ඉලෙක්ට්රොනික කර්මාන්තයේ ඔස්මියම් ලෝහයේ භාවිතයන්
ඔස්මියම් යනු පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ ඇති දුර්ලභ ලෝහවලින් එකක් වන අතර ප්ලැටිනම්, ඉරිඩියම්, රුතේනියම්, රෝඩියම් සහ පැලේඩියම් සමඟ ප්ලැටිනම් කාණ්ඩයේ ලෝහ (PGM) කාණ්ඩයට අයත් වේ. මෙම මූලද්රව්යය පරමාණුක ක්රමාංකය 76 ඇති අතර එහි ඉතා සුවිශේෂී භෞතික ගුණාංග සඳහා ප්රසිද්ධය: ඉතා ඉහළ ඝනත්වය, ඉහළ ද්රවාංකය සහ ඇතැම් තත්වයන් යටතේ ඇඳීමට සහ විඛාදනයට හොඳ ප්රතිරෝධයක්. ඔස්මියම් තඹ, රිදී හෝ රත්තරන් වැනි අනෙකුත් ලෝහ තරම් බහුලව භාවිතා නොවුනත්, එයට තවමත් සිත්ගන්නාසුලු යෙදුම් ඇත - විශේෂයෙන් කර්මාන්තයට අතිශය කල්පැවැත්ම සහ ස්ථාවර ක්රියාකාරිත්වයක් සහිත ද්රව්ය අවශ්ය වන විට.
ඉලෙක්ට්රොනික කර්මාන්තයේ දී, සීමිත ලබා ගැනීමේ හැකියාව, අධික පිරිවැය සහ ආරක්ෂිත අභියෝග (විශේෂයෙන් විෂ සහිත ඔස්මියම් ටෙට්රොක්සයිඩ් සෑදිය හැකි ඔස්මියම් සංයෝගවලට අදාළ) හේතුවෙන් ඔස්මියම් ප්රාථමික ද්රව්යයක් ලෙස කලාතුරකින් භාවිතා වේ. කෙසේ වෙතත්, යාන්ත්රික ශක්තිය සහ නිශ්චිත රසායනික ගුණාංග අවශ්ය වන ඇතැම් යෙදුම් වලදී, ඔස්මියම් වටිනා ද්රව්යයක් විය හැකිය. ඉලෙක්ට්රොනික කර්මාන්තයේ ඔස්මියම් භාවිතයන් කිහිපයක්, එය තෝරා ගැනීමට හේතු සහ ඕනෑම සීමාවක් මෙන්න.
1. ඇඳුම්-ප්රතිරෝධී විදුලි සම්බන්ධතා සඳහා මිශ්ර ලෝහ ද්රව්ය
ඉලෙක්ට්රොනික සංරචක බොහෝ විට රඳා පවතින්නේ විද්යුත් සම්බන්ධතා මතයි - ස්විච, රිලේ, සම්බන්ධක හෝ ස්ලයිඩින් සම්බන්ධතා වැනි ධාරාවක් සන්නයනය කිරීමට ස්පර්ශ වන කොටස්. විද්යුත් සම්බන්ධතා වල ඇති විශාලතම ගැටළු වන්නේ ඝර්ෂණය හේතුවෙන් ගෙවී යාම, චාපයෙන් තාපය සහ ඔක්සිකරණය හෝ මතුපිට දූෂණය වීමයි, එය ප්රතිරෝධය වැඩි කරයි.
විශේෂයෙන් ඉරිඩියම් හෝ ප්ලැටිනම් වැනි අනෙකුත් PGM ලෝහ සමඟ මිශ්ර ලෝහ ස්වරූපයෙන් ඇති ඔස්මියම්, දායක වන්නේ:
– ස්පර්ශක පෘෂ්ඨය ඉක්මනින් ඛාදනය නොවන පරිදි ඉහළ දෘඪතාව.
- පුනරාවර්තන චලනයන් සම්බන්ධ යෙදුම්වල ඇඳීමට ප්රතිරෝධය.
- ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ස්ථායිතාව, දේශීය උණුසුම සිදු වූ විට හැඩය සහ ක්රියාකාරිත්වය පවත්වා ගැනීමට උපකාරී වේ.
කාර්මික ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ, පාලන පද්ධති හෝ නිතර නඩත්තු කිරීමකින් තොරව දීර්ඝ කාලයක් ක්රියාත්මක විය යුතු උපාංගවල ඇඳීමට ඔරොත්තු දෙන විද්යුත් සම්බන්ධතා අත්යවශ්ය වේ. කෙසේ වෙතත්, සීමිත ඔස්මියම් සැපයුම් හේතුවෙන්, ඔස්මියම් මිශ්ර ලෝහ සාමාන්යයෙන් තෝරා ගනු ලබන්නේ ඉතා නිශ්චිත, ඉහළ වටිනාකමක් ඇති යෙදුම් සඳහා පමණි.
2. චාප ඛාදනයට ප්රතිරෝධය වැඩි කිරීම
නිශ්චිත ධාරාවක් හෝ වෝල්ටීයතාවයක් සහිත විද්යුත් පරිපථයක, ස්විචයක් විවෘත වන විට හෝ වැසෙන විට, විද්යුත් චාපයක් ඇති විය හැක. මෙම චාපයට ස්පර්ශ පෘෂ්ඨය "ඛාදනය" කර එහි ලක්ෂණ වෙනස් කළ හැකිය: පෘෂ්ඨය රළු වේ, ඔක්සයිඩ සාදයි, සහ ප්රතිරෝධය වැඩි වේ.
විශ්වසනීයත්වය පවත්වා ගැනීම සඳහා චාප ඛාදනයට ප්රතිරෝධය දැක්විය හැකි ද්රව්ය අවශ්ය වේ. මිශ්ර ලෝහවල ඔස්මියම් වල වාසි ඇත්තේ:
– ස්පර්ශ පෘෂ්ඨයේ ඛාදන වේගය අඩු කරයි.
- ඉහළ ඇඳුම් චක්රවලට එරෙහිව සාපේක්ෂව ස්ථායී මතුපිටක් පවත්වා ගනී.
නූතන කාර්මික භාවිතයේදී රිදී, ටංස්ටන් හෝ රුතේනියම් මත පදනම් වූ මිශ්ර ලෝහ විවිධ පන්ති රිලේ සහ ස්විච සඳහා බහුලව භාවිතා වුවද, විශේෂයෙන් ඇඳුම් ප්රතිරෝධය සහ ස්ථාවරත්වය ප්රමුඛතා වන විට, ආන්තික තත්වයන් සඳහා ද්රව්ය විකල්පයක් ලෙස ඔස්මියම් අදාළ වේ.
3. ඉහළ කල්පැවැත්මක් සහිත ක්ෂුද්ර සංරචක සඳහා ආලේපනය
නිරවද්ය ඉලෙක්ට්රොනික ලෝකයේ - උදාහරණයක් ලෙස, ක්ෂුද්ර විද්යුත් යාන්ත්රික උපාංගවල (ක්ෂුද්ර-ඉලෙක්ට්රෝ-යාන්ත්රික පද්ධති / MEMS), ඇතැම් සංවේදක සංරචක සහ චලනය වන ක්ෂුද්ර යාන්ත්රණ - පරිසරය නිසා ඇතිවන ඝර්ෂණය, ගෙවී යාම සහ ගුණාංගවල වෙනස්කම් අඩු කිරීම සඳහා මතුපිට ආලේපන වැදගත් වේ.
සංකල්පමය වශයෙන්, ඔස්මියම් ආලේපන ද්රව්යයක් ලෙස භාවිතා කළ හැක්කේ:
– ඉතා දැඩි වන අතර මතුපිට ප්රතිරෝධය වැඩි කළ හැක.
- සීරීම් ප්රතිරෝධී, යාන්ත්රික ස්පර්ශයට ලක්වන ක්ෂුද්ර කොටස් සඳහා සුදුසු වේ.
කෙසේ වෙතත්, ආලේපනයක් ලෙස ඔස්මියම් භාවිතය අසාමාන්ය වන අතර බොහෝ විට නයිට්රයිඩ් (TiN), DLC (දියමන්ති වැනි කාබන්) වැනි කාබන් වැනි වඩාත් ප්රායෝගික ආලේපන ද්රව්ය හෝ ආරක්ෂිත සහ සැකසීමට පහසු වෙනත් PGM මිශ්ර ලෝහ මගින් අභිබවා යයි. කෙසේ වෙතත්, ද්රව්ය පර්යේෂණ හෝ විශේෂිත යෙදුම් වලදී, ඔස්මියම් එහි උසස් යාන්ත්රික ගුණාංග නිසා අපේක්ෂකයෙකු විය හැකිය.
4. නිරවද්ය ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ සහ විශේෂ උපාංගවල සංරචක
අර්ධ සන්නායක තාක්ෂණය සහ නවීන ද්රව්ය වේගයෙන් සංවර්ධනය වීමට පෙර, සමහර නිරවද්ය උපාංග මාන ස්ථායිතාව සහ කල්පැවැත්ම අවශ්ය කොටස් සඳහා PGM ලෝහ භාවිතා කළේය. සියුම් සම්බන්ධතා සහ නිරවද්ය යාන්ත්රණ සහිත සංරචකවල භාවිතය සඳහා ඔස්මියම් වරක් ප්රසිද්ධ විය.
ඉලෙක්ට්රොනික පරිසරය තුළ, වැනි යෙදුම්:
- ඉතා සියුම් යාන්ත්රික සම්බන්ධතා සහිත මිනුම් උපකරණ,
- දිගු සේවා කාලය සඳහා අවශ්යතා ඇති උපකරණ,
- ඉහළ සම්බන්ධතා පුනරාවර්තන පද්ධතිය,
ඔබට ඔස්මියම් අඩංගු මිශ්ර ලෝහ සලකා බැලිය හැකිය. මහා පරිමාණයෙන් නිපදවන නිෂ්පාදනවල එය දැන් දුර්ලභ වුවද, මූලධර්මය එලෙසම පවතී: ඇඳුම් ප්රතිරෝධය සහ ස්ථායිතාව ප්රධාන සාධක වන විට ඔස්මියම් ප්රයෝජනවත් වේ.
5. ඉලෙක්ට්රොනික හා ද්රව්ය විද්යා පර්යේෂණ සඳහා ආධාරක ද්රව්ය
මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනයේදී පමණක් නොව පර්යේෂණවලදී ද ඔස්මියම්හි කාර්යභාරය මතු වේ. ඉලෙක්ට්රොනික ද්රව්ය සංවර්ධනය කිරීමේදී, පර්යේෂකයන්ට ඔස්මියම් ගවේෂණය කළ හැක්කේ:
- නව පරම්පරාවේ විදුලි සම්බන්ධතා සඳහා මිශ්ර ලෝහ අධ්යයන,
- ආන්තික තත්වයන් යටතේ මතුපිට ප්රතිරෝධක පරීක්ෂාව,
- බැර ලෝහවල ඉලෙක්ට්රොනික ගුණ සහ ස්ඵටික ව්යුහයන් පිළිබඳ අත්හදා බැලීම්.
මීට අමතරව, ඔස්මියම් අද්විතීය ඝනත්වය සහ භෞතික ලක්ෂණ ඇති අතර, මතුපිට සංසිද්ධි, විසරණ ප්රතිරෝධය හෝ ඇතැම් සංරචකවල තාප ස්ථායිතාව සම්බන්ධ පර්යේෂණ සඳහා එය සිත්ගන්නා සුළු කරයි.
6. ඉලෙක්ට්රොනික කර්මාන්තයේ ඔස්මියම් භාවිතයේ සීමාවන්
එහි බොහෝ වාසි තිබියදීත්, ඔස්මියම් "බහුකාර්ය" ද්රව්යයක් නොවේ. එහි පුළුල් භාවිතය වැළැක්වීමට ප්රධාන බාධක තිබේ:
අ) හිඟය සහ ඉහළ මිල ගණන්
ඔස්මියම් යනු දුර්ලභම මූලද්රව්යවලින් එකකි. එහි නිෂ්පාදනය සාමාන්යයෙන් නිකල්, තඹ හෝ වෙනත් PGM කැණීම්වල අතුරු ඵලයකි. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, එහි සැපයුම සීමිත වන අතර, එහි මිල ඉහළ සහ අස්ථාවර විය හැකිය. ඒකක මිලියන ගණනක් නිපදවන ඉලෙක්ට්රොනික කර්මාන්තය, ස්ථාවර සැපයුමක් සහිත ද්රව්ය වලට වැඩි කැමැත්තක් දක්වයි.
ආ) සැකසුම් අභියෝග
ඔස්මියම් වල ඉහළ ද්රවාංකයක් සහ ගුණාංග නිසා එහි ලෝහ විද්යාත්මක සැකසුම් සාමාන්ය ලෝහවලට වඩා අභියෝගාත්මක වේ. නිෂ්පාදනය, සම්බන්ධ කිරීම හෝ සෑදීමේ ක්රියාවලීන් සඳහා විශේෂිත ශිල්පීය ක්රම අවශ්ය විය හැකිය.
ඇ) ඔස්මියම් සංයෝගවල ආරක්ෂිත අවදානම්
එක් ප්රධාන කනස්සල්ලක් වන්නේ අධික විෂ සහිත සහ වාෂ්පශීලී සංයෝගයක් වන ඔස්මියම් ටෙට්රොක්සයිඩ් (OsO₄) සෑදීමේ විභවයයි. කාර්මික සැකසුම් වලදී, මේ සඳහා දැඩි ආරක්ෂක ක්රියා පටිපාටි සහ ක්රියාවලි පාලනයන් අවශ්ය වේ. මෙම අවදානම බොහෝ නිෂ්පාදකයින් ආරක්ෂිත විකල්ප තෝරා ගැනීමට හේතු වී තිබේ.
ඈ) තවත් ප්රායෝගික ද්රව්ය විකල්ප
බොහෝ ඉලෙක්ට්රොනික යෙදුම් වෙනත් ද්රව්ය සමඟ පිරිවිතර සපුරාලිය හැකිය: සන්නායකතාවය සහ විඛාදන ප්රතිරෝධය සඳහා රන්, ඉහළ සන්නායකතාවය සඳහා රිදී, තාප ප්රතිරෝධය සඳහා ටංස්ටන් සහ සමහර සම්බන්ධතා වර්ග සඳහා රුතේනියම්/රෝඩියම්. එබැවින්, ඔස්මියම් සාමාන්යයෙන් භාවිතා කරනු ලබන්නේ නිශ්චිත කාර්ය සාධන අවශ්යතා සැබවින්ම සපුරා ඇති විට පමණි.
7. නවීන ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණවල ඔස්මියම් සඳහා අපේක්ෂාවන්
ඉදිරියට යන විට, ඔස්මියම් ප්රාථමික ද්රව්යයක් වෙනුවට විශේෂිත ද්රව්යයක් ලෙස පවතිනු ඇත. කෙසේ වෙතත්, එය පහත සඳහන් කරුණු යටතේ සලකා බැලීම දිගටම කරගෙන යාමේ හැකියාවක් ඇත:
- අධික භාවිතය සඳහා ස්පර්ශ මිශ්ර ලෝහය,
– ක්ෂුද්ර සංරචක මත මතුපිට සහ ගෝත්රික විද්යා පර්යේෂණ (ඝර්ෂණය සහ ගෙවී යාම පිළිබඳ විද්යාව),
- උපරිම යාන්ත්රික කල්පැවැත්ම ඉල්ලා සිටින නිකේතන යෙදුම්.
ඉල්ලුමක් ඇති පරිසරයන්හි (උදා: බර කර්මාන්ත, ආරක්ෂක හෝ ගවේෂණය) ක්රියාත්මක වන කල් පවතින උපාංග, කුඩාකරණය සහ ඉලෙක්ට්රොනික පද්ධති සඳහා වැඩිවන අවශ්යතාවයත් සමඟ, ඔස්මියම් ඇතුළු ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ද්රව්ය කෙරෙහි ඇති උනන්දුව, විශේෂයෙන් මිශ්ර ලෝහ හෝ තුනී පටල ආකාරයෙන් අදාළ විය හැකිය.
නිගමනය
ඔස්මියම් යනු කැපී පෙනෙන යාන්ත්රික සහ තාප ගුණ සහිත දුර්ලභ ලෝහයක් වන අතර, එය ඉලෙක්ට්රොනික කර්මාන්තයේ, විශේෂයෙන් ඇඳුම් ප්රතිරෝධය, ඉහළ උෂ්ණත්ව ස්ථායිතාව සහ චාප ඛාදනයට ප්රතිරෝධය අවශ්ය යෙදුම් සඳහා විශේෂයෙන් ප්රයෝජනවත් වේ. විද්යුත් සම්බන්ධතා, නිරවද්ය සංරචක සහ ද්රව්ය පර්යේෂණ සඳහා ආධාරකයක් ලෙස මිශ්ර ලෝහවල ඔස්මියම් වඩාත් තාර්කික වේ.
කෙසේ වෙතත්, ඔස්මියම් ටෙට්රොක්සයිඩ් සංයෝග හා සම්බන්ධ හිඟය, පිරිවැය, සැකසුම් සංකීර්ණත්වය සහ ආරක්ෂක ගැටළු මගින් එහි භාවිතය සීමා වේ. මෙම හේතූන් නිසා, මහා පරිමාණයෙන් නිපදවන ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණවල ඔස්මියම් කලාතුරකින් භාවිතා වේ, නමුත් ඉතා ඉහළ කාර්ය සාධන අවශ්යතා සඳහා නිකේතන විසඳුමක් ලෙස එය වැදගත් වේ.
ඔබට අවශ්ය නම්, මට "සැබෑ උපාංගවල යෙදුම් උදාහරණ" (කාර්මික රිලේ, නිරවද්ය ස්විච හෝ විශේෂ සම්බන්ධක) යන උපවගන්තියක් එක් කළ හැකිය, නැතහොත් ග්රන්ථ නාමාවලිය සහ උපුටා දැක්වීම් සමඟ සම්පූර්ණ ලිපියේ වඩාත් ශාස්ත්රීය අනුවාදයක් සම්පාදනය කළ හැකිය.
