সিলিকন কার্বাইড সিন্টারিং উন্মোচিত: কেন রিঅ্যাকশন সিন্টারিং আলাদাভাবে দেখা যায়?

পদার্থ বিজ্ঞানের বিশাল ক্ষেত্রে, সিলিকন কার্বাইড সিরামিকগুলি উচ্চ কঠোরতা, উচ্চ শক্তি, ভাল তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতার মতো চমৎকার বৈশিষ্ট্যের কারণে অনেক উচ্চ-প্রযুক্তি ক্ষেত্রের "প্রিয়" হয়ে উঠেছে। মহাকাশ থেকে সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন, নতুন শক্তির যানবাহন থেকে শিল্প যন্ত্রপাতি পর্যন্ত, সিলিকন কার্বাইড সিরামিকগুলি একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে। সিলিকন কার্বাইড সিরামিকের প্রস্তুতি প্রক্রিয়ায়, সিন্টারিং পদ্ধতি হল এর বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগের পরিসর নির্ধারণের মূল কারণ। আজ, আমরা সিলিকন কার্বাইডের সিন্টারিং প্রক্রিয়াটি গভীরভাবে অধ্যয়ন করব এবং প্রতিক্রিয়া সিন্টারডের অনন্য সুবিধাগুলি অন্বেষণের উপর মনোনিবেশ করব।সিলিকন কার্বাইড সিরামিক।
সিলিকন কার্বাইডের জন্য সাধারণ সিন্টারিং পদ্ধতি
সিলিকন কার্বাইডের জন্য বিভিন্ন সিন্টারিং পদ্ধতি রয়েছে, প্রতিটির নিজস্ব অনন্য নীতি এবং বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
১. হট প্রেসিং সিন্টারিং: এই সিন্টারিং পদ্ধতিতে সিলিকন কার্বাইড পাউডার একটি ছাঁচে রাখা হয়, গরম করার সময় একটি নির্দিষ্ট চাপ প্রয়োগ করা হয়, যাতে ছাঁচনির্মাণ এবং সিন্টারিং প্রক্রিয়া একই সাথে সম্পন্ন করা যায়। হট প্রেসিং সিন্টারিং তুলনামূলকভাবে কম তাপমাত্রায় এবং অল্প সময়ের মধ্যে ঘন সিলিকন কার্বাইড সিরামিক পেতে পারে, সূক্ষ্ম দানার আকার এবং ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সহ। তবে, হট প্রেসিং সিন্টারিং সরঞ্জাম জটিল, ছাঁচের খরচ বেশি, উৎপাদন প্রক্রিয়ার প্রয়োজনীয়তা কঠোর এবং শুধুমাত্র সাধারণ আকৃতির অংশগুলি প্রস্তুত করা যেতে পারে, যার ফলে উৎপাদন দক্ষতা কম হয়, যা কিছুটা হলেও এর বৃহৎ পরিসরে প্রয়োগকে সীমিত করে।
2. বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সিন্টারিং: বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সিন্টারিং হল সিলিকন কার্বাইডকে ঘনীভূত করার প্রক্রিয়া যা বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং জড় বায়ুমণ্ডলীয় পরিস্থিতিতে 2000-2150 ℃ তাপমাত্রায় গরম করে, উপযুক্ত সিন্টারিং সহায়ক যোগ করে। এটি দুটি প্রক্রিয়ায় বিভক্ত: সলিড-স্টেট সিন্টারিং এবং লিকুইড-ফেজ সিন্টারিং। সলিড ফেজ সিন্টারিং উচ্চ ঘনত্বের সিলিকন কার্বাইড অর্জন করতে পারে, স্ফটিকের মধ্যে কোনও কাচের ফেজ থাকে না এবং চমৎকার উচ্চ-তাপমাত্রার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য থাকে; লিকুইড ফেজ সিন্টারিংয়ের সুবিধা হল কম সিন্টারিং তাপমাত্রা, ছোট শস্যের আকার এবং উন্নত উপাদানের নমন শক্তি এবং ফ্র্যাকচার শক্ততা। বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সিন্টারিংয়ের পণ্যের আকার এবং আকার, কম উৎপাদন খরচ এবং চমৎকার ব্যাপক উপাদান বৈশিষ্ট্যের উপর কোনও বিধিনিষেধ নেই, তবে সিন্টারিং তাপমাত্রা বেশি এবং শক্তি খরচ বেশি।
৩. বিক্রিয়া সিন্টারিং: বিক্রিয়া সিন্টারড সিলিকন কার্বাইড প্রথম ১৯৫০-এর দশকে পি. পপার দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল। এই প্রক্রিয়ায় কার্বন উৎস এবং সিলিকন কার্বাইড পাউডার মিশ্রিত করা হয় এবং ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ, শুষ্ক চাপ, বা ঠান্ডা আইসোস্ট্যাটিক চাপের মতো পদ্ধতির মাধ্যমে সবুজ বডি প্রস্তুত করা হয়। তারপর, ভ্যাকুয়াম বা জড় বায়ুমণ্ডলে বিলেটটি ১৫০০ ℃-এর উপরে উত্তপ্ত করা হয়, এই সময়ে কঠিন সিলিকন তরল সিলিকনে গলে যায়, যা কৈশিক ক্রিয়া দ্বারা ছিদ্রযুক্ত বিলেটে অনুপ্রবেশ করে। তরল সিলিকন বা সিলিকন বাষ্প সবুজ বডিতে C এর সাথে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া করে এবং ইন-সিটু উৎপন্ন β – SiC সবুজ বডিতে মূল SiC কণার সাথে মিলিত হয়ে বিক্রিয়া সিন্টারড সিলিকন কার্বাইড সিরামিক উপকরণ তৈরি করে।

রিঅ্যাকশন সিন্টারিং সিলিকন কার্বাইড সিরামিকের সুবিধা
অন্যান্য সিন্টারিং পদ্ধতির তুলনায়, প্রতিক্রিয়াশীল সিন্টারড সিলিকন কার্বাইড সিরামিকের অনেক উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে:
১. কম সিন্টারিং তাপমাত্রা এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্য খরচ: প্রতিক্রিয়া সিন্টারিং তাপমাত্রা সাধারণত বায়ুমণ্ডলীয় সিন্টারিং তাপমাত্রার চেয়ে কম থাকে, যা শক্তি খরচ এবং সিন্টারিং সরঞ্জামের জন্য উচ্চ তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। কম সিন্টারিং তাপমাত্রার অর্থ হল সরঞ্জামের রক্ষণাবেক্ষণ খরচ কম এবং উৎপাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন শক্তি খরচ কম, যা কার্যকরভাবে উৎপাদন খরচ কমিয়ে দেয়। এর ফলে প্রতিক্রিয়া সিন্টারড সিলিকন কার্বাইড সিরামিকগুলি বৃহৎ আকারের উৎপাদনে উল্লেখযোগ্য অর্থনৈতিক সুবিধা পায়।
2. জটিল কাঠামোর জন্য উপযুক্ত, প্রায় নেট আকারের গঠন: প্রতিক্রিয়া সিন্টারিং প্রক্রিয়ার সময়, উপাদানটি খুব কমই আয়তনের সংকোচনের মধ্য দিয়ে যায়। এই বৈশিষ্ট্যটি এটিকে বৃহৎ আকারের, জটিল আকৃতির কাঠামোগত উপাদান প্রস্তুত করার জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে। নির্ভুল যান্ত্রিক উপাদান হোক বা বৃহৎ শিল্প সরঞ্জাম উপাদান, প্রতিক্রিয়া সিন্টারড সিলিকন কার্বাইড সিরামিকগুলি সঠিকভাবে নকশার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে, পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণ পদক্ষেপগুলি হ্রাস করতে পারে, উৎপাদন দক্ষতা উন্নত করতে পারে এবং প্রক্রিয়াকরণের ফলে উপাদানের ক্ষতি এবং খরচ বৃদ্ধিও হ্রাস করতে পারে।
৩. উচ্চ মাত্রার উপাদান ঘনত্ব: প্রতিক্রিয়ার অবস্থা যুক্তিসঙ্গতভাবে নিয়ন্ত্রণ করে, প্রতিক্রিয়া সিন্টারিং সিলিকন কার্বাইড সিরামিকের উচ্চ মাত্রার ঘনত্ব অর্জন করতে পারে। ঘন কাঠামোটি উপাদানটিকে চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য প্রদান করে, যেমন উচ্চ নমন শক্তি এবং সংকোচন শক্তি, যা এটিকে উল্লেখযোগ্য বাহ্যিক শক্তির অধীনে কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখতে সক্ষম করে। একই সময়ে, ঘন কাঠামো উপাদানের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতাও বাড়ায়, এটি কঠোর কর্ম পরিবেশে স্থিতিশীলভাবে কাজ করতে দেয় এবং এর পরিষেবা জীবন প্রসারিত করে।
৪. ভালো রাসায়নিক স্থিতিশীলতা: বিক্রিয়াশীল সিন্টার্ড সিলিকন কার্বাইড সিরামিক শক্তিশালী অ্যাসিড এবং গলিত ধাতুর বিরুদ্ধে চমৎকার প্রতিরোধ ক্ষমতা রাখে। রাসায়নিক এবং ধাতববিদ্যার মতো শিল্পে, সরঞ্জামগুলিকে প্রায়শই বিভিন্ন ক্ষয়কারী মাধ্যমের সংস্পর্শে আসতে হয়। বিক্রিয়াশীল সিন্টার্ড সিলিকন কার্বাইড সিরামিকগুলি কার্যকরভাবে এই মাধ্যমের ক্ষয় প্রতিরোধ করতে পারে, সরঞ্জামের স্বাভাবিক কার্যকারিতা নিশ্চিত করতে পারে, রক্ষণাবেক্ষণ এবং প্রতিস্থাপন খরচ কমাতে পারে এবং উৎপাদন ধারাবাহিকতা এবং স্থিতিশীলতা উন্নত করতে পারে।
বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে প্রযোজ্য
এই সুবিধাগুলির সাথে, প্রতিক্রিয়া সিন্টার্ড সিলিকন কার্বাইড সিরামিকগুলি বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। উচ্চ-তাপমাত্রার ভাটা সরঞ্জামের ক্ষেত্রে, এটি উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশ সহ্য করতে পারে এবং ভাটাগুলির দক্ষ পরিচালনা নিশ্চিত করতে পারে; তাপ এক্সচেঞ্জারগুলিতে, তাদের চমৎকার তাপ পরিবাহিতা এবং জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা তাদের একটি আদর্শ উপাদান পছন্দ করে তোলে; ডিসালফারাইজেশন নোজেলের মতো পরিবেশগত সুরক্ষা সরঞ্জামগুলিতে, এটি ক্ষয়কারী মাধ্যমের ক্ষয় প্রতিরোধ করতে পারে এবং সরঞ্জামগুলির দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীল পরিচালনা নিশ্চিত করতে পারে। এছাড়াও, প্রতিক্রিয়া সিন্টার্ড সিলিকন কার্বাইড সিরামিকগুলি ফটোভোলটাইক এবং মহাকাশের মতো উচ্চ-সম্পন্ন ক্ষেত্রেও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
রিঅ্যাকশন সিন্টার্ড সিলিকন কার্বাইড সিরামিকগুলি তাদের অনন্য সুবিধার কারণে সিলিকন কার্বাইড সিরামিক পরিবারে একটি গুরুত্বপূর্ণ স্থান দখল করে আছে। প্রযুক্তির ক্রমাগত অগ্রগতি এবং প্রক্রিয়াগুলির ক্রমাগত অপ্টিমাইজেশনের সাথে, এটি বিশ্বাস করা হয় যে রিঅ্যাকশন সিন্টার্ড সিলিকন কার্বাইড সিরামিকগুলি আরও ক্ষেত্রে তাদের চমৎকার কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করবে, বিভিন্ন শিল্পের উন্নয়নের জন্য শক্তিশালী উপাদান সহায়তা প্রদান করবে।