Ke hāʻule ʻole ka hui hoʻopaʻa ʻana, ʻo kā mākou hana mua e pili ana i ka loiloi inā lawa ka ikaika o ka hoʻopili ʻana, kūpono ka mālama ʻana i ka ʻili, lawa ka impregnation, a ʻaʻole i kahiko nā mea.
Eia nō naʻe, i nā noi ʻenekinia maoli, ʻaʻole hoʻomaka kekahi mau hemahema ma ke kau ʻana; akā, aia nā pilikia i ka wā i ola pono ai ka lāʻau.
ʻO kēia pōʻino hiki ke loaʻa i ke koena o ke koʻikoʻi kūloko.
ʻAʻole ʻike ʻia a paʻakikī ke ana pololei ʻana, ʻaʻole naʻe he pohihihi ma ke ʻano. ʻO ka waiho wale ʻana, hoʻemi ʻia ka lāʻau i ka wā o ka hoʻōla ʻana a me ka hoʻoluʻu; inā hoʻopaʻa ka substrate a puni i kona deformation manuahi, ʻo ka ʻāpana hiki ʻole ke lilo i koena koʻikoʻi i loko o ka papa hoʻopili.
I kēia lā, e alakaʻi au iā ʻoukou a pau i ka hoʻomaopopo pono ʻana i kēia manaʻo.
0 1 No ke aha e aʻo ai?
ʻO nā pōʻino o ke koʻikoʻi o loko he ʻano "hoʻahu-hana".
Ma ka ho'ōla ʻana, mālama ka ʻāpana adhesive i kahi ʻāpana o ka ikehu elastic strain. Ke hana nei kēia ikehu ma ke ʻano he kumu hoʻokele kumu no ka delamination interfacial ma hope, ka hoʻolaha microcrack, a me ka warping deformation.
E lawe i ka delamination a me ka delamination ma ke ʻano he laʻana: hōʻuluʻulu ʻia nā koʻikoʻi kūloko ma luna o ka haʻahaʻa hana, no laila e ʻoi aku ka nui o ke koʻikoʻi maoli ma mua o ka waiwai helu helu i helu ʻia. Ma nā huaʻōlelo ʻē aʻe, ma mua o ka hoʻomaka ʻana o ka papa hoʻopili i ka lawelawe maʻamau, ua hoʻokau ʻia ka interface i ka hoʻopā mua ʻana.
ʻO kekahi hiʻohiʻona ʻo ka pololei drift, kahi mea e hōʻino nui ai i nā hui kikoʻī e like me nā robots, motors, a me nā ʻāpana optical.
ʻO ke kūlana o ke kumu magnetic i loko o ke kaʻa, ka hoʻolikelike ʻana o nā mea ʻike maka, a me nā ana o nā ʻāpana hoʻolālā, hiki ke hoʻoemi lōʻihi-ma muli o ka hoʻokuʻu mālie ʻana o nā koʻikoʻi o loko. Inā hoʻokō mua ʻia nā ʻāpana i ka wā o ka hui ʻana akā hōʻike ʻia nā ʻokoʻa ma hope o nā haneli mau hola o ka hana, ʻo ia mau pilikia e ulu pinepine mai ka pilikia o loko.
Eia hou, ua emi ke ola luhi. 'O ke ko'iko'i o loko he 'ano ko'iko'i ma'amau no ka manawa lō'ihi e ho'oha'aha'a iho i ka piko ola luhi. ʻO ka hui pū ʻana o ka paikikala wela, ka haʻahaʻa, a me ka haʻalulu e alakaʻi pinepine i nā kūlana i hala nā huahana i ka hoʻāʻo mua akā hāʻule i ka wā hana nui.
No laila, ʻaʻole ʻo ke koʻikoʻi o loko ka pilikia lua akā ʻo ke kumu kumu no ka hilinaʻi paʻa. ʻAʻole wale ia e hoʻoholo inā hiki ke hoʻopili ʻia, akā pehea ka lōʻihi o ka paʻa ʻana o ka paʻa ma hope.
0 2 No hea mai ka pilikia o loko?
No ka hoʻomaopopo ʻana i ke koʻikoʻi o loko, pono e hoʻomaopopo mua i kona kumu.
ʻO ke koʻikoʻi o loko i ka wā o ka hoʻōla hoʻopili ʻana ke kumu mai nā ʻano ʻelua o nā ʻano e hōʻike ana i ka manaʻo e ʻaelike akā ʻaʻole hiki ke hana maoli pēlā.
ʻO ka ʻāpana mua ka mālama ʻana i ka hōʻemi, ʻike ʻia hoʻi ʻo ka shrinkage kemika.
I loko o nā monomers wai, mālama nā molekala i ka pilina ma o nā pūʻali van der Waals (nā pilina nāwaliwali). ʻAʻohe paʻa kemika ma waena o nā ʻātoma o nā molekala ʻelua; aia wale lākou ma kahi kokoke, me kahi mamao maʻamau ma kahi o 0.3–0.4 nm (e hōʻike ana i ka huina o ka radii van der Waals o nā molekala ʻelua).
I ka wā o ka hopena polymerization, hoʻokumu ʻia nā paʻa covalent ma waena o nā monomers. Ke lawe nei i ka palapala hoʻopaʻa C-C maʻamau ma ke ʻano he laʻana, ʻo kona lōʻihi paʻa ma kahi o 0.154 nm. ʻO ia hoʻi, ʻelua mau molekala i hoʻokaʻawale mua ʻia e kahi mamao ākea ma kahi o 0.35 nm i kēia manawa ua hui pū ʻia me ka mea hoʻopaʻa covalent me ka lōʻihi ma kahi o 0.15 nm-e hopena i ka emi ʻana o ka mamao intermolecular ma mua o ka hapalua. (Kiʻi)
Ma ka pae macroscopic, hōʻike ʻia ka hoʻokaʻawale like ʻana o nā trillions o ia mau molecular e like me ka emi ʻana o ka leo. He hopena kino kēia ʻaʻole hiki ke pale ʻia i nā hopena polymerization hoʻohui.
ʻO ka lua o ka ʻāpana he thermal mismatch stress.
Nui nā mea hoʻopili e pono ai ka hoʻomehana e hoʻōla. Ma hope o ka ho'ōla ʻana, i ka wā i hoʻomaha ʻia mai ka wela kiʻekiʻe a i ka mahana lumi, ʻokoʻa nā coefficient hoʻonui wela o ka adhesive a me ka substrate.
ʻOi aku ka kiʻekiʻe o ka helu hoʻonui wela o ka adhesive ma mua o nā mea kumu e like me nā metala, nā magnet, a me nā seramika. I ka wā hoʻoluʻu, ʻoi aku ka paʻa ʻana o ka mea hoʻopili, akā pale ka mea kumu i kona ʻoki manuahi, no laila ke kāohi ʻana i ka papa adhesive a hoʻoulu i ke koʻikoʻi o loko.
ʻO ka manaʻo koʻikoʻi loa ma ʻaneʻi ʻo ke kiko gel.
Ma mua o ka helu gel, mau ka wai a hiki ke kahe. I loko o kēia kaʻina, ʻoiai inā hiki ke ʻoki ʻia, hiki i ka mea ke hoʻopau i kēlā deformation ma o ke kahe, hoʻonohonoho hou ʻana, a me ka hoʻopiha ʻana, a laila e hōʻemi i ka hōʻiliʻili ʻana o ke kaumaha kūloko.
Ma hope o ka helu gel, hoʻololi ke kūlana. Hoʻomaka ka ʻupena ʻekolu{1}}ʻano i loko o ka mea hoʻopili, a hoʻololi mālie ka mea mai ka wai a i kahi kūlana paʻa. I kēia manawa, loa'a i ka papa ho'opili ka hiki ke amo haawe a ho'omaka e "ho'omana'o" i nā hanana hō'emi a me ka ho'ololi.
I nā huaʻōlelo ʻē aʻe, ʻo ka ʻāpana o ka contraction e kū mai ana ma hope o ke kiko gel e pili pono i ka hoʻoulu ʻana i ke kaumaha kūloko.
Ke holo nei ka manawa, paʻa hou ka mea, a piʻi mau kona Tg. Ke ʻoi aku ka Tg i ka mahana hana o kēia manawa, e hoʻololi ka papa hoʻopili mai kahi kūlana ʻōpala a i kahi kūlana aniani.
I ke komo ʻana i ke kūlana aniani, piʻi wikiwiki ka modulus o ka papa hoʻopili, ʻoi aku ka paʻakikī o ka neʻe ʻana o ka ʻāpana kaulahao; no laila, ʻoi aku ka paʻakikī o ka hoʻokuʻu ʻana i kahi ʻāpana o ke koʻikoʻi i hiki ke hoʻokuʻu mua ʻia.
No laila, hiki ke hoʻomaopopo wale ʻia ke koʻikoʻi o loko:
Ma mua o ka helu gel: hiki ke ʻoki ʻia me ka hoʻoulu ʻole ʻana i ke kaumaha.
Ma hope o ka helu gel: hoʻomaka ka papa gel e hana i kahi pūnaewele, a ua pale ʻia ka shrinkage ma hope.
Ma hope o ka vitrification: lilo ka mea i mea paʻakikī, me kona mau kaulahao molecular immobilized, ʻoi aku ka paʻakikī o ka hoʻokuʻu ʻana i ke kaumaha.
E like me kā mākou i ʻike ai:
ʻO ke koʻikoʻi=Modulus × Strain
ʻO ke koʻikoʻi hope loa o loko ≈ modulus kūpono × (ma hope o ka -hōʻemi hoʻōla ʻana i ka gelation + hoʻololi like ʻole wela) − hoʻokuʻu hoʻomaha
Heat mismatch deformation hiki ke hoʻomaopopo wale ʻia penei:
Hoʻololi like ʻole wela ≈ (koefficient hoʻonui wela o ka mea hoʻopili − koena hoʻonui wela o ka substrate) × ʻokoʻa wela kūpono.
ʻO ka hōʻemi wale ʻana a me ka thermal mismatch i hana ʻia ma hope o ke kiko gel, i hoʻonui ʻia e ka modulus e hoʻonui mau ana, e hoʻemi i ka ʻāpana i hoʻokuʻu ʻia ma o ka hoʻomaha ʻana i ka wā o ke kaʻina hana, ʻo ia ke koʻikoʻi hope o loko.
ʻO kēia ke kumu paʻakikī ke aʻo ʻana i ke koʻikoʻi o loko: ʻaʻole ia e ala koke mai i ka manawa hoʻokahi akā e hōʻuluʻulu mālie i ka wā o ka hoʻōla a me ka hoʻomaha ʻana. I loko o kēia kaʻina hana, e hoʻololi mau ʻia ka emi ʻana, ka mahana, ka modulus, a me ka hiki ke hoʻokuʻu i ke kaumaha.
03 Pehea e ʻike ai: E ana mua i ka "hopena," a laila e ana i ka "kumu."
Ua ʻike nui ʻia i kēia manawa ʻaʻole e ala koke ke koʻikoʻi kūloko i ka manawa hoʻokahi, akā e hōʻiliʻili mālie i ka wā o ka hoʻōla ʻana a me ka hoʻomaha ʻana.
Ke loli mau nei kēlā me kēia ʻāpana: ʻokoʻa ke ʻano o ka contraction rate, ka mahana, modulus, a me ka hiki ke hoʻokuʻu i ke kaumaha.
No laila, ʻaʻole hiki ke hilinaʻi wale ke ʻano o ke koʻikoʻi kūloko i ka waiwai helu hoʻokahi; pono ia e pane i na ninau elua:
ʻO ka mea mua, he aha ka nui o ke koʻikoʻi a i ʻole deformation e koe i ka hopena?
ʻO ka lua, pehea ke ʻano o kēia mau koʻikoʻi i ka wā o ka hoʻōla ʻana?
I ka hiki ʻana i nā ʻano hoʻāʻo, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia lākou i ʻelua mau ʻāpana.
Hoʻokahi ʻāpana ke ana pololei o ke koʻikoʻi a i ʻole nā hopena deformation, ʻoiai ʻo nā mea ʻē aʻe e ana i nā ʻāpana intrinsic no ka hoʻokumu ʻana i nā kumu hoʻohālike.
Māhele 1: Ana pololei i ke koʻikoʻi a i ʻole nā hopena deformation
Ke nānā nei kēia ala i ka hoʻoholo ʻana i ka nui o ka deformation a i ʻole ke koena koʻikoʻi i hoʻokomo ʻia i loko o ka hale ma hope o ka hoʻōla ʻana o ka lāʻau.
ʻO ke ʻano maʻamau ʻo ka cantilever beam a i ʻole bimaterial beam bending approach. Hoʻopili ʻia ka mea hoʻopili i nā ʻāpana metala lahilahi, nā wafer silika, a i ʻole nā mea substrate ʻē aʻe; i ka wā o ka ho'ōla ʻana, ʻo ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ka hoʻopili ʻana e piʻo ai ka substrate. Ma ke ana ʻana i ka curvature i ka manawa maoli a me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano e like me ka hoʻohālikelike a Stoney, hiki ke helu ʻia ke koʻikoʻi maʻamau i loko o ka papa hoʻopili. Hāʻawi kēia ala i nā mea maikaʻi o ka naʻauao a me ka hoʻokumu ʻia-pono, e hiki ai ke ʻike i nā pihi e hōʻike ana i ka ʻokoʻa o ke kaumaha me ka manawa hoʻōla.
Aia kekahi ʻano hana fiber Bragg grating (FBG). Ma ka hoʻokomo ʻana i nā fiber optical i loko o kahi papa gel, hiki ke ana ʻia ke kānana i loko o ka gel i ka manawa maoli. Hāʻawi kēia ʻano hana i ka noʻonoʻo pololei ʻana i ke kūlana kūloko o ka gel i hoʻohālikelike ʻia me nā ana deformation o ka ʻili wale nō, ʻoiai e komo ana i nā kumukūʻai kiʻekiʻe a me ka paʻakikī o ka hana.
E ho'ōla i ka nānā ʻana i ka ʻeha i loko o nā laminates composite me ka hoʻohana ʻana i kahi sensor optical puʻupuʻu (Ke kumu kiʻi)
No nā mea hoʻopili akaka, hiki ke hoʻohana ʻia nā ʻano hana photoelasticity a i ʻole birefringence no ka nānā ʻana i ka puʻunaue koʻikoʻi ma o ke koʻikoʻi-birefringence.
Eia hou, hiki ke hoʻohana ʻia nā ʻano e like me ka wili ʻana, ka laʻana kumu, X-ray diffraction (XRD), neutron scattering, a me Raman shift analysis hiki ke hoʻohana ʻia ma lalo o nā kūlana kikoʻī no ke ana ʻana i ke koʻikoʻi koena a i ʻole ke kaha pololei ʻole.