सिंगल क्रिस्टल कास्टिंग्स में लो-एंगल बाउंड्री दोष क्या कारण होते हैं?
लो-एंगल बाउंड्री का उद्गम
सिंगल क्रिस्टल कास्टिंग्स में लो-एंगल बाउंड्री (LAB) दोष तब उत्पन्न होते हैं जब ठोसीकरण के दौरान आसन्न डेंड्राइट शाखाओं के बीच छोटे मिसओरिएंटेशन विकसित होते हैं। एक पूर्णतः एकसमान क्रिस्टलोग्राफिक ओरिएंटेशन बनाने के बजाय, डिस्लोकेशन की सरणियों के रूप में मामूली विचलन जमा हो जाते हैं। जब मिसओरिएंटेशन ~15° से नीचे रहता है, तो ये डिस्लोकेशन नेटवर्क पूर्ण अनाज सीमाओं के बजाय LABs बनाते हैं। हालांकि स्ट्रे ग्रेन या स्लिवर्स की तुलना में सूक्ष्म, LABs अभी भी आदर्श सिंगल-क्रिस्टल संरचना को बाधित करते हैं और क्रीप प्रदर्शन पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं।
थर्मल ग्रेडिएंट और ठोसीकरण अस्थिरता
LABs आमतौर पर तब बनते हैं जब दिशात्मक ठोसीकरण के दौरान थर्मल ग्रेडिएंट में उतार-चढ़ाव होता है। असमान ताप निष्कर्षण—यहां तक कि मोल्ड कोनों या सेक्शन संक्रमणों के पास छोटे भिन्नताएं—डेंड्राइट शाखाओं को थोड़े अलग कोणों पर झुकने या बढ़ने का कारण बनती हैं। ये मिसअलाइनमेंट जमा हो जाते हैं और लो-एंगल डिस्लोकेशन सीमाएं बनाते हैं। तंग ठोसीकरण विंडो वाले मिश्र धातुएं—जैसे CMSX-486 या Rene N5—विशेष रूप से इन ग्रेडिएंट अस्थिरताओं के प्रति संवेदनशील होती हैं।
यांत्रिक और संकुचन प्रतिबल
जैसे-जैसे कास्टिंग ठंडी होती है, मोटे और पतले क्षेत्रों के बीच अंतर संकुचन स्थानीय तनाव पैदा कर सकता है। यह प्लास्टिक विरूपण क्रिस्टल के भीतर डिस्लोकेशन घनत्व बढ़ाता है। जब डिस्लोकेशन के समूह स्वयं को क्रमबद्ध सरणियों में पुनर्व्यवस्थित करते हैं, तो LABs बनते हैं। तीव्र ज्यामितीय संक्रमण या फीचर्स जैसे कूलिंग होल्स इन प्रतिबलों को बढ़ाते हैं, जिससे ऐसे स्थान LAB विकास के प्रति अतिसंवेदनशील हो जाते हैं।
डेंड्राइट प्रतिस्पर्धा और वृद्धि मिसअलाइनमेंट
प्रारंभिक ठोसीकरण के दौरान, कई डेंड्राइट शाखाएं प्रभुत्व के लिए प्रतिस्पर्धा करती हैं। यदि मिसओरिएंटेड डेंड्राइट्स सेलेक्टर या प्रारंभिक वृद्धि क्षेत्र में बच जाते हैं, तो वे पूरी तरह दबाए जाने के बजाय LABs बनाने के लिए पर्याप्त लंबे समय तक बने रह सकते हैं। मामूली मेल्ट फ्लो अशांति, अशांति, या मोल्ड-वॉल इंटरैक्शन डेंड्राइट ट्रंक्स को इतना झुका सकते हैं कि लो-एंगल मिसओरिएंटेशन उत्पन्न हो जो कास्टिंग में गहराई तक LAB दोषों के रूप में प्रकट होता है।
