Page 40 - Kỷ yếu hội thảo khoa học quốc tế - Ứng dụng công nghệ mới trong công trình xanh , lần thứ 8

th
HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC TẾ ATiGB LẦN THỨ TÁM - The 8 ATiGB 2023 23

kim vonfram lên ITO, đồng thời đặt một điện áp vừa và tiện), nhưng thường rất khó để có được đường kính
đủ giữa chúng. Sau đó, vào năm 2011, sau khi chỉ ra nhỏ hơn 50μm. Một trong những phương pháp được
nghiên cứu này không phù hợp để kiểm soát mẫu ITO biết đến nhiều nhất là mài phóng điện dây [9]. Mặc dù
trên nền thủy tinh, Jiménez-Trillo đã đề xuất một có độ chính xác cao nhưng năng suất của kỹ thuật này
phương pháp cải tiến để thực hiện quá trình cắt bỏ ITO khá thấp. Do đó, một số nhóm nghiên cứu đã cố gắng
và các kim loại khác, được gọi là ăn mòn - hồ quang khắc phục vấn đề này bằng cách phát triển kỹ thuật ăn
[8]. Bằng cách áp dụng phương pháp này, các mẫu có mòn điện hóa, sử dụng sự xói mòn điện hóa để loại bỏ
chiều rộng 50µm có thể được chế tạo ở tốc độ quét cao kim loại và tạo ra khả năng sản xuất các vi điện cực
(15mm/s) mà không có bất kỳ thay đổi nào về chất dài, mỏng bất kể độ cứng của vật liệu [10-14]. Trong
lượng rãnh. Tuy nhiên, nhóm tác giả chỉ tập trung vào các nghiên cứu được báo cáo này, việc thiết lập thử
chiều sâu vết cắt, chưa đề cập nhiều đến chiều rộng vết nghiệm của các hệ thống ECC rất đơn giản, thời gian
cắt, chất lượng đường chạy. Ngoài ra, do tiếp xúc trượt ăn mòn ngắn, từ 20 đến 60 phút. Trong quá trình ăn
và xói mòn hồ quang liên tục, hiện tượng mòn đầu mòn điện hóa, cực dương vonfram bị hòa tan theo
chắc chắn xảy ra nhưng cả độ mòn đầu và ảnh hưởng phản ứng hóa học sau:
của nó đến chất lượng đường dẫn chưa được nghiên − 2− −
cứu. Bên cạnh đó, những kỹ thuật này đòi hỏi phải mài W ( ) s + 8OH → WO 4 + 4H O + 6e (1)
2
đầu nhọn cho mọi thí nghiệm.
−
−
Trong nghiên cứu này, bằng cách áp dụng gia công 4OH → O + 2H O + 4e (2)
2
2
tia lửa điện micro (µ-EDM) một phương pháp tạo mẫu Phản ứng sau đây xảy ra ở cực âm:
đơn giản và chi phí thấp được cải thiện cho ITO đã
−
−
được đề xuất. Đầu tiên, một thanh vonfram thương 2H O + 4e → H + 2OH (3)
2
2
mại được sử dụng để tạo ra một điện cực micro hình
trụ có tỷ lệ đồng đều cao bằng phương pháp ăn mòn Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tạo ra các vi
điện hóa động. Tiếp theo, điện cực micro này được sử điện cực bằng cách sử dụng thiết lập thử nghiệm tương
dụng để tạo các đường ITO bằng µ-EDM. Vì µ-EDM tự như thiết lập được sử dụng bởi Duong và cộng sự
là một phương pháp gia công không tiếp xúc nên tuổi [14], nhưng được tối ưu để tăng năng suất của quy
thọ của dụng cụ dài hơn so với các loại tiếp xúc và do trình, như minh họa trong Hình 2. Vì nguồn điện một
đó có thể giảm thiểu nhu cầu mài sắc đầu. Ngoài ra, chiều (DC) có một số nhược điểm nhất định làm giảm
một mối quan hệ toán học giữa đường kính của điện hiệu quả ăn mòn (giảm mật độ dòng điện và phân cực
cực với thời gian ăn mòn điện hóa được thành lập để nồng độ cao ở đáy của vi điện cực [10]), một máy tạo
kiểm soát đường kính của điện cực với dung sai thấp. xung MXG-9802A, đã được sử dụng để thay thế. Một
thanh làm bằng vonfram nguyên chất 99,95% với
II. PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT LẬP
THÍ NGHIỆM đường kính 300µm được sử dụng để chế tạo điện cực
micro. Sau khi đặt điện áp, thanh này được quay và di
Đầu tiên, một thanh vonfram thương mại có đường chuyển liên tục lên xuống một khoảng không đổi để
kính 300µm được gắn vào hệ thống nạp chính xác của tạo ra một sợi dây mảnh dài có đường kính đồng đều.
máy µ-EDM để chế tạo điện cực micro bằng phương Để duy trì nồng độ pH ổn định, 50mL dung dịch
pháp ăn mòn điện hóa động (Hình 1). Trong quá trình NaOH 2M được thêm vào vòng vàng mỗi phút. Như
này, kính hiển vi được sử dụng để theo dõi đường kính được mô tả trong tài liệu số [14], điện cực micro thu
của thanh vonfram cùng với thời gian ăn mòn nhằm được có đầu rất sắc, không phù hợp cho µ-EDM. Để
thiết lập mối quan hệ giữa hai tham số này. Tiếp theo, khắc phục vấn đề này, một hệ thống WEDM đã được
điện cực micro thu được được sử dụng để loại bỏ vật sử dụng để cắt bỏ phần đáy của điện cực. Các thông số
liệu ITO khỏi nền thủy tinh.
vận hành của quy trình ăn mòn được liệt kê trong bảng
Máy µ-EDM được điều khiển bởi hệ thống hỗ trợ I. Trong quá trình ăn mòn, đường kính của thanh
máy tính với chuyển động tuyến tính ba trục (XYZ) đã vonfram được đo bằng kính hiển vi tại các thời điểm
được sử dụng trong tất cả các thí nghiệm. Chuyển sau: 1, 2, 3, 4, 5, 5.5, 6 và 6,25 phút.
động dọc theo các trục được cung cấp bởi động cơ
servo bước 5 pha A16K-M569 với bước nhỏ nhất
bằng 0,1µm. Máy được vận hành bằng một phần mềm
tùy chỉnh với khả năng tạo ra các thiết kế chính xác.
Ngoài ra, hệ thống µ-EDM đã được sửa đổi với hệ
thống truyền động dây vàng, có thể hoạt động wire-
EDM (WEDM). Do đó, máy µ-EDM không chỉ có thể
được sử dụng để gia công các lỗ siêu nhỏ và mẫu, mà
còn để mài và cắt.
Thông thường điện cực micro có thể được sản xuất
bằng các phương pháp cơ học thông thường (như mài
ISBN: 978-604-80-9122-4