ප්‍රතික්‍රියා-බන්ධිත සිලිකන් කාබයිඩ් කෲසබල්: ඉහළ-උෂ්ණත්ව ලෝහ විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලීන් විප්ලවීයකරණය කිරීම

ප්‍රතික්‍රියා බන්ධිත සිලිකන් කාබයිඩ්කබොලආන්තික තාප පරිසරයන් තුළ අසමසම කාර්ය සාධනයක් ලබා දෙමින්, වර්තන තාක්‍ෂණයේ ඉදිරි ගමනක් නියෝජනය කරයි. මෙම දියුණු සෙරමික් බහාලුම් ලෝහ විද්‍යාව, නිරවද්‍ය වාත්තු කිරීම, යාන්ත්‍රික ඉංජිනේරු විද්‍යාව සහ රසායනික සැකසුම් කර්මාන්ත හරහා අත්‍යවශ්‍ය වී ඇති අතර, සාම්ප්‍රදායික ද්‍රව්‍ය හිඟ වන විට උසස් ක්‍රියාකාරිත්වයක් ලබා දෙයි.

මූලික තාක්ෂණික වාසි

RBSC කබොල සාම්ප්‍රදායික ඇලුමිනා සහ ග්‍රැෆයිට් සගයන් අභිබවා යන්නේ:

- සුවිශේෂී තාප සන්නායකතාවය (1000°C දී 120–150 W/m·K)

- අතිශය අඩු තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය (4.5×10⁻⁶/K)

- වේගවත් සිසිලන චක්‍ර 50+ කට ඔරොත්තු දෙන තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධය (1600°C→25°C)

- අම්ල/ක්ෂාර විඛාදන ප්‍රතිරෝධය (pH අගය 0–14 අනුකූලතාව)

- 1650°C දක්වා වාතයේ ඔක්සිකරණ ස්ථායිතාව

ලෝහ විද්‍යාත්මක ප්‍රවීණත්වය

මිශ්‍ර වානේ නිෂ්පාදනයේදී සහ ෆෙරස් නොවන ලෝහ උණු කිරීමේදී (ඇලුමිනියම්, තඹ, සින්ක්), RBSC කබොල මඟින් පහත සඳහන් දෑ සක්‍රීය කරයි:

- ප්‍රශස්ත තාප හුවමාරුව හරහා 20-30% වේගවත් ද්‍රවාංක අනුපාත

- ප්‍රතික්‍රියාශීලී නොවන පෘෂ්ඨ හරහා 99.95% ලෝහ සංශුද්ධතාවය පවත්වා ගැනීම

- තාප ස්ථරීකරණය අවම කිරීම හරහා ස්ලැග් සෑදීම අඩු කිරීම.

- දිගු සේවා කාලය (මැටි-මිනිරන් කබොලවලට වඩා 3–5× දිගු)

නිරවද්‍ය වාත්තු කිරීම සහ යාන්ත්‍රික යෙදුම්

කබොලවල අද්විතීය යාන්ත්‍රික ගුණාංග ඉල්ලුමක් ඇති කාර්මික අවශ්‍යතා සඳහා සහාය වේ:

- 15–20 MPa යාන්ත්‍රික ආතතිය යටතේ තිරසාර ව්‍යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව

- ස්ථාවර මාන ස්ථායිතාව (1500°C දී ± 0.1% පරිමාමිතික වෙනසක්)

- අභ්‍යවකාශ ශ්‍රේණියේ සංරචක සඳහා දූෂණයෙන් තොර සැකසුම්

- කේන්ද්‍රාපසාරී වාත්තු පද්ධතිවල විශ්වාසනීය කාර්ය සාධනය

රසායනික සැකසුම් විශිෂ්ටත්වය

රසායනික සංස්ලේෂණයේ තීරණාත්මක අභියෝගවලට RBSC කබොල විසඳුම් සපයයි:

- උණු කළ ලවණ ආරක්ෂිතව අඩංගු කිරීම (උදා: NaOH, KNO₃)

- සල්ෆයිඩීකරණ/ක්ලෝරිනීකරණ ප්‍රතික්‍රියා වල ස්ථාවර ක්‍රියාකාරිත්වය

- 800°C දක්වා HF වලට එරෙහිව විඛාදන ප්‍රතිරෝධය

- දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය නිස්සාරණයේදී සංශුද්ධතාවය සංරක්ෂණය කිරීම

මෙහෙයුම් ආර්ථික විද්‍යාව

සාම්ප්‍රදායික කබොලවලට වඩා ආරම්භක පිරිවැය 40-60% කින් වැඩි වුවද, RBSC විසඳුම් මඟින් ලබා දෙන්නේ:

- ආදේශන සංඛ්‍යාතයේ 70% ක අඩුවීමක්

- වැඩිදියුණු කළ තාප කාර්යක්ෂමතාව හරහා 25–35% බලශක්ති ඉතිරිකිරීම්

- තාප ප්‍රතිසංස්කරණය හරහා 90% ද්‍රව්‍ය ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කිරීමේ හැකියාව

- ශුන්‍යයට ආසන්න නඩත්තු අවශ්‍යතා

කර්මාන්ත-විශේෂිත නවෝත්පාදන

1. ටයිටේනියම් මිශ්‍ර ලෝහ නිෂ්පාදනය

- 1700°C දී ප්‍රතික්‍රියාශීලී Ti දියවීම් වලට ඔරොත්තු දෙයි.

- කාබන් එකතු වීම දූෂණය වීම වළක්වයි

2. බැටරි ද්‍රව්‍ය සංස්ලේෂණය

- ඒකාකාර LiCoO₂ කැතෝඩ සැකසුම් සක්‍රීය කරයි

- ලිතියම් ලුණු විඛාදනයට ප්‍රතිරෝධී වේ

3. අර්ධ සන්නායක ස්ඵටික වර්ධනය

- අතිශය ඉහළ රික්ත අනුකූලතාවයක් පවත්වා ගනී.

- සිලිකන් කාබයිඩ් දූෂණය ඉවත් කරයි

අනාගත-ඉදිරි නිර්මාණය

නවීන RBSC කබොලවල උසස් විශේෂාංග ඇතුළත් වේ:

- පාලිත වායු පාරගම්යතාව සඳහා අනුක්‍රමික සිදුරු ව්‍යුහයන්

- ස්ලැග් ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කරන නැනෝ පරිමාණ මතුපිට ආලේපන

- ක්‍රියාවලි අධීක්ෂණය සඳහා කාවැද්දූ තාප සංවේදක

රසායනාගාර පරිමාණ පර්යේෂණවල සිට කාර්මික මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනය දක්වා, ප්‍රතික්‍රියා-බන්ධිත සිලිකන් කාබයිඩ් කබොල තාප සැකසුම් හැකියාවන් නැවත අර්ථ දැක්වීම දිගටම කරගෙන යයි. තාප, යාන්ත්‍රික සහ රසායනික ගුණාංගවල ඒවායේ අද්විතීය සංයෝජනය, බහු දියුණු නිෂ්පාදන අංශ හරහා ඊළඟ පරම්පරාවේ ඉහළ-උෂ්ණත්ව යෙදුම්, රිය පැදවීමේ කාර්යක්ෂමතාව සහ ගුණාත්මක වැඩිදියුණු කිරීම් සඳහා තෝරා ගැනීමේ කබොල ලෙස ඒවා ස්ථානගත කරයි.