परिणामांचे थेट मापन समाविष्ट असते, तर इतर मॉडेल स्थापित करण्यासाठी भौतिक आंतरिक मापदंड मोजतात.

श्रेणी 1: तणाव किंवा विकृत परिणामांचे थेट मापन

हा दृष्टीकोन चिकट बरा झाल्यानंतर संरचनेत विकृती किंवा अवशिष्ट ताण किती प्रमाणात आहे हे निर्धारित करण्यावर लक्ष केंद्रित करतो.

सर्वात शास्त्रीय पद्धत म्हणजे कँटिलीव्हर बीम किंवा द्विमटेरियल बीम झुकण्याचा दृष्टीकोन. पातळ धातूच्या शीट, सिलिकॉन वेफर्स किंवा इतर सब्सट्रेट सामग्रीवर चिकटवता लावला जातो; क्युरींग दरम्यान, चिकट आकुंचनमुळे सब्सट्रेट वाकतो. वास्तविक वेळेत वक्रता मोजून आणि स्टोनीच्या समीकरणाशी साधर्म्य असलेली पद्धत वापरून, चिकट थरातील सरासरी ताण काढता येतो. हा दृष्टीकोन अंतर्ज्ञानी आणि व्यवस्थित-स्थापित होण्याचे फायदे देते, वक्रांचे व्हिज्युअलायझेशन सक्षम करते ज्यामुळे तणाव बरा होण्याच्या वेळेनुसार कसा बदल होतो.

फायबर ब्रॅग ग्रेटिंग (FBG) तंत्र देखील आहे. जेल लेयरमध्ये ऑप्टिकल फायबर एम्बेड करून, जेलमधील ताण वास्तविक वेळेत मोजला जाऊ शकतो. ही पद्धत केवळ पृष्ठभागाच्या विकृतीच्या मोजमापांच्या तुलनेत जेलच्या अंतर्गत स्थितीचे अधिक अचूक प्रतिबिंब प्रदान करते, जरी त्यात जास्त खर्च आणि अधिक ऑपरेशनल जटिलता समाविष्ट आहे.

वितरित ऑप्टिकल सेन्सर (प्रतिमा स्त्रोत) वापरून संमिश्र लॅमिनेटमध्ये स्ट्रेन मॉनिटरिंग बरा करा

पारदर्शक चिकट्यांसाठी, तणाव-प्रेरित बायरफ्रिंगन्सद्वारे ताण वितरणाचे निरीक्षण करण्यासाठी फोटोएलास्टिकिटी किंवा बायरफ्रिंगन्स पद्धती देखील वापरल्या जाऊ शकतात.

याव्यतिरिक्त, ड्रिलिंग, कोर सॅम्पलिंग, एक्स-किरण विवर्तन (XRD), न्यूट्रॉन स्कॅटरिंग आणि रमन शिफ्ट विश्लेषण या पद्धती देखील अवशिष्ट ताण किंवा अप्रत्यक्ष ताण मोजण्यासाठी विशिष्ट परिस्थितीत वापरल्या जाऊ शकतात.

आता संपर्क करा