Welding fundamentals and processes ตอนที่ 13
เอกสารอ้างอิง : Thomas J. Lienert. ASM handbook. Volume 06A welding fundamentals and processes. ASM international handbook committee. Materials park. Ohio. USA. 2011.
นำเสนอโดย ผศ.สิทธิพงษ์ แสงอินทร์
ดังนั้นแม้แต่ neutral atoms โดย inducing dipoles เข้าหากัน เข้าใกล้กันภายใต้แรงดึงดูดที่เกิดขึ้น จนกระทั่งถึงจุดที่แรงผลักเพิ่มขึ้น เกิดจากวงโคจรด้านนอกสุด (หรือ shells) ของ electrons sensing เข้าสู่สมดุลเพื่อส่งผลให้เกิดแรงลัพธ์เป็นศูนย์ (zero net force) และสภาวะพลังงานศักย์ขั้นต่ำ (minimum potential energy state) ในระยะห่างระหว่างอะตอมที่สมดุล (equilibrium interatomic spacing) อะตอมเกิดพันธะกับพลังงานที่ได้รับจาก depth of the well ใน net potential energy curve คือพลังงานยึดเหนี่ยว (binding energy) หรือพลังงานพันธะ (bond energy) ยิ่ง depth of well มากเท่าใด แรงยึดเหนี่ยวก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และด้วยเหตุนี้ ยิ่งมีความแข็งแรงของ material mechanically มากขึ้น (against fracture), thermally (against melting), และchemically (against reaction and, particularly, corrosion) อันเป็นผลมาจากพฤติกรรมนี้ของอะตอมทั้งหมด (ยกเว้นแก๊สเฉื่อย) อะตอมของธาตุเดียวกันหรือธาตุต่างกันส่วนใหญ่จะมารวมกันและยึดเหนี่ยวกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือทำให้เกิดการเชื่อม การเชื่อมเป็นเพียงกระบวนการที่ทำให้อะตอมรวมตัวกันเป็นจำนวนมาก อย่างไรก็ตามมีอุปสรรคบางประการที่ต้องเอาชนะเพื่อเชื่อม solid materials, สองสิ่งเกี่ยวกับพื้นผิว solid materials ก่อให้เกิดอุปสรรคต่อการก่อตัวของแนวเชื่อมระหว่างชิ้นส่วนที่ติดกันสองชิ้น เป็นผลมาจากแนวโน้มตามธรรมชาติของอะตอมของวัสดุดังกล่าว ที่จะมารวมกันเพื่อสร้างระยะห่างระหว่างอะตอมที่สมดุล และก่อให้เกิดพันธะเคมีปฐมภูมิ (primary chemical bonds) ที่แข็งแกร่งในปริมาณมาก ประการแรกวัสดุของแข็งทั้งหมดไม่คำนึงถึงประเภทของวัสดุ (เช่น metal, ceramic, หรือ polymer) คือพื้นผิวนั้นยังห่างไกลจากความเรียบในระดับอะตอม ไม่ว่าต้องใช้ความพยายามมากเพียงใดในการสร้างพื้นผิวที่เรียบของชิ้นส่วน ก็มีจุดสูงและต่ำ ก่อนหน้านี้เรียกว่า asperities ที่ป้องกันไม่ให้อะตอมทั้งหมดบนพื้นผิวทั้งหมดยกเว้นเพียงเศษเสี้ยวเล็ก ๆ สัมผัสกันอย่างใกล้ชิดจนทำให้เกิดพันธะได้ แม้แต่พื้นผิวที่ highly polished surface, fraction ของอะตอมที่สัมผัสกันอย่างใกล้ชิดจะอยู่ที่ประมาณ 1 ในทุก ๆ 106 ถึง 108 หมายความว่าแม้ว่าพันธะอะตอมหลักที่แข็งแกร่งจะก่อตัวขึ้นระหว่างอะตอม อะตอมส่วนใหญ่ที่อยู่บนพื้นผิวที่ติดกันนั้นไม่ได้อยู่ใกล้พอที่จะก่อให้เกิดพันธะ ดังนั้นผลกระทบโดยรวมของพันธะที่จำกัดดังกล่าว คือความแข็งแรงของการเชื่อมที่สร้างขึ้นมีค่าเพียงประมาณ 1 ในล้านถึงประมาณ 1 ในพันล้านของความแข็งแรงทางทฤษฎีของวัสดุที่เกี่ยวข้อง ซึ่งไม่เพียงพอที่จะยึดชิ้นส่วนเข้าด้วยกันภายใต้น้ำหนักของตัวเอง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น