วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2556

งานวิจัยนี้ ได้ทำการศึกษาความเค้นตกค้างบนผิวของวัสดุผสมอะลูมินา-ไททาเนียมคาร์ไบด์ที่ใช้เป็นฐานรองของหัวอ่าน-เขียนในฮาร์ดิสก์ไดร์ฟ (Hard disk drive) ปัญหาที่พบในกระบวนการผลิต คือการโก่งงอ หลังจากตัดแผ่นเวเฟอร์อะลูมินา-ไททาเนียมคาร์ไบด์ออกเป็นแท่งบางๆ เรียกว่า “สไลเดอร์ (slider)” และ ในระหว่างการขัดเจียระไนสไลเดอร์ ซึ่งในแต่ละขั้นตอนจะใช้ผงขัดเพชรและวัสดุแผ่นขัดเจียระไนแบบต่างๆกัน เพื่อให้ได้ความหนาและคุณภาพของผิวสไลเดอร์ที่ต้องการ วัตถุประสงค์ของงานวิจัยครั้งนี้ เพื่อให้เข้าใจผลของความเค้นตกค้างที่เกิดจากกระบวนการเจียระไนว่าส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงความโก่งงอของสไลเดอร์อย่างไร รวมทั้งหาวิธีการที่เหมาะสมในการวัดปริมาณความเค้นตกค้างที่ผิวสไลเดอร์ที่มีขนาดเล็กและบางเป็นข้อจำกัด โดยเทคนิค sin2ψ ด้วยวิธีการเลี้ยวเบนของเอกซเรย์ (X-ray diffraction) สามารถประเมินค่าเฉลี่ยความเค้นตกค้างในระดับมหภาคจากความเครียดของระนาบผลึกที่เปลี่ยนแปลงไปได้ และใช้กล้องจุลทรรศน์กำลังขยายสูงร่วมกับเซนเซอร์แสงวัดระยะโก่งงอของสไลเดอร์ ผลการวิจัยเบื้องต้นพบว่า ความเค้นตกค้างบนเฟสไททาเนียมคาร์ไบด์จะมีค่ามากกว่าบนเฟสอะลูมินาเสมอ ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานจากการวัดต่ำ และใช้เวลาในการทดสอบน้อย ผู้วิจัยจึงเลือกวัดปริมาณความเค้นตกค้างบนเฟสไททาเนียมคาร์ไบด์เป็นตัวแทนวัสดุผสม โดยความเค้นตกค้างบนเฟสอะลูมินาจะมีค่าประมาณ 50-70% ของเฟสไททาเนียมคาร์ไบด์ที่วัดได้ ผลการทดลองเมื่อทดสอบบนผิวสไลเดอร์ พบว่า ความเค้นตกค้างของเฟสไททาเนียมคาร์ไบด์ที่ความลึก 1.4 -17.4 ไมครอนจากผิว มีค่าอยู่ระหว่าง 0 - 70 MPa ด้านที่ถูกขัดเจียระไนจะมีปริมาณความเค้นอัดสูงกว่าเสมอมีค่า 34 – 70 MPa ส่วนด้านที่ไม่ได้ถูกขัดเจียระไนจะมีปริมาณความเค้นตกค้างแบบอัดในปริมาณต่ำมีค่า 0 – 7 MPa พบว่าปริมาณความเค้นตกค้างที่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากกระบวนการขัดสามารถส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาวะความเค้น (Stress State) ภายในสไลเดอร์ได้ ความแตกต่างของปริมาณความเค้นตกค้างที่ผิวด้านบนและล่างของไสล์เดอร์และการโก่งงอของกระบวนการส่วนใหญ่ มีแนวโน้มไปในทิศทางเดียวกัน ยกเว้นกระบวนการหนึ่งที่ทำให้พื้นผิวมีสภาวะความเค้นแตกต่างกับกระบวนการอื่นๆ ซึ่งสามารถตรวจสอบได้ด้วยเทคนิคการทดสอบความแข็งแบบหัวกดแบบวิกเกอร์ จากลักษณะรอยแตกที่ปรากฎ ข้อเสนอแนะ สำหรับการใช้เทคนิค sin2ψ ด้วยวิธีการเลี้ยวเบนของเอกซเรย์เพื่อวัดความเค้นตกค้างบนผิวสไลเดอร์จากกระบวนการเจียระไนหัวอ่าน-เขียน ควรมีความละเอียดของเครื่องมือวัดอยู่ที่ระดับ Δ2θ เท่ากับ 0.0001 องศา (หรือ ทศนิยม 4 ตำแหน่ง)