Орчин үеийн үйлдвэрлэлд зайлшгүй шаардлагатай суурь материалын хувьд үйлдвэрийн цавуу нь сансар огторгуй, автомашин, электрон сав баглаа боодол, барилга, өргөн хэрэглээний бараа бүтээгдэхүүнд гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэд молекул хоорондын хүч эсвэл химийн холбоогоор дамжуулан материалын хооронд хүчтэй холболтыг бий болгож, бүтцийн бэхлэлт ба функциональ нэгдлийн давхар давуу талыг санал болгодог. Тэд аажмаар уламжлалт механик холболтын аргуудыг (хав, гагнуур гэх мэт) сольж, үйлдвэрлэлийн салбарт хөнгөн, нарийн үйлдвэрлэлийн гол хөдөлгөгч хүч болж байна.
I. Үйлдвэрийн цавууны ангилал ба үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Үйлдвэрийн цавууг химийн найрлагаар нь органик цавуу, органик бус цавуу гэж хоёр ангилдаг. Органик цавуу нь хамгийн өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд эпокси давирхай, акрилат, полиуретан, силикон, фенолын давирхайг агуулдаг. Органик бус цавуу нь үндсэндээ силикат, фосфат, металл ислийн системд суурилдаг бөгөөд өндөр температур (1000 градус хүртэл) эсвэл идэмхий орчинд хэрэглэхэд тохиромжтой.
Жишээлбэл, эпокси давирхайн цавууг ав. Тэдний нуруу нь эпокси бүлгүүдийг агуулдаг бөгөөд эдгээр нь хатууруулагч бодисууд (амин ба ангидрид гэх мэт) үүсгэсэн хөндлөн холбоосын урвалаар -гурван хэмжээст сүлжээний бүтцийг бүрдүүлдэг. Эдгээр наалдамхай бодисууд нь маш өндөр бат бэх (зарим бүтээгдэхүүнүүд 30{9}}50 МПа хүрч чаддаг) болон химийн эсэргүүцэлтэй тул металлыг металл, металлыг нийлмэл материалтай холбоход ихэвчлэн ашигладаг. Нөгөөтэйгүүр, полиуретан цавуу нь молекулын гинжин хэлхээнд уян хатан ба хатуу сегментүүд байдаг тул маш сайн хатуулаг (тасрах суналт 200% -иас дээш) ба цохилтод тэсвэртэй байдаг. Эдгээр нь автомашины дотоод засал чимэглэл, лацыг холбоход өргөн хэрэглэгддэг. Силикон цавуу нь Si-O холболтын өндөр энерги (452 кЖ/моль) ба өвөрмөц гидрофобик чанараараа -60 хэмээс 250 хэм хүртэлх өргөн температурт уян хатан чанарыг хадгалж, электрон төхөөрөмж болон барилгын хөшигний хананы дулаан ялгаруулах интерфэйсийг битүүмжлэхэд илүүд үздэг материал болгодог.
II. Гүйцэтгэлийн үндсэн үзүүлэлтүүд ба техникийн шаардлага
Үйлдвэрийн цавууны гүйцэтгэл нь олон хэмжээст техникийн стандартыг- хангасан байх ёстой. Үндсэн параметрүүд нь:
•Холбооны бат бөх чанар: Үүнийг суналтын бат бэх (холбох гадаргууд перпендикуляр хүчийг тэсвэрлэх чадвар), зүсэлтийн бат бэх (холбох гадаргуутай параллель зүсэх хүчийг эсэргүүцэх чадвар), хугарлын бат бэх (газар хоорондын зайг тусгаарлахад шаардагдах нэгж өргөнд ногдох ачаалал) гэж хуваана. Бүтцийн цавуу нь ерөнхийдөө 15 МПа-аас их буюу тэнцүү зүсэлтийн бат бэхийг шаарддаг.
•Байгаль орчны эсэргүүцэл: Энэ нь температурын эсэргүүцэл (жишээ нь: -40 хэмээс 150 хэм хүртэл урт хугацааны тогтвортой байдал), дулаан болон чийгшил (85 хэмд хөгшрөлтийн түвшин /85% RH), химийн эсэргүүцэл (хүчил, шүлт, тос), хэт ягаан туяаны цацрагийн эсэргүүцэл (гадаа хэрэглэхэд шарлах, шохойжилтыг дарах) зэргийг хамарна.
•Процессын нийцтэй байдал: Үүнд савны ашиглалтын хугацаа (холимсны дараа ажиллах чадварын үргэлжлэх хугацаа), хатуурах нөхцөл (өрөөний температур, дулаан эсвэл хэт ягаан туяагаар хатах), тиксотропи (перпендикуляр гадаргууд хэрэглэх үед урсах эсэргүүцэл), гадаргуугийн нийцэмж (өөр өөр субстрат дээр чийглэх чадвар) орно.
Жишээлбэл, электрон сав баглаа боодолд хэрэглэгддэг цавуу нь бага ачаалал (чипний савлагаа хагарахаас сэргийлж), өндөр дулаан дамжуулалт (хөнгөн цагаан нитрид зэрэг дүүргэгчээр дүүргэх үед дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь 5{1}}10 Вт/(м·К) хүрч болно), хурдан хатах (хөндлөн{2}} секундын дотор гэрэлтэх, өндөр хурдтай холбох) шинж чанаруудыг хангасан байх ёстой. өндөр давтамжийн чипүүдийн найдвартай байдлын шаардлага.
III. Хэрэглээний ердийн хувилбарууд ба салбарын үнэ цэнэ
Автомашины үйлдвэрлэлийн салбарт наалдамхай бодис нь тээврийн хэрэгслийн нийт наалдамхай материалын 30 гаруй хувийг эзэлдэг. Эдгээрийг ган, хөнгөн цагаан хайлшаар хийсэн эрлийз бүтэцтэй холбох (жинг 15%-20%), цонхны шил, хүрээг битүүмжлэх (NVH гүйцэтгэлийг сайжруулах), батерейны модулиудын дулааныг хамгаалж, гадагшлуулах (дулааны урсгал тархахаас урьдчилан сэргийлэх) зэрэгт ашигладаг. Сансар огторгуйн салбарт өндөр температурт тэсвэртэй эпокси цавуу болон фенол{9}}нитрил цавууг турбины ирийг бүрхүүлд (300 градусаас дээш температурын эсэргүүцэлтэй) холбох, өрөмдөх стрессийн концентрацийг бууруулахын тулд карбон файбер нийлмэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбоход ашигладаг. Электрон болон цахилгааны салбарт цахилгаан дамжуулагч цавуу (мөнгө, никель гэх мэт дүүргэгч агуулсан) нь өндөр температурт чипийг гэмтээхээс сэргийлж, жижиг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (0201{14}}хэмжээний эсэргүүцэл зэрэг) бага температурт (150 градусаас доош) холбохын тулд уламжлалт гагнуурыг орлуулдаг. Эмнэлгийн төхөөрөмжийн салбарт биологийн нийцтэй цавууг (хэт ягаан туяагаар эдгээдэг акрилат гэх мэт) арьсанд катетер түр зуур бэхлэх, ортопед суулгацыг наалдамхай засварлахад ашигладаг бөгөөд энэ нь ISO 10993 биоаюулгүй байдлын стандартад нийцдэг.
IV. Хөгжлийн чиг хандлага ба сорилтууд
Одоогийн байдлаар үйлдвэрлэлийн цавуу нь өндөр гүйцэтгэлтэй, нэгдмэл ажиллагаатай, байгаль орчинд ээлтэй байдлаар хөгжиж байна. Нэг талаас, нанотехнологи (дамжуулагч, хүч чадлыг нэмэгдүүлэхийн тулд нүүрстөрөгчийн нано гуурс нэмэх гэх мэт) болон молекул дизайн (өөрийгөө эдгээх чадварыг бий болгох- динамик ковалент холбоог нэвтрүүлэх) замаар гүйцэтгэлийн үндсэн сайжруулалтад хүрч байна. Нөгөөтэйгүүр, био задралд суурилсан био{3}}цавуу (цардуул-поливинил спиртийн систем гэх мэт) болон бага-VOC (дэгдэмхий органик нэгдэл) найрлага нь дэлхийн байгаль орчны дүрэм журамд (ЕХ-ны REACH зохицуулалтын аюултай бодисын хязгаарлалт гэх мэт) нийцүүлэн боловсруулж байна. Гэсэн хэдий ч, олон{7}}материалын холболт (металл{8}}керамик-полимер нийлмэл материал гэх мэт) болон эрс тэс орчинд (сансрын гүн дэх криоген эсвэл цөмийн реакторын эрчимтэй цацраг гэх мэт) урт хугацааны найдвартай байдлыг баталгаажуулах зэрэгт тулгарч буй интерфейсийн сорилтууд нь салбарын тулгамдсан асуудал хэвээр байна.
Дүгнэж хэлэхэд, үйлдвэрлэлийн цавуу нь зөвхөн "молекулын гүүр"-ийг холбогч материал төдийгүй өндөр түвшний үйлдвэрлэлийг шинэчлэх гол элемент юм. Материалын шинжлэх ухаан, инженерчлэлийн дэвшлийн ачаар тэд илүү хөгжиж буй салбарт (шинэ эрчим хүчний хадгалалт, хагас дамжуулагч сав баглаа боодол гэх мэт) орлуулшгүй үнэ цэнийг харуулах болно.