បញ្ហា (The Problem)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះសិក្សាពីការកកើត និងការវិវត្តនៃរចនាសម្ព័ន្ធខ្នាតតូចរបស់សារធាតុចម្លងកំពូលប្រភេទ Bi-2223 ដោយប្រើប្រាស់សមាសភាពស្តូគីយ៉ូមេទ្រីផ្សេងៗគ្នានៃប្រព័ន្ធ Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O ។ ការសិក្សានេះផ្តោតសំខាន់លើឥទ្ធិពលនៃបរិមាណកាល់ស្យូម (Ca) និងទង់ដែង (Cu) លើសីតុណ្ហភាពកម្រិតកំពូល និងទម្រង់រចនាសម្ព័ន្ធនៃសារធាតុចម្លងកំពូល។
វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានរៀបចំសំណាកសារធាតុចម្លងកំពូលតាមរយៈវិធីសាស្ត្រប្រតិកម្មរឹង (Solid-state reaction) និងវាយតម្លៃលក្ខណៈរូបវន្តរបស់វាដោយប្រើប្រាស់ឧបករណ៍វិភាគចម្រុះ។
លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖
| វិធីសាស្ត្រ (Method) | គុណសម្បត្តិ (Pros) | គុណវិបត្តិ (Cons) | លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result) |
|---|---|---|---|
| Stoichiometric Composition 1 (Ca:Cu = 2.0:3.0) សមាសភាពស្តូគីយ៉ូមេទ្រីទី១ (Ca:Cu = 2.0:3.0) |
ផ្តល់នូវសីតុណ្ហភាពកម្រិតកំពូល (Tc) ខ្ពស់ជាងគេ និងមានដង់ស៊ីតេម៉ាសខ្ពស់ ដែលជួយជំរុញដល់ការកកើតទម្រង់គ្រីស្តាល់ Bi-2223 បានល្អ។ | ទាមទារការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព និងរយៈពេលនៃការដុត (Sintering) យ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្នបំផុត ដើម្បីទទួលបានទម្រង់មុខងារតែមួយ (Single phase)។ | ទទួលបានសីតុណ្ហភាពកម្រិតកំពូល Tc ខ្ពស់រហូតដល់ 105.4 K និងដង់ស៊ីតេម៉ាស 3.6-4.0 g/cm3 ។ |
| Stoichiometric Composition 2 (Excess Ca:Cu = 3.0:4.5) សមាសភាពស្តូគីយ៉ូមេទ្រីទី២ ដែលមានបរិមាណ Ca និង Cu លើស |
ងាយស្រួលក្នុងការសិក្សាអំពីឥទ្ធិពលនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុគីមីលើសបរិមាណ ទៅលើរចនាសម្ព័ន្ធខ្នាតតូច។ | បរិមាណកាល់ស្យូម និងទង់ដែងដែលលើស បានរារាំងប្រតិកម្មនៃការបង្កើត Bi-2223 និងធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធមានរន្ធប្រហោង (Porous) ច្រើន។ | សីតុណ្ហភាពកម្រិតកំពូលធ្លាក់ចុះមកនៅចន្លោះ 100.5-103.7 K ហើយដង់ស៊ីតេម៉ាសថយចុះយ៉ាងច្បាស់។ |
| Single Pressing vs Double Pressing in Sintering Process ការប្រៀបធៀបការសង្កត់ ១ដង និង ២ដង ក្នុងដំណើរការដុតកម្តៅ |
ការសង្កត់ ១ដង និងការបន្ថែមម៉ោងដុតដល់ ១០០ម៉ោង ជួយឱ្យទទួលបានសីតុណ្ហភាព Tc ល្អបំផុត ចំណែកការសង្កត់ ២ដង ជួយតម្រៀបទម្រង់គ្រីស្តាល់ឱ្យរៀបរយល្អ។ | ការដុតក្នុងរយៈពេលយូររហូតដល់ ១០០ម៉ោង ចំណាយថាមពលច្រើន ចំណែកការសង្កត់ ២ដង អាចធ្វើឱ្យបន្ទះគ្រីស្តាល់ខ្នាតតូច (Grains) បាក់បែក។ | សំណាកដែលសង្កត់ ១ដង និងដុត ១០០ម៉ោង ទទួលបានលទ្ធផល Tc ល្អបំផុតប្រចាំការសិក្សា។ |
ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារការបំពាក់ឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍រូបវិទ្យា និងគីមីវិទ្យាកម្រិតខ្ពស់ រួមទាំងម៉ាស៊ីនដុតកម្តៅកម្រិតឧស្សាហកម្ម និងឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ទំនើបៗដែលមានតម្លៃថ្លៃ។
ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៃសាកលវិទ្យាល័យកសិកម្ម (Kasetsart University) ប្រទេសថៃ ដោយប្រើប្រាស់សារធាតុគីមីដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់។ ទោះបីជាវាមិនពាក់ព័ន្ធនឹងកត្តាប្រជាសាស្ត្រក៏ដោយ លក្ខខណ្ឌមន្ទីរពិសោធន៍ដ៏តឹងរ៉ឹងនេះមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ព្រោះការផលិតសារធាតុចម្លងកំពូល (Superconductor) ទាមទារឱ្យមានឧបករណ៍ត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាព និងអុកស៊ីសែនច្បាស់លាស់ ដែលមន្ទីរពិសោធន៍ក្នុងស្រុកភាគច្រើនអាចនៅមានកម្រិត ឬខ្វះខាតនៅឡើយ។
វិធីសាស្ត្រនៃការចម្រាញ់ និងផលិតសារធាតុចម្លងកំពូល Bi-2223 នេះ មានសក្តានុពលជាមូលដ្ឋានគ្រឹះក្នុងការជំរុញវិស័យស្រាវជ្រាវបច្ចេកវិទ្យាជាន់ខ្ពស់នៅកម្ពុជា ប្រសិនបើមានការវិនិយោគត្រឹមត្រូវ។
បើទោះបីជាការយកទៅផលិតជាលក្ខណៈឧស្សាហកម្មនៅកម្ពុជានៅឆ្ងាយ ប៉ុន្តែការកសាងសមត្ថភាពស្រាវជ្រាវផ្នែកសារធាតុចម្លងកំពូល គឺជាជំហានដ៏សំខាន់ឆ្ពោះទៅរកការអភិវឌ្ឍធនធានមនុស្សសម្រាប់វិទ្យាសាស្ត្រកម្រិតខ្ពស់នាពេលអនាគត។
ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖
| ពាក្យបច្ចេកទេស | ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) | និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition) |
|---|---|---|
| Bi-2223 superconductor (សារធាតុចម្លងកំពូល Bi-2223) | សារធាតុចម្លងកំពូលប្រភេទសេរ៉ាមិច (Cuprate) ដែលមានសមាសធាតុផ្សំពី Bismuth, Strontium, Calcium, និង Copper អុកស៊ីត ដែលបាត់បង់រេស៊ីស្តង់អគ្គិសនីទាំងស្រុងនៅសីតុណ្ហភាពប្រមាណ 110 K (-163 °C) ។ | ដូចជាផ្លូវហាយវេដែលគ្មានការកកស្ទះចរាចរណ៍ទាល់តែសោះ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យរថយន្ត (អេឡិចត្រុង) បើកបរបានលឿនដោយមិនខាតបង់ថាមពល។ |
| Critical temperature / Tc (សីតុណ្ហភាពកម្រិតកំពូល) | ជាសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ ដែលនៅពេលវត្ថុធាតុត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ចុះដល់កម្រិតនោះ វានឹងប្រែក្លាយលក្ខណៈរូបវន្តរបស់វាទៅជាសារធាតុចម្លងកំពូល ដោយបាត់បង់រេស៊ីស្តង់អគ្គិសនីទាំងស្រុង។ | ដូចជាចំណុចសីតុណ្ហភាព ០ អង្សាសេ ដែលទឹកប្រែពីវត្ថុរាវទៅជាទឹកកករឹង ផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈទាំងស្រុង។ |
| Meissner effect (បាតុភូតម៉ាញេទិកម៉ៃស្នឺ) | បាតុភូតរូបវន្តដែលសារធាតុចម្លងកំពូលរុញច្រានដែនម៉ាញេទិកចេញពីផ្ទៃខាងក្នុងរបស់វា នៅពេលដែលវាចុះត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពកម្រិតកំពូល ដែលធ្វើឱ្យវាអាចអណ្តែតលើមេដែកបាន។ | ដូចជាមនុស្សពីរនាក់ដែលកាន់មេដែកប៉ូលដូចគ្នា (ជើងនិងជើង) រុញចូលគ្នា ធ្វើឱ្យវារុញច្រានគ្នាចេញរហូតដល់អណ្តែត។ |
| Stoichiometric composition (សមាសភាពស្តូគីយ៉ូមេទ្រី) | អនុបាតនៃបរិមាណសារធាតុគីមី ឬអាតូមដែលត្រូវការចាំបាច់ និងត្រឹមត្រូវបំផុត ដើម្បីបង្កើតឱ្យមានប្រតិកម្មគីមីដោយគ្មានសារធាតុណាមួយសល់ ឬខ្វះ។ | ដូចជារូបមន្តធ្វើនំខេកដែលទាមទារបរិមាណម្សៅ ស្ករ និងស៊ុត ក្នុងសមាមាត្រដ៏ច្បាស់លាស់មួយ ដើម្បីឱ្យនំដុតមកឆ្អិនល្អមិនខូចទ្រង់ទ្រាយ។ |
| X-ray diffraction / XRD (ការបង្វែរកាំរស្មីអ៊ិច) | បច្ចេកទេសវិភាគរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់នៃវត្ថុធាតុ ដោយបាញ់កាំរស្មីអ៊ិចទៅលើផ្ទៃសំណាក ហើយវាស់ស្ទង់មុំផ្លាតនៃកាំរស្មី ដើម្បីកំណត់ទីតាំងនៃអាតូមនីមួយៗ និងគណនាទំហំបណ្តាញគ្រីស្តាល់។ | ដូចជាការបាញ់ពន្លឺពិលកាត់សំណាញ់ ដែលស្រមោល និងការឆ្លុះនៃពន្លឺអាចប្រាប់យើងពីទំហំ និងគម្លាតនៃក្រឡាសំណាញ់នោះ។ |
| AC susceptibility (ភាពងាយរងដែនម៉ាញេទិកចរន្តឆ្លាស់) | ការវាស់ស្ទង់កម្រិតនៃការឆ្លើយតបរបស់វត្ថុធាតុនៅពេលដាក់ក្នុងដែនម៉ាញេទិកដែលមានចរន្តឆ្លាស់ ដើម្បីកំណត់ពីសីតុណ្ហភាពកម្រិតកំពូល (Tc) និងភាពបរិសុទ្ធនៃសារធាតុចម្លងកំពូល។ | ដូចជាការវាស់ស្ទង់កម្រិតរំញ័ររបស់រនាំងដែកនៅពេលដែលយើងបញ្ចេញរលកសំឡេងខ្លាំងៗទៅក្បែរវា។ |
| Scanning electron microscope / SEM (មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង) | ប្រភេទមីក្រូទស្សន៍ទំនើបដែលប្រើប្រាស់កាំរស្មីអេឡិចត្រុងជំនួសឱ្យពន្លឺធម្មតា ដើម្បីថតយករូបភាពផ្ទៃខាងក្រៅនៃវត្ថុធាតុ ក្នុងកម្រិតពង្រីកខ្ពស់រហូតដល់រាប់ម៉ឺនដង ដើម្បីមើលពីទម្រង់ខ្នាតតូច (Microstructure)។ | ដូចជាកែវពង្រីកវេទមន្តដែលអាចឱ្យយើងមើលឃើញទម្រង់លម្អិតនៃសរសៃសក់រហូតដល់ឃើញស្រទាប់កោសិការបស់វា។ |
| Solid-state reaction (ប្រតិកម្មរឹង) | ដំណើរការផលិតវត្ថុធាតុដោយការលាយម្សៅសារធាតុគីមីរឹងបញ្ចូលគ្នា ហើយយកទៅដុតកម្តៅក្នុងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដើម្បីឱ្យអាតូមផ្លាស់ទីចូលគ្នាបង្កើតជាសមាសធាតុថ្មី ដោយមិនឆ្លងកាត់ទម្រង់ជាវត្ថុរាវឡើយ។ | ដូចជាការលាយដីឥដ្ឋនិងខ្សាច់ រួចយកទៅដុតក្នុងឡដើម្បីបង្កើតជាឥដ្ឋដ៏រឹងមាំមួយ។ |
| Lattice parameter (ប៉ារ៉ាម៉ែត្របណ្តាញគ្រីស្តាល់) | ទំហំប្រវែង (a, b, c) និងមុំនៃកោសិកាឯកតា (Unit cell) នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ ដែលប្រើសម្រាប់កំណត់អត្តសញ្ញាណ និងប្រភេទនៃទម្រង់គ្រីស្តាល់។ | ដូចជារង្វាស់បណ្តោយ ទទឹង និងកម្ពស់នៃដុំឥដ្ឋមួយដុំ ដែលត្រូវបានគេយកទៅរៀបជាជញ្ជាំងផ្ទះដ៏ធំមួយ។ |
អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖
ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖
