సిలికాన్ కార్బైడ్ సింటరింగ్ ఆవిష్కరించబడింది: రియాక్షన్ సింటరింగ్ ఎందుకు ప్రత్యేకంగా నిలుస్తుంది?

విస్తారమైన మెటీరియల్ సైన్స్ రంగంలో, సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ అధిక కాఠిన్యం, అధిక బలం, మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు రసాయన స్థిరత్వం వంటి అద్భుతమైన లక్షణాల కారణంగా అనేక హైటెక్ రంగాలలో "ప్రియమైనవి"గా మారాయి. ఏరోస్పేస్ నుండి సెమీకండక్టర్ తయారీ వరకు, కొత్త శక్తి వాహనాల నుండి పారిశ్రామిక యంత్రాల వరకు, సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ ఒక అనివార్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ తయారీ ప్రక్రియలో, సింటరింగ్ పద్ధతి దాని లక్షణాలను మరియు అనువర్తన పరిధిని నిర్ణయించే కీలక అంశం. ఈ రోజు, మనం సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క సింటరింగ్ ప్రక్రియను పరిశీలిస్తాము మరియు రియాక్షన్ సింటర్డ్ యొక్క ప్రత్యేక ప్రయోజనాలను అన్వేషించడంపై దృష్టి పెడతాము.సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్.
సిలికాన్ కార్బైడ్ కోసం సాధారణ సింటరింగ్ పద్ధతులు
సిలికాన్ కార్బైడ్ కోసం వివిధ సింటరింగ్ పద్ధతులు ఉన్నాయి, ప్రతి దాని స్వంత ప్రత్యేక సూత్రాలు మరియు లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.
1. హాట్ ప్రెస్సింగ్ సింటరింగ్: ఈ సింటరింగ్ పద్ధతిలో సిలికాన్ కార్బైడ్ పౌడర్‌ను ఒక అచ్చులో ఉంచడం, వేడి చేస్తున్నప్పుడు కొంత ఒత్తిడిని వర్తింపజేయడం, అచ్చు మరియు సింటరింగ్ ప్రక్రియలను ఏకకాలంలో పూర్తి చేయడం జరుగుతుంది. హాట్ ప్రెస్సింగ్ సింటరింగ్ సాపేక్షంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మరియు తక్కువ సమయంలో, చక్కటి ధాన్యం పరిమాణం మరియు మంచి యాంత్రిక లక్షణాలతో దట్టమైన సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్‌లను పొందవచ్చు. అయితే, హాట్ ప్రెస్సింగ్ సింటరింగ్ పరికరాలు సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి, అచ్చు ఖర్చు ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఉత్పత్తి ప్రక్రియ అవసరాలు కఠినంగా ఉంటాయి మరియు సాధారణ ఆకారపు భాగాలను మాత్రమే తయారు చేయవచ్చు, ఫలితంగా తక్కువ ఉత్పత్తి సామర్థ్యం ఉంటుంది, ఇది కొంతవరకు దాని పెద్ద-స్థాయి అప్లికేషన్‌ను పరిమితం చేస్తుంది.
2. వాతావరణ పీడన సింటరింగ్: వాతావరణ పీడన సింటరింగ్ అనేది సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను 2000-2150 ℃ కు వేడి చేయడం ద్వారా, వాతావరణ పీడనం మరియు జడ వాతావరణ పరిస్థితులలో తగిన సింటరింగ్ సహాయాలను జోడించడం ద్వారా సాంద్రత సింటరింగ్ ప్రక్రియ. ఇది రెండు ప్రక్రియలుగా విభజించబడింది: ఘన-స్థితి సింటరింగ్ మరియు ద్రవ-దశ సింటరింగ్. ఘన దశ సింటరింగ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క అధిక సాంద్రతను సాధించగలదు, స్ఫటికాల మధ్య గాజు దశ లేకుండా మరియు అద్భుతమైన అధిక-ఉష్ణోగ్రత యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది; ద్రవ దశ సింటరింగ్ తక్కువ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత, చిన్న ధాన్యం పరిమాణం మరియు మెరుగైన పదార్థ బెండింగ్ బలం మరియు పగులు దృఢత్వం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. వాతావరణ పీడన సింటరింగ్ ఉత్పత్తి ఆకారం మరియు పరిమాణం, తక్కువ ఉత్పత్తి ఖర్చులు మరియు అద్భుతమైన సమగ్ర పదార్థ లక్షణాలపై ఎటువంటి పరిమితులు లేవు, కానీ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు శక్తి వినియోగం ఎక్కువగా ఉంటుంది.
3. రియాక్షన్ సింటరింగ్: రియాక్షన్ సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను మొదట 1950లలో పి. పాప్పర్ ప్రతిపాదించారు. ఈ ప్రక్రియలో కార్బన్ సోర్స్ మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ పౌడర్‌ను కలపడం మరియు ఇంజెక్షన్ మోల్డింగ్, డ్రై ప్రెస్సింగ్ లేదా కోల్డ్ ఐసోస్టాటిక్ ప్రెస్సింగ్ వంటి పద్ధతుల ద్వారా గ్రీన్ బాడీని తయారు చేయడం జరుగుతుంది. తరువాత, బిల్లెట్‌ను వాక్యూమ్ లేదా జడ వాతావరణంలో 1500 ℃ కంటే ఎక్కువ వేడి చేస్తారు, ఆ సమయంలో ఘన సిలికాన్ ద్రవ సిలికాన్‌గా కరుగుతుంది, ఇది కేశనాళిక చర్య ద్వారా రంధ్రాలను కలిగి ఉన్న బిల్లెట్‌లోకి చొచ్చుకుపోతుంది. లిక్విడ్ సిలికాన్ లేదా సిలికాన్ ఆవిరి గ్రీన్ బాడీలో C తో రసాయన ప్రతిచర్యకు లోనవుతుంది మరియు ఇన్-సిటు ఉత్పత్తి చేయబడిన β – SiC గ్రీన్ బాడీలోని అసలు SiC కణాలతో కలిసి రియాక్షన్ సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ పదార్థాలను ఏర్పరుస్తుంది.

రియాక్షన్ సింటరింగ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ యొక్క ప్రయోజనాలు
ఇతర సింటరింగ్ పద్ధతులతో పోలిస్తే, రియాక్షన్ సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ అనేక ముఖ్యమైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి:
1. తక్కువ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత మరియు నియంత్రించదగిన ఖర్చు: ప్రతిచర్య సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత సాధారణంగా వాతావరణ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది శక్తి వినియోగాన్ని మరియు సింటరింగ్ పరికరాలకు అధిక ఉష్ణోగ్రత పనితీరు అవసరాలను బాగా తగ్గిస్తుంది. తక్కువ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత అంటే పరికరాల నిర్వహణ ఖర్చులు తగ్గడం మరియు ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో శక్తి వినియోగం తగ్గడం, ఉత్పత్తి ఖర్చులను సమర్థవంతంగా తగ్గించడం. దీనివల్ల ప్రతిచర్య సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తిలో గణనీయమైన ఆర్థిక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి.
2. నికర పరిమాణానికి దగ్గరగా ఏర్పడటం, సంక్లిష్ట నిర్మాణాలకు అనువైనది: ప్రతిచర్య సింటరింగ్ ప్రక్రియలో, పదార్థం వాల్యూమ్ సంకోచానికి లోనవుతుంది. ఈ లక్షణం పెద్ద-పరిమాణ, సంక్లిష్ట ఆకారపు నిర్మాణ భాగాలను తయారు చేయడానికి ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఇది ఖచ్చితమైన యాంత్రిక భాగాలు అయినా లేదా పెద్ద పారిశ్రామిక పరికరాల భాగాలు అయినా, ప్రతిచర్య సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ డిజైన్ అవసరాలను ఖచ్చితంగా తీర్చగలవు, తదుపరి ప్రాసెసింగ్ దశలను తగ్గించగలవు, ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి మరియు ప్రాసెసింగ్ వల్ల కలిగే పదార్థ నష్టాన్ని మరియు ఖర్చు పెరుగుదలను కూడా తగ్గిస్తాయి.
3. అధిక స్థాయి పదార్థ సాంద్రత: ప్రతిచర్య పరిస్థితులను సహేతుకంగా నియంత్రించడం ద్వారా, ప్రతిచర్య సింటరింగ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ యొక్క అధిక స్థాయి సాంద్రతను సాధించగలదు. దట్టమైన నిర్మాణం అధిక వంపు బలం మరియు సంపీడన బలం వంటి అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలను పదార్థానికి అందిస్తుంది, ఇది గణనీయమైన బాహ్య శక్తుల కింద నిర్మాణ సమగ్రతను నిర్వహించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. అదే సమయంలో, దట్టమైన నిర్మాణం పదార్థం యొక్క దుస్తులు నిరోధకత మరియు తుప్పు నిరోధకతను కూడా పెంచుతుంది, ఇది కఠినమైన పని వాతావరణాలలో స్థిరంగా పనిచేయడానికి మరియు దాని సేవా జీవితాన్ని పొడిగించడానికి అనుమతిస్తుంది.
4. మంచి రసాయన స్థిరత్వం: రియాక్షన్ సింటెర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ బలమైన ఆమ్లాలు మరియు కరిగిన లోహాలకు అద్భుతమైన నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. రసాయన మరియు మెటలర్జికల్ వంటి పరిశ్రమలలో, పరికరాలు తరచుగా వివిధ తినివేయు మాధ్యమాలతో సంబంధంలోకి రావాల్సి ఉంటుంది. రియాక్షన్ సింటెర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ ఈ మాధ్యమాల కోతను సమర్థవంతంగా నిరోధించగలవు, పరికరాల సాధారణ ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారించగలవు, నిర్వహణ మరియు భర్తీ ఖర్చులను తగ్గించగలవు మరియు ఉత్పత్తి కొనసాగింపు మరియు స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.
వివిధ రంగాలలో విస్తృతంగా వర్తిస్తుంది
ఈ ప్రయోజనాలతో, రియాక్షన్ సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ అనేక రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. అధిక-ఉష్ణోగ్రత బట్టీ పరికరాల రంగంలో, ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రత వాతావరణాలను తట్టుకోగలదు మరియు బట్టీల సమర్థవంతమైన ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారిస్తుంది; ఉష్ణ వినిమాయకాలలో, వాటి అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత మరియు తుప్పు నిరోధకత వాటిని ఆదర్శవంతమైన పదార్థ ఎంపికగా చేస్తాయి; డీసల్ఫరైజేషన్ నాజిల్‌ల వంటి పర్యావరణ పరిరక్షణ పరికరాలలో, ఇది తినివేయు మీడియా యొక్క కోతను నిరోధించగలదు మరియు పరికరాల దీర్ఘకాలిక స్థిరమైన ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారిస్తుంది. అదనంగా, రియాక్షన్ సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ ఫోటోవోల్టాయిక్స్ మరియు ఏరోస్పేస్ వంటి ఉన్నత స్థాయి రంగాలలో కూడా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి.
రియాక్షన్ సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ వాటి ప్రత్యేక ప్రయోజనాల కారణంగా సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ కుటుంబంలో ముఖ్యమైన స్థానాన్ని ఆక్రమించాయి. సాంకేతికత యొక్క నిరంతర అభివృద్ధి మరియు ప్రక్రియల నిరంతర ఆప్టిమైజేషన్‌తో, రియాక్షన్ సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ మరిన్ని రంగాలలో వాటి అద్భుతమైన పనితీరును ప్రదర్శిస్తాయని, వివిధ పరిశ్రమల అభివృద్ధికి బలమైన పదార్థ మద్దతును అందిస్తుందని నమ్ముతారు.