අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ ග්‍රැනයිට් වල අවාසි මොනවාද?

අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ ඉහළ නිරවද්‍යතාවය සහ ඉහළ විශ්වසනීයත්වය පිළිබඳ දැඩි අවශ්‍යතා යටතේ, ග්‍රැනයිට් මූලික ද්‍රව්‍යයක් වුවද, එහි ගුණාංග ද යම් සීමාවන් ගෙන එයි. ප්‍රායෝගික යෙදීම්වල එහි ප්‍රධාන අවාසි සහ අභියෝග පහත දැක්වේ:
පළමුව, ද්‍රව්‍යය ඉතා බිඳෙන සුළු වන අතර සැකසීමට අපහසු වේ.
ඉරිතැලීමේ අවදානම: ග්‍රැනයිට් යනු ස්වභාවික ක්ෂුද්‍ර ඉරිතැලීම් සහ ඇතුළත ඛනිජ අංශු මායිම් සහිත ස්වාභාවික ගලක් වන අතර එය සාමාන්‍ය බිඳෙන සුළු ද්‍රව්‍යයකි. අතිශය නිරවද්‍ය යන්ත්‍රෝපකරණ වලදී (නැනෝ පරිමාණ ඇඹරීම සහ සංකීර්ණ වක්‍ර මතුපිට සැකසීම වැනි), බලය අසමාන නම් හෝ සැකසුම් පරාමිතීන් නුසුදුසු නම්, චිපින් සහ ක්ෂුද්‍ර ඉරිතැලීම් ප්‍රචාරණය වැනි ගැටළු ඇති වීමට ඉඩ ඇති අතර එමඟින් වැඩ කොටස සීරීමට ලක් වේ.

අඩු සැකසුම් කාර්යක්ෂමතාව: බිඳෙනසුලු අස්ථි බිඳීමක් වළක්වා ගැනීම සඳහා, දියමන්ති ඇඹරුම් රෝද සමඟ අඩු වේගයකින් ඇඹරීම සහ චුම්භක විද්‍යාත්මක ඔප දැමීම වැනි විශේෂ ක්‍රියාවලීන් අවශ්‍ය වේ. සැකසුම් චක්‍රය ලෝහ ද්‍රව්‍යවලට වඩා 30% සිට 50% දක්වා දිගු වන අතර උපකරණ ආයෝජන පිරිවැය ඉහළ ය (උදාහරණයක් ලෙස, අක්ෂ පහක සම්බන්ධක යන්ත්‍රෝපකරණ මධ්‍යස්ථානයක මිල යුවාන් මිලියන 10 ඉක්මවයි).
සංකීර්ණ ව්‍යුහ සීමාවන්: වාත්තු කිරීම, ව්‍යාජ ලෙස සකස් කිරීම සහ අනෙකුත් ක්‍රියාවලීන් හරහා හිස් සැහැල්ලු ව්‍යුහයන් නිෂ්පාදනය කිරීම දුෂ්කර ය. එය බොහෝ විට තහඩු සහ පාද වැනි සරල ජ්‍යාමිතික හැඩතලවල භාවිතා වන අතර, අක්‍රමවත් ආධාරක හෝ අභ්‍යන්තර නල මාර්ග ඒකාබද්ධ කිරීම අවශ්‍ය උපකරණවල එහි යෙදුම සීමිතය.
දෙවනුව, අධික ඝනත්වය උපකරණ මත අධික බරක් පැටවීමට හේතු වේ.
හැසිරවීමට සහ ස්ථාපනය කිරීමට අපහසුය: ග්‍රැනයිට් වල ඝනත්වය ආසන්න වශයෙන් 2.6-3.0 g/cm³ වන අතර, එහි බර එම පරිමාව යටතේ වාත්තු යකඩවල බර මෙන් 1.5-2 ගුණයකි. නිදසුනක් වශයෙන්, ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි යන්ත්‍රයක් සඳහා ග්‍රැනයිට් පාදයක බර ටොන් 5 සිට 10 දක්වා ළඟා විය හැකි අතර, කැපවූ එසවුම් උපකරණ සහ කම්පන-ප්‍රතිරෝධී අත්තිවාරම් අවශ්‍ය වන අතර, එමඟින් කර්මාන්තශාලා ඉදිකිරීම් සහ උපකරණ යෙදවීමේ පිරිවැය වැඩි වේ.
ගතික ප්‍රතිචාර ප්‍රමාදය: ඉහළ අවස්ථිති භාවය උපකරණවල චලනය වන කොටස්වල ත්වරණය සීමා කරයි (වේෆර් මාරු කිරීමේ රොබෝවරු වැනි). වේගවත් ආරම්භයක් සහ නැවතුමක් අවශ්‍ය වන අවස්ථාවන්හිදී (අධිවේගී පරීක්ෂණ උපකරණ වැනි), එය නිෂ්පාදන රිද්මයට බලපාන අතර කාර්යක්ෂමතාව අඩු කළ හැකිය.
තෙවනුව, අලුත්වැඩියා කිරීමේ සහ පුනරාවර්තනයේ පිරිවැය ඉහළ ය.
දෝෂ අලුත්වැඩියා කිරීමට අපහසුය: භාවිතයේදී මතුපිට ගෙවී යාම හෝ ගැටීමෙන් හානි සිදුවුවහොත්, වෘත්තීය ඇඹරුම් උපකරණ හරහා අලුත්වැඩියා කිරීම සඳහා එය කර්මාන්ත ශාලාවට ආපසු ලබා දිය යුතු අතර, ඒවා ඉක්මනින් එම ස්ථානයේදීම හැසිරවිය නොහැක. ඊට වෙනස්ව, ස්ථාන වෙල්ඩින් සහ ලේසර් ආවරණ වැනි ක්‍රම හරහා ලෝහ සංරචක වහාම අලුත්වැඩියා කළ හැකි අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අක්‍රීය කාලය කෙටි වේ.
සැලසුම් පුනරාවර්තන චක්‍රය දිගු වේ: ස්වාභාවික ග්‍රැනයිට් නහරවල වෙනස්කම් විවිධ කාණ්ඩවල ද්‍රව්‍ය ගුණාංගවල (තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය සහ තෙතමනය අනුපාතය වැනි) සුළු උච්චාවචනයන් ඇති කළ හැකිය. උපකරණ සැලසුම වෙනස් වුවහොත්, ද්‍රව්‍ය ගුණාංග නැවත ගැලපිය යුතු අතර, පර්යේෂණ සහ සංවර්ධන සත්‍යාපන චක්‍රය සාපේක්ෂව දිගු වේ.
Iv. සීමිත සම්පත් සහ පාරිසරික අභියෝග
ස්වාභාවික ගල් පුනර්ජනනීය නොවේ: උසස් තත්ත්වයේ ග්‍රැනයිට් (අර්ධ සන්නායකවල භාවිතා වන "ජිනන් ග්‍රීන්" සහ "තල කළු" වැනි) නිශ්චිත නහර මත රඳා පවතී, සීමිත සංචිත ඇති අතර එහි කැණීම පාරිසරික ආරක්ෂණ ප්‍රතිපත්ති මගින් සීමා කර ඇත. අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ ව්‍යාප්තියත් සමඟ, අස්ථායී අමුද්‍රව්‍ය සැපයුමේ අවදානමක් තිබිය හැකිය.
දූෂණය පිළිබඳ ගැටළු සැකසීම: කැපීමේ සහ ඇඹරීමේ ක්‍රියාවලීන්හිදී, සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් අඩංගු ග්‍රැනයිට් දූවිලි විශාල ප්‍රමාණයක් නිපදවනු ලැබේ. නිසි ලෙස හසුරුවා නොගතහොත්, එය සිලිකෝසිස් ඇති කළ හැකිය. එපමණක් නොව, අපජලය බැහැර කිරීමට පෙර අවසාදිතකරණය මගින් පිරිපහදු කළ යුතු අතර, එමඟින් පාරිසරික ආරක්ෂණ ආයෝජනය වැඩි වේ.
පහ. නැගී එන ක්‍රියාවලීන් සමඟ ප්‍රමාණවත් අනුකූලතාවයක් නොමැතිකම
රික්ත පරිසර සීමාවන්: සමහර අර්ධ සන්නායක ක්‍රියාවලීන් (රික්ත ආලේපනය සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භ ලිතෝග්‍රැෆි වැනි) උපකරණ තුළ ඉහළ රික්ත තත්වයක් පවත්වා ගැනීම අවශ්‍ය වේ. කෙසේ වෙතත්, ග්‍රැනයිට් මතුපිට ඇති ක්ෂුද්‍ර සිදුරු වායු අණු අවශෝෂණය කර ගත හැකි අතර ඒවා සෙමින් මුදා හරින අතර රික්තක උපාධියේ ස්ථායිතාවයට බලපායි. එබැවින්, අතිරේක මතුපිට ඝනත්ව ප්‍රතිකාර (දුම්මල කාවැද්දීම වැනි) අවශ්‍ය වේ.
විද්‍යුත් චුම්භක අනුකූලතා ගැටළු: ග්‍රැනයිට් යනු පරිවාරක ද්‍රව්‍යයකි. ස්ථිතික විදුලි විසර්ජනය හෝ විද්‍යුත් චුම්භක ආවරණයක් අවශ්‍ය වන අවස්ථාවන්හිදී (වේෆර් විද්‍යුත් ස්ථිතික අවශෝෂණ වේදිකා වැනි), ලෝහ ආලේපන හෝ සන්නායක පටල සංයුක්ත කිරීමට අවශ්‍ය වන අතර එමඟින් ව්‍යුහාත්මක සංකීර්ණතාව සහ පිරිවැය වැඩි වේ.
කර්මාන්ත ප්‍රතිචාර උපාය මාර්ගය
ඉහත සඳහන් අඩුපාඩු තිබියදීත්, අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය තාක්ෂණික නවෝත්පාදනයන් හරහා ග්‍රැනයිට් හි අඩුපාඩු අර්ධ වශයෙන් සපුරා ඇත:

සංයුක්ත ව්‍යුහ නිර්මාණය: එය දෘඩතාව සහ සැහැල්ලු බව යන දෙකම සැලකිල්ලට ගනිමින් "ග්‍රැනයිට් පාදය + ලෝහ රාමුව" යන සංයෝජනය භාවිතා කරයි (නිදසුනක් ලෙස, යම් ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි යන්ත්‍ර නිෂ්පාදකයෙක් ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ පැණි වද ව්‍යුහයක් ග්‍රැනයිට් පාදයට ඇතුළත් කර බර 40% කින් අඩු කරයි).
කෘතිම කෘතිම විකල්ප ද්‍රව්‍ය: සැකසුම් නම්‍යශීලීභාවය වැඩි දියුණු කරන අතරම, ග්‍රැනයිට් වල තාප ස්ථායිතාව සහ කම්පන ප්‍රතිරෝධය අනුකරණය කිරීම සඳහා සෙරමික් අනුකෘති සංයුක්ත (සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් වැනි) සහ ඉෙපොක්සි ෙරසින් මත පදනම් වූ කෘතිම ගල් සංවර්ධනය කරන්න.
බුද්ධිමත් සැකසුම් තාක්ෂණය: සැකසුම් මාර්ගය ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා AI ඇල්ගොරිතම හඳුන්වා දීම, ඉරිතැලීම් අවදානම් පුරෝකථනය කිරීම සඳහා ආතති අනුකරණය සහ තත්‍ය කාලීනව පරාමිතීන් සකස් කිරීම සඳහා මාර්ගගත හඳුනාගැනීම ඒකාබද්ධ කිරීම මගින්, සැකසුම් සීරීම් අනුපාතය 5% සිට 1% ට අඩු දක්වා අඩු කර ඇත.
සාරාංශය
අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ ග්‍රැනයිට් වල අඩුපාඩු මූලික වශයෙන් පැන නගින්නේ එහි ස්වාභාවික ද්‍රව්‍ය ගුණාංග සහ කාර්මික ඉල්ලුම අතර ක්‍රීඩාවෙනි. තාක්ෂණයේ දියුණුව සහ විකල්ප ද්‍රව්‍ය සංවර්ධනයත් සමඟ, එහි යෙදුම් අවස්ථා ක්‍රමයෙන් "ආදේශ කළ නොහැකි මූලික යොමු සංරචක" (ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි යන්ත්‍ර සඳහා ජල ස්ථිතික මාර්ගෝපදේශක රේල් පීලි සහ අතිශය නිරවද්‍යතා මිනුම් වේදිකා වැනි) දෙසට හැකිලී යා හැකි අතර, ක්‍රමයෙන් තීරණාත්මක නොවන ව්‍යුහාත්මක සංරචකවල වඩාත් නම්‍යශීලී ඉංජිනේරු ද්‍රව්‍යවලට මග පාදයි. අනාගතයේදී, කාර්ය සාධනය, පිරිවැය සහ තිරසාරභාවය සමතුලිත කරන්නේ කෙසේද යන්න කර්මාන්තය දිගටම ගවේෂණය කරන විෂයයක් වනු ඇත.