సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ ఎలా తయారు చేయబడతాయి

సిలికాన్ కార్బిడ్ (సిక్)వారి అద్భుతమైన బలం, ఉష్ణ నిరోధకత మరియు మన్నికకు ప్రసిద్ది చెందింది. ఈ లక్షణాలు ఏరోస్పేస్ ఇంజన్లు లేదా పారిశ్రామిక యంత్రాలు వంటి కఠినమైన వాతావరణంలో ఉపయోగం కోసం అనువైనవిగా చేస్తాయి. కానీ ఈ అధునాతన పదార్థాలు ఎలా సృష్టించబడ్డాయి? ప్రక్రియను దశల వారీగా విచ్ఛిన్నం చేద్దాం.

1.రా మెటీరియల్ తయారీ

ఇవన్నీ అధిక-స్వచ్ఛత సిలికాన్ కార్బైడ్ పౌడర్‌తో మొదలవుతాయి. సిరామిక్ “కేక్” ను కాల్చడానికి “పిండి” గా భావించండి. తుది పదార్థాల లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి, అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ లేదా బోరాన్ సమ్మేళనాలు వంటి చిన్న మొత్తంలో సంకలనాలు -ఈ సంకలనాలు తరువాతి దశలలో జిగురులా పనిచేస్తాయి, కణాలు మరింత సమర్థవంతంగా బంధానికి సహాయపడతాయి.

2. సిరామిక్ ఆకృతి

పౌడర్ అప్పుడు అచ్చుపోయే రూపంగా మారుతుంది. రెండు సాధారణ పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి:

నొక్కడం: స్నోబాల్‌లోకి మంచును కాంపాక్ట్ చేయడం మాదిరిగానే, పొడి అధిక పీడనాన్ని ఉపయోగించి ఒక నిర్దిష్ట ఆకారంలోకి కుదించబడుతుంది.

ఇంజెక్షన్ మోల్డింగ్: పిండి లాంటి మిశ్రమాన్ని సృష్టించడానికి పొడి తాత్కాలిక బైండర్‌తో (మైనపు వంటిది) కలుపుతారు, ఇది సంక్లిష్ట ఆకృతుల కోసం అచ్చులలో ఇంజెక్ట్ చేయబడుతుంది.

ఈ దశలో, పదార్థం ఇప్పటికీ పెళుసుగా ఉంది -పొడి ఇసుక శిల్పం వంటిది -మరియు బలంగా ఉండటానికి “కాల్చిన” అవసరం.

3. సింటరింగ్ ప్రక్రియ

ఇక్కడే మేజిక్ జరుగుతుంది. ఆకారపు సిరామిక్ చాలా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ప్రత్యేక కొలిమిలో వేడి చేయబడుతుంది (తరచుగా 1,800 ° C కంటే ఎక్కువ). సింటరింగ్ సమయంలో, రెండు ముఖ్య విషయాలు సంభవిస్తాయి:

కణాల బంధం: సిలికాన్ కార్బైడ్ ధాన్యాలు దగ్గరగా పెరుగుతాయి, అంతరాలను తొలగిస్తాయి మరియు ఘన నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.

సంకలనాలు పని చేస్తాయి: జోడించిన సమ్మేళనాలు కొద్దిగా కరుగుతాయి, మొండితనాన్ని పెంచడానికి కణాల మధ్య “వంతెన” ను సృష్టిస్తాయి.

అవాంఛిత ప్రతిచర్యలను నివారించడానికి కొలిమి లోపల వాతావరణం జాగ్రత్తగా నియంత్రించబడుతుంది -కొన్నిసార్లు జడ వాయువులతో నిండి ఉంటుంది.

4. స్పర్శలను పూర్తి చేయడం

సింటరింగ్ తరువాత, సిరామిక్ దాని పనితీరును మెరుగుపరచడానికి అదనపు చికిత్సలకు లోనవుతుంది:

పాలిషింగ్: మృదువైన ఉపరితలాలు అవసరమయ్యే అనువర్తనాల కోసం (ఉదా., సీల్స్ లేదా బేరింగ్లు).

పూత: దుస్తులు నిరోధకతను పెంచడానికి సన్నని రక్షణ పొర (సిలికాన్ నైట్రైడ్ వంటివి) జోడించవచ్చు.

మ్యాచింగ్: తుది కొలతలు సాధించడానికి ఖచ్చితమైన కట్టింగ్ లేదా డ్రిల్లింగ్.

ఈ ప్రక్రియ ఎందుకు ముఖ్యమైనది

సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క బలం యొక్క రహస్యం సింటరింగ్ సమయంలో దాని అణువుల బంధం ఎలా ఉంటుంది. అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్రక్రియ బలమైన సిలికాన్-కార్బన్ బంధాల నెట్‌వర్క్‌ను సృష్టిస్తుంది, ఇవి వేడి, తుప్పు మరియు శారీరక ఒత్తిడికి నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. సంకలనాలు మరియు ఖచ్చితమైన ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ తుది ఉత్పత్తి కష్టతరమైనది కాదని నిర్ధారిస్తుంది, కానీ పగుళ్లను నిరోధించేంత కఠినంగా ఉంటుంది.

పెద్ద చిత్రం

అత్యాధునిక టర్బైన్ల నుండి కాలుష్య నియంత్రణ వ్యవస్థల వరకు, ఆధునిక సాంకేతిక పరిజ్ఞానంలో సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. ఉత్పాదక ప్రక్రియ సంక్లిష్టంగా ఉన్నప్పటికీ, ఇది సైన్స్ మరియు ఇంజనీరింగ్ యొక్క ఈ జాగ్రత్తగా సమతుల్యత, ఇది సాధారణ పౌడర్‌ను కఠినమైన పరిస్థితులను తట్టుకోగల పదార్థంగా మారుస్తుంది.

పరిశోధన అభివృద్ధి చెందుతున్నప్పుడు, సిరామిక్స్ యొక్క 3 డి ప్రింటింగ్ వంటి కొత్త పద్ధతులు అభివృద్ధి చెందుతున్నాయి, ఈ అసాధారణమైన పదార్థం కోసం మరింత వినూత్న ఉపయోగాలను వాగ్దానం చేస్తాయి.