पदार्थ विज्ञानाच्या विशाल क्षेत्रात, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्स उच्च कडकपणा, उच्च शक्ती, चांगली थर्मल स्थिरता आणि रासायनिक स्थिरता यासारख्या उत्कृष्ट गुणधर्मांमुळे अनेक उच्च-तंत्रज्ञान क्षेत्रांमध्ये "प्रिय" बनले आहेत. एरोस्पेसपासून ते सेमीकंडक्टर उत्पादनापर्यंत, नवीन ऊर्जा वाहनांपासून ते औद्योगिक यंत्रसामग्रीपर्यंत, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्स एक अपरिहार्य भूमिका बजावतात. सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्सच्या तयारी प्रक्रियेत, सिंटरिंग पद्धत ही त्याचे गुणधर्म आणि अनुप्रयोग श्रेणी निश्चित करणारा प्रमुख घटक आहे. आज, आपण सिलिकॉन कार्बाइडच्या सिंटरिंग प्रक्रियेचा शोध घेऊ आणि रिअॅक्शन सिंटरडचे अद्वितीय फायदे शोधण्यावर लक्ष केंद्रित करू.सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्स.
सिलिकॉन कार्बाइडसाठी सामान्य सिंटरिंग पद्धती
सिलिकॉन कार्बाइडसाठी विविध सिंटरिंग पद्धती आहेत, प्रत्येकाची स्वतःची अद्वितीय तत्त्वे आणि वैशिष्ट्ये आहेत.
१. हॉट प्रेसिंग सिंटरिंग: या सिंटरिंग पद्धतीमध्ये सिलिकॉन कार्बाइड पावडर एका साच्यात टाकणे, गरम करताना विशिष्ट दाब देणे, ज्यामुळे मोल्डिंग आणि सिंटरिंग प्रक्रिया एकाच वेळी पूर्ण होतात. हॉट प्रेसिंग सिंटरिंगमुळे तुलनेने कमी तापमानात आणि कमी वेळेत दाट सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक मिळू शकतात, ज्यामध्ये बारीक धान्य आकार आणि चांगले यांत्रिक गुणधर्म असतात. तथापि, हॉट प्रेसिंग सिंटरिंग उपकरणे जटिल आहेत, साच्याची किंमत जास्त आहे, उत्पादन प्रक्रियेच्या आवश्यकता कठोर आहेत आणि फक्त साधे आकाराचे भाग तयार केले जाऊ शकतात, ज्यामुळे उत्पादन कार्यक्षमता कमी होते, ज्यामुळे काही प्रमाणात त्याचा मोठ्या प्रमाणात वापर मर्यादित होतो.
२. वातावरणीय दाब सिंटरिंग: वातावरणीय दाब सिंटरिंग ही सिलिकॉन कार्बाइडचे घनीकरण सिंटरिंग करण्याची प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये वातावरणीय दाब आणि निष्क्रिय वातावरणाच्या परिस्थितीत योग्य सिंटरिंग एड्स जोडून २०००-२१५० ℃ पर्यंत गरम करून ते घन केले जाते. हे दोन प्रक्रियांमध्ये विभागले गेले आहे: सॉलिड-स्टेट सिंटरिंग आणि लिक्विड-फेज सिंटरिंग. सॉलिड फेज सिंटरिंगमुळे सिलिकॉन कार्बाइडची उच्च घनता प्राप्त होऊ शकते, क्रिस्टल्समध्ये काचेचा टप्पा नसतो आणि उत्कृष्ट उच्च-तापमान यांत्रिक गुणधर्म असतात; लिक्विड फेज सिंटरिंगमध्ये कमी सिंटरिंग तापमान, लहान धान्य आकार आणि सुधारित सामग्री वाकण्याची शक्ती आणि फ्रॅक्चर कडकपणा हे फायदे आहेत. वातावरणीय दाब सिंटरिंगमध्ये उत्पादनाच्या आकार आणि आकारावर, कमी उत्पादन खर्चावर आणि उत्कृष्ट व्यापक सामग्री गुणधर्मांवर कोणतेही बंधन नाही, परंतु सिंटरिंग तापमान जास्त असते आणि ऊर्जा वापर जास्त असतो.
३. रिअॅक्शन सिंटरिंग: रिअॅक्शन सिंटरिंग सिलिकॉन कार्बाइड प्रथम १९५० च्या दशकात पी. पॉपर यांनी प्रस्तावित केले होते. या प्रक्रियेत कार्बन सोर्स आणि सिलिकॉन कार्बाइड पावडर मिसळणे आणि इंजेक्शन मोल्डिंग, ड्राय प्रेसिंग किंवा कोल्ड आयसोस्टॅटिक प्रेसिंग सारख्या पद्धतींद्वारे ग्रीन बॉडी तयार करणे समाविष्ट आहे. त्यानंतर, बिलेट व्हॅक्यूम किंवा इनर्ट वातावरणात १५०० ℃ पेक्षा जास्त तापमानापर्यंत गरम केले जाते, ज्या वेळी घन सिलिकॉन द्रव सिलिकॉनमध्ये वितळते, जे केशिका क्रियेद्वारे छिद्र असलेल्या बिलेटमध्ये घुसते. द्रव सिलिकॉन किंवा सिलिकॉन वाष्प ग्रीन बॉडीमध्ये C सह रासायनिक अभिक्रिया करते आणि इन-सिटू जनरेट केलेले β – SiC ग्रीन बॉडीमधील मूळ SiC कणांशी एकत्रित होऊन रिअॅक्शन सिंटरड सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक मटेरियल तयार करते.
रिअॅक्शन सिंटरिंग सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्सचे फायदे
इतर सिंटरिंग पद्धतींच्या तुलनेत, रिअॅक्शन सिंटरेड सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकचे अनेक महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत:
१. कमी सिंटरिंग तापमान आणि नियंत्रित खर्च: रिअॅक्शन सिंटरिंग तापमान सामान्यतः वातावरणातील सिंटरिंग तापमानापेक्षा कमी असते, ज्यामुळे उर्जेचा वापर आणि सिंटरिंग उपकरणांसाठी उच्च तापमान कामगिरी आवश्यकता मोठ्या प्रमाणात कमी होतात. कमी सिंटरिंग तापमान म्हणजे उपकरणांसाठी कमी देखभाल खर्च आणि उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान कमी ऊर्जा वापर, ज्यामुळे उत्पादन खर्च प्रभावीपणे कमी होतो. यामुळे रिअॅक्शन सिंटरिंग सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादनात लक्षणीय आर्थिक फायदे होतात.
२. जटिल संरचनांसाठी योग्य, जवळजवळ निव्वळ आकारमान तयार करणे: रिअॅक्शन सिंटरिंग प्रक्रियेदरम्यान, सामग्रीचे आकारमान कमी होत नाही. हे वैशिष्ट्य मोठ्या आकाराचे, जटिल आकाराचे स्ट्रक्चरल घटक तयार करण्यासाठी विशेषतः योग्य बनवते. ते अचूक यांत्रिक घटक असोत किंवा मोठे औद्योगिक उपकरण घटक असोत, रिअॅक्शन सिंटर केलेले सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्स डिझाइन आवश्यकता अचूकपणे पूर्ण करू शकतात, त्यानंतरच्या प्रक्रिया चरण कमी करू शकतात, उत्पादन कार्यक्षमता सुधारू शकतात आणि प्रक्रियेमुळे होणारे साहित्याचे नुकसान आणि खर्च वाढ देखील कमी करू शकतात.
३. उच्च प्रमाणात मटेरियल डेन्सिफिकेशन: रिअॅक्शन परिस्थिती योग्यरित्या नियंत्रित करून, रिअॅक्शन सिंटरिंगमुळे सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकचे उच्च प्रमाणात डेन्सिफिकेशन साध्य करता येते. दाट रचनेमुळे मटेरियलला उच्च वाकण्याची शक्ती आणि संकुचित शक्ती यासारखे उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म मिळतात, ज्यामुळे ते लक्षणीय बाह्य शक्तींखाली संरचनात्मक अखंडता राखण्यास सक्षम होते. त्याच वेळी, दाट रचनेमुळे मटेरियलचा पोशाख प्रतिरोध आणि गंज प्रतिकार देखील वाढतो, ज्यामुळे ते कठोर कामकाजाच्या वातावरणात स्थिरपणे कार्य करू शकते आणि त्याचे सेवा आयुष्य वाढवते.
४. चांगली रासायनिक स्थिरता: रिअॅक्शन सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकमध्ये मजबूत आम्ल आणि वितळलेल्या धातूंना उत्कृष्ट प्रतिकार असतो. रासायनिक आणि धातूशास्त्रासारख्या उद्योगांमध्ये, उपकरणांना अनेकदा विविध संक्षारक माध्यमांच्या संपर्कात यावे लागते. रिअॅक्शन सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक या माध्यमांच्या क्षरणाचा प्रभावीपणे प्रतिकार करू शकतात, उपकरणांचे सामान्य ऑपरेशन सुनिश्चित करू शकतात, देखभाल आणि बदलण्याचा खर्च कमी करू शकतात आणि उत्पादन सातत्य आणि स्थिरता सुधारू शकतात.
विविध क्षेत्रात व्यापकपणे लागू
या फायद्यांसह, रिअॅक्शन सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्सचा वापर अनेक क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर केला गेला आहे. उच्च-तापमानाच्या भट्टी उपकरणांच्या क्षेत्रात, ते उच्च तापमानाच्या वातावरणाचा सामना करू शकते आणि भट्टींचे कार्यक्षम ऑपरेशन सुनिश्चित करू शकते; उष्णता एक्सचेंजर्समध्ये, त्यांची उत्कृष्ट थर्मल चालकता आणि गंज प्रतिकार त्यांना एक आदर्श सामग्री पर्याय बनवते; डिसल्फरायझेशन नोझल्ससारख्या पर्यावरण संरक्षण उपकरणांमध्ये, ते संक्षारक माध्यमांच्या क्षरणाचा प्रतिकार करू शकते आणि उपकरणांचे दीर्घकालीन स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करू शकते. याव्यतिरिक्त, रिअॅक्शन सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्स फोटोव्होल्टाइक्स आणि एरोस्पेस सारख्या उच्च-स्तरीय क्षेत्रात देखील महत्त्वाची भूमिका बजावतात.
रिअॅक्शन सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्स त्यांच्या अद्वितीय फायद्यांमुळे सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक कुटुंबात एक महत्त्वाचे स्थान व्यापतात. तंत्रज्ञानाच्या सतत प्रगतीमुळे आणि प्रक्रियांच्या सतत ऑप्टिमायझेशनमुळे, असे मानले जाते की रिअॅक्शन सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्स अधिक क्षेत्रांमध्ये त्यांची उत्कृष्ट कामगिरी प्रदर्शित करतील, विविध उद्योगांच्या विकासासाठी मजबूत भौतिक आधार प्रदान करतील.
पोस्ट वेळ: जून-१३-२०२५