സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിന്ററിംഗ് അനാച്ഛാദനം ചെയ്തു: റിയാക്ഷൻ സിന്ററിംഗ് വേറിട്ടുനിൽക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

മെറ്റീരിയൽ സയൻസിന്റെ വിശാലമായ മേഖലയിൽ, ഉയർന്ന കാഠിന്യം, ഉയർന്ന ശക്തി, നല്ല താപ സ്ഥിരത, രാസ സ്ഥിരത തുടങ്ങിയ മികച്ച ഗുണങ്ങൾ കാരണം സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് നിരവധി ഹൈടെക് മേഖലകളുടെ "പ്രിയങ്കര"മായി മാറിയിരിക്കുന്നു. എയ്‌റോസ്‌പേസ് മുതൽ സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണം വരെ, പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങൾ മുതൽ വ്യാവസായിക യന്ത്രങ്ങൾ വരെ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന്റെ തയ്യാറെടുപ്പ് പ്രക്രിയയിൽ, സിന്ററിംഗ് രീതി അതിന്റെ ഗുണങ്ങളെയും പ്രയോഗ ശ്രേണിയെയും നിർണ്ണയിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകമാണ്. ഇന്ന്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിലേക്ക് നമ്മൾ ആഴ്ന്നിറങ്ങുകയും റിയാക്ഷൻ സിന്റർ ചെയ്തതിന്റെ അതുല്യമായ ഗുണങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും ചെയ്യും.സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ്.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡിനുള്ള സാധാരണ സിന്ററിംഗ് രീതികൾ
സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന് വിവിധ സിന്ററിംഗ് രീതികളുണ്ട്, ഓരോന്നിനും അതിന്റേതായ തത്വങ്ങളും സവിശേഷതകളും ഉണ്ട്.
1. ഹോട്ട് പ്രസ്സിംഗ് സിന്ററിംഗ്: ഈ സിന്ററിംഗ് രീതിയിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി ഒരു അച്ചിൽ സ്ഥാപിക്കുകയും ചൂടാക്കുമ്പോൾ ഒരു നിശ്ചിത മർദ്ദം പ്രയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് മോൾഡിംഗ്, സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയകൾ ഒരേസമയം പൂർത്തിയാക്കുന്നു. ഹോട്ട് പ്രസ്സിംഗ് സിന്ററിംഗ് വഴി താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ താപനിലയിലും കുറഞ്ഞ സമയത്തിനുള്ളിൽ സാന്ദ്രമായ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് ലഭിക്കും, മികച്ച ധാന്യ വലുപ്പവും നല്ല മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഹോട്ട് പ്രസ്സിംഗ് സിന്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ സങ്കീർണ്ണമാണ്, പൂപ്പൽ ചെലവ് കൂടുതലാണ്, ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയ ആവശ്യകതകൾ കർശനമാണ്, ലളിതമായ ആകൃതിയിലുള്ള ഭാഗങ്ങൾ മാത്രമേ തയ്യാറാക്കാൻ കഴിയൂ, ഇത് കുറഞ്ഞ ഉൽപ്പാദനക്ഷമതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഒരു പരിധിവരെ അതിന്റെ വലിയ തോതിലുള്ള പ്രയോഗത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.
2. അന്തരീക്ഷമർദ്ദ സിന്ററിംഗ്: അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിലും നിഷ്ക്രിയ അന്തരീക്ഷ സാഹചര്യങ്ങളിലും, ഉചിതമായ സിന്ററിംഗ് സഹായങ്ങൾ ചേർത്ത് സിലിക്കൺ കാർബൈഡിനെ 2000-2150 ℃ വരെ ചൂടാക്കി സാന്ദ്രതാ സിന്ററിംഗ് ചെയ്യുന്ന പ്രക്രിയയാണ് അന്തരീക്ഷമർദ്ദ സിന്ററിംഗ്. ഇതിനെ രണ്ട് പ്രക്രിയകളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് സിന്ററിംഗ്, ലിക്വിഡ്-ഫേസ് സിന്ററിംഗ്. സോളിഡ് ഫേസ് സിന്ററിംഗിന് ഉയർന്ന സാന്ദ്രത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് നേടാൻ കഴിയും, ക്രിസ്റ്റലുകൾക്കിടയിൽ ഗ്ലാസ് ഫേസ് ഇല്ല, മികച്ച ഉയർന്ന താപനില മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുണ്ട്; ലിക്വിഡ് ഫേസ് സിന്ററിംഗിന് കുറഞ്ഞ സിന്ററിംഗ് താപനില, ചെറിയ ധാന്യ വലുപ്പം, മെച്ചപ്പെട്ട മെറ്റീരിയൽ ബെൻഡിംഗ് ശക്തി, ഫ്രാക്ചർ കാഠിന്യം എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. അന്തരീക്ഷമർദ്ദ സിന്ററിംഗിന് ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ ആകൃതിയിലും വലുപ്പത്തിലും, കുറഞ്ഞ ഉൽപാദനച്ചെലവിലും, മികച്ച സമഗ്രമായ മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങളിലും നിയന്ത്രണങ്ങളൊന്നുമില്ല, പക്ഷേ സിന്ററിംഗ് താപനില ഉയർന്നതും ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം ഉയർന്നതുമാണ്.
3. റിയാക്ഷൻ സിന്ററിംഗ്: റിയാക്ഷൻ സിന്റേർഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ആദ്യമായി 1950-കളിൽ പി. പോപ്പർ നിർദ്ദേശിച്ചു. കാർബൺ സ്രോതസ്സും സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയും കലർത്തി ഇഞ്ചക്ഷൻ മോൾഡിംഗ്, ഡ്രൈ പ്രസ്സിംഗ്, അല്ലെങ്കിൽ കോൾഡ് ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് പ്രസ്സിംഗ് തുടങ്ങിയ രീതികളിലൂടെ ഗ്രീൻ ബോഡി തയ്യാറാക്കുന്നതാണ് ഈ പ്രക്രിയ. തുടർന്ന്, ബില്ലറ്റ് വാക്വം അല്ലെങ്കിൽ നിഷ്ക്രിയ അന്തരീക്ഷത്തിൽ 1500 ℃ ന് മുകളിൽ ചൂടാക്കപ്പെടുന്നു, ആ ഘട്ടത്തിൽ ഖര സിലിക്കൺ ദ്രാവക സിലിക്കണായി ഉരുകുന്നു, ഇത് കാപ്പിലറി പ്രവർത്തനത്തിലൂടെ സുഷിരങ്ങൾ അടങ്ങിയ ബില്ലറ്റിലേക്ക് നുഴഞ്ഞുകയറുന്നു. ലിക്വിഡ് സിലിക്കൺ അല്ലെങ്കിൽ സിലിക്കൺ നീരാവി ഗ്രീൻ ബോഡിയിൽ C യുമായി ഒരു രാസപ്രവർത്തനത്തിന് വിധേയമാകുന്നു, കൂടാതെ ഇൻ-സിറ്റു ജനറേറ്റ് ചെയ്ത β – SiC ഗ്രീൻ ബോഡിയിലെ യഥാർത്ഥ SiC കണികകളുമായി സംയോജിച്ച് റിയാക്ഷൻ സിന്റേർഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക് വസ്തുക്കൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

റിയാക്ഷൻ സിന്ററിംഗ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന്റെ പ്രയോജനങ്ങൾ
മറ്റ് സിന്ററിംഗ് രീതികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, റിയാക്ഷൻ സിന്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന് നിരവധി പ്രധാന ഗുണങ്ങളുണ്ട്:
1. കുറഞ്ഞ സിന്ററിംഗ് താപനിലയും നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന ചെലവും: പ്രതിപ്രവർത്തന സിന്ററിംഗ് താപനില സാധാരണയായി അന്തരീക്ഷ സിന്ററിംഗ് താപനിലയേക്കാൾ കുറവാണ്, ഇത് ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും സിന്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്കുള്ള ഉയർന്ന താപനില പ്രകടന ആവശ്യകതകളും വളരെയധികം കുറയ്ക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ സിന്ററിംഗ് താപനില എന്നാൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ അറ്റകുറ്റപ്പണി ചെലവ് കുറയുകയും ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയയിൽ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഉൽ‌പാദന ചെലവ് ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുന്നു. ഇത് പ്രതിപ്രവർത്തന സിന്ററിംഗ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന് വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽ‌പാദനത്തിൽ ഗണ്യമായ സാമ്പത്തിക നേട്ടങ്ങളുണ്ടാക്കുന്നു.
2. സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ, നെറ്റ് വലുപ്പത്തിനടുത്തുള്ള രൂപീകരണം: പ്രതിപ്രവർത്തന സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, മെറ്റീരിയൽ വോളിയം ചുരുങ്ങലിന് വിധേയമാകുന്നില്ല. ഈ സ്വഭാവം വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള, സങ്കീർണ്ണ ആകൃതിയിലുള്ള ഘടനാപരമായ ഘടകങ്ങൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിന് ഇതിനെ പ്രത്യേകിച്ചും അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. കൃത്യതയുള്ള മെക്കാനിക്കൽ ഘടകങ്ങളോ വലിയ വ്യാവസായിക ഉപകരണ ഘടകങ്ങളോ ആകട്ടെ, പ്രതിപ്രവർത്തന സിന്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന് ഡിസൈൻ ആവശ്യകതകൾ കൃത്യമായി നിറവേറ്റാനും തുടർന്നുള്ള പ്രോസസ്സിംഗ് ഘട്ടങ്ങൾ കുറയ്ക്കാനും ഉൽപ്പാദന കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താനും പ്രോസസ്സിംഗ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന മെറ്റീരിയൽ നഷ്ടവും ചെലവ് വർദ്ധനവും കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.
3. ഉയർന്ന അളവിലുള്ള മെറ്റീരിയൽ ഡെൻസിഫിക്കേഷൻ: പ്രതിപ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളെ ന്യായമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ, പ്രതിപ്രവർത്തന സിന്ററിംഗ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന്റെ ഉയർന്ന അളവിലുള്ള സാന്ദ്രത കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. സാന്ദ്രമായ ഘടന ഉയർന്ന വളയുന്ന ശക്തി, കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി തുടങ്ങിയ മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ മെറ്റീരിയലിന് നൽകുന്നു, ഇത് കാര്യമായ ബാഹ്യശക്തികൾക്ക് കീഴിൽ ഘടനാപരമായ സമഗ്രത നിലനിർത്താൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു. അതേസമയം, സാന്ദ്രമായ ഘടന മെറ്റീരിയലിന്റെ വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധവും നാശന പ്രതിരോധവും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും കഠിനമായ പ്രവർത്തന അന്തരീക്ഷങ്ങളിൽ സ്ഥിരമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും അതിന്റെ സേവന ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
4. നല്ല രാസ സ്ഥിരത: റിയാക്ഷൻ സിന്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന് ശക്തമായ ആസിഡുകൾക്കും ഉരുകിയ ലോഹങ്ങൾക്കും മികച്ച പ്രതിരോധമുണ്ട്. കെമിക്കൽ, മെറ്റലർജിക്കൽ പോലുള്ള വ്യവസായങ്ങളിൽ, ഉപകരണങ്ങൾ പലപ്പോഴും വിവിധ നാശകാരികളായ മാധ്യമങ്ങളുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തേണ്ടതുണ്ട്. റിയാക്ഷൻ സിന്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന് ഈ മാധ്യമങ്ങളുടെ മണ്ണൊലിപ്പിനെ ഫലപ്രദമായി ചെറുക്കാനും ഉപകരണങ്ങളുടെ സാധാരണ പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കാനും അറ്റകുറ്റപ്പണികളുടെയും മാറ്റിസ്ഥാപിക്കലിന്റെയും ചെലവ് കുറയ്ക്കാനും ഉൽ‌പാദന തുടർച്ചയും സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും.
വിവിധ മേഖലകളിൽ വ്യാപകമായി ബാധകമാണ്
ഈ ഗുണങ്ങളോടെ, റിയാക്ഷൻ സിന്റേർഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് പല മേഖലകളിലും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ചൂള ഉപകരണങ്ങളുടെ മേഖലയിൽ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള പരിതസ്ഥിതികളെ നേരിടാനും ചൂളകളുടെ കാര്യക്ഷമമായ പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കാനും ഇതിന് കഴിയും; ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളിൽ, അവയുടെ മികച്ച താപ ചാലകതയും നാശന പ്രതിരോധവും അവയെ ഒരു അനുയോജ്യമായ മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുപ്പാക്കി മാറ്റുന്നു; ഡീസൾഫറൈസേഷൻ നോസിലുകൾ പോലുള്ള പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണ ഉപകരണങ്ങളിൽ, നാശകാരിയായ മാധ്യമങ്ങളുടെ മണ്ണൊലിപ്പിനെ ചെറുക്കാനും ഉപകരണങ്ങളുടെ ദീർഘകാല സ്ഥിരതയുള്ള പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കാനും ഇതിന് കഴിയും. കൂടാതെ, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക്‌സ്, എയ്‌റോസ്‌പേസ് തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള മേഖലകളിലും റിയാക്ഷൻ സിന്റേർഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
റിയാക്ഷൻ സിന്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് അവയുടെ അതുല്യമായ ഗുണങ്ങൾ കാരണം സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് ഒരു പ്രധാന സ്ഥാനം വഹിക്കുന്നു. സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തുടർച്ചയായ പുരോഗതിയും പ്രക്രിയകളുടെ തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനും വഴി, റിയാക്ഷൻ സിന്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് കൂടുതൽ മേഖലകളിൽ മികച്ച പ്രകടനം പ്രകടിപ്പിക്കുമെന്നും വിവിധ വ്യവസായങ്ങളുടെ വികസനത്തിന് ശക്തമായ മെറ്റീരിയൽ പിന്തുണ നൽകുമെന്നും വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു.