සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) සෙරමික්ඒවායේ ඇදහිය නොහැකි ශක්තිය, තාප ප්‍රතිරෝධය සහ කල්පැවැත්ම සඳහා ප්‍රසිද්ධය. මෙම ගුණාංග ඒවා අභ්‍යවකාශ එන්ජින් හෝ කාර්මික යන්ත්‍රෝපකරණ වැනි දුෂ්කර පරිසරවල භාවිතය සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ. නමුත් මෙම දියුණු ද්‍රව්‍ය හරියටම නිර්මාණය වන්නේ කෙසේද? ක්‍රියාවලිය පියවරෙන් පියවර බිඳ දමමු.
1. අමුද්‍රව්‍ය සකස් කිරීම
ඒ සියල්ල ආරම්භ වන්නේ ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් සිලිකන් කාබයිඩ් කුඩු වලින්. මෙය සෙරමික් "කේක්" පිළිස්සීම සඳහා "පිටි" ලෙස සිතන්න. අවසාන ද්‍රව්‍යයේ ගුණාංග වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් හෝ බෝරෝන් සංයෝග වැනි කුඩා ප්‍රමාණයේ ආකලන මිශ්‍ර කරනු ලැබේ. මෙම ආකලන පසුකාලීන අවස්ථා වලදී මැලියම් මෙන් ක්‍රියා කරන අතර අංශු වඩාත් ඵලදායී ලෙස බන්ධනය වීමට උපකාරී වේ.
2. සෙරමික් හැඩගැන්වීම
ඉන්පසු කුඩු අච්චු කළ හැකි ආකාරයක් බවට පත් කරනු ලැබේ. පොදු ක්‍රම දෙකක් භාවිතා කරයි:
එබීම: හිම හිමබෝලයකට සංයුක්ත කරනවා හා සමානව, කුඩු අධි පීඩනයක් භාවිතා කරමින් නිශ්චිත හැඩයකට සම්පීඩනය කරනු ලැබේ.
ඉන්ජෙක්ෂන් මෝල්ඩින්: කුඩු තාවකාලික බන්ධකයක් (ඉටි වැනි) සමඟ මිශ්‍ර කර පිටි ගුලියක් වැනි මිශ්‍රණයක් නිර්මාණය කර සංකීර්ණ හැඩතල සඳහා අච්චු වලට එන්නත් කරනු ලැබේ.
මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ද්‍රව්‍යය තවමත් බිඳෙන සුළුය - වියළි වැලි මූර්තියක් මෙන් - ශක්තිමත් වීමට "බේක්" කළ යුතුය.
3. සින්ටර් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය
මැජික් සිදුවන්නේ මෙහිදීය. හැඩැති සෙරමික් විශේෂ උදුනක අතිශයින් ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී (බොහෝ විට 1,800°C ට වැඩි) රත් කරනු ලැබේ. සින්ටර් කිරීමේදී, ප්‍රධාන දේවල් දෙකක් සිදු වේ:
අංශු බන්ධනය: සිලිකන් කාබයිඩ් ධාන්‍ය සමීපව වැඩී, හිඩැස් ඉවත් කර ඝන ව්‍යුහයක් සාදයි.
ආකලන ද්‍රව්‍ය ක්‍රියා කරයි: එකතු කරන ලද සංයෝග තරමක් දිය වී, තද බව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා අංශු අතර “පාලමක්” නිර්මාණය කරයි.
අනවශ්‍ය ප්‍රතික්‍රියා වැළැක්වීම සඳහා උදුන තුළ පරිසරය ප්‍රවේශමෙන් පාලනය කරනු ලැබේ - සමහර විට නිෂ්ක්‍රීය වායූන්ගෙන් පුරවනු ලැබේ.
4. නිම කිරීමේ ස්පර්ශයන්
සින්ටර් කිරීමෙන් පසු, පිඟන් මැටි එහි ක්‍රියාකාරිත්වය පිරිපහදු කිරීම සඳහා අමතර ප්‍රතිකාර වලට භාජනය විය හැකිය:
ඔප දැමීම: සුමට මතුපිටක් අවශ්‍ය යෙදුම් සඳහා (උදා: මුද්‍රා හෝ ෙබයාරිං).
ආලේපනය: ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය වැඩි කිරීම සඳහා තුනී ආරක්ෂිත තට්ටුවක් (සිලිකන් නයිට්‍රයිඩ් වැනි) එකතු කළ හැක.
යන්ත්‍රෝපකරණ: අවසාන මානයන් ලබා ගැනීම සඳහා නිරවද්‍ය කැපීම හෝ කැණීම.
මෙම ක්‍රියාවලිය වැදගත් වන්නේ ඇයි?
සිලිකන් කාබයිඩ් වල ශක්තියේ රහස පවතින්නේ සින්ටර් කිරීමේදී එහි පරමාණු බන්ධනය වන ආකාරය තුළ ය. ඉහළ උෂ්ණත්ව ක්‍රියාවලිය තාපය, විඛාදනයට සහ භෞතික ආතතියට ප්‍රතිරෝධී වන ශක්තිමත් සිලිකන්-කාබන් බන්ධන ජාලයක් නිර්මාණය කරයි. ආකලන සහ නිරවද්‍ය උෂ්ණත්ව පාලනය මඟින් අවසාන නිෂ්පාදනය දැඩි පමණක් නොව ඉරිතැලීම් වලට ඔරොත්තු දීමට තරම් දැඩි බව සහතික කරයි.
විශාලතම පින්තූරය
අති නවීන ටර්බයිනවල සිට දූෂණ පාලන පද්ධති දක්වා, සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් නවීන තාක්‍ෂණයේ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය සංකීර්ණ වුවද, සරල කුඩු දරුණුතම තත්වයන්ට ඔරොත්තු දිය හැකි ද්‍රව්‍යයක් බවට පත් කරන්නේ විද්‍යාවේ සහ ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ මෙම ප්‍රවේශමෙන් සමතුලිතතාවයයි.
පර්යේෂණ දියුණු වන විට, සෙරමික් ත්‍රිමාණ මුද්‍රණය වැනි නව ක්‍රම මතුවෙමින් පවතින අතර, මෙම අසාමාන්‍ය ද්‍රව්‍ය සඳහා ඊටත් වඩා නව්‍ය භාවිතයන් පොරොන්දු වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: මාර්තු-19-2025