পাউডার থেকে সলিড সিরামিক পর্যন্ত: শেপিং এবং সিন্টারিং পদ্ধতি
একা SiC পাউডার একটি শক্তিশালী, ঘন সিরামিক নয়। একটি কঠিন বস্তু তৈরি করতে, পাউডারটিকে আকৃতি দিতে হবে এবং তারপরে সিন্টারিং নামক একটি প্রক্রিয়ায় একত্রিত করতে হবে। মূল চ্যালেঞ্জ হল যে SiC এর শক্তিশালী সমযোজী বন্ধন রয়েছে, যা সিন্টার করা খুব কঠিন করে তোলে। অতএব, বিশেষ কৌশল প্রয়োজন। তিনটি প্রধান পদ্ধতি হল:
1. সিন্টারিং (সলিড-স্টেট সিন্টারিং)
জটিল আকৃতির উপাদান তৈরির জন্য এটি সবচেয়ে সাধারণ পদ্ধতি।
# মিশ্রণ: SiC পাউডার একটি sintering সাহায্যের সাথে মিশ্রিত হয়, সাধারণত অল্প পরিমাণ বোরন (B) এবং কার্বন (C)। কার্বন SiC কণার অক্সাইড স্তর অপসারণ করতে সাহায্য করে, এবং বোরন পারমাণবিক প্রসারণ প্রচার করে।
# শেপিং: পাউডার মিশ্রণটি একটি "সবুজ শরীর" (একটি আনসিন্টারড ফর্ম) আকারে তৈরি করা হয়। এটি দ্বারা করা যেতে পারে:
* ড্রাই প্রেসিং: সাধারণ আকারের জন্য ইউনিঅ্যাক্সিয়াল বা আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং।
* এক্সট্রুশন: টিউব বা রডের মতো দীর্ঘ, অবিচ্ছিন্ন আকারের জন্য।
* ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ: খুব জটিল এবং জটিল আকারের জন্য।
# সিন্টারিং: সবুজ দেহ একটি জড় বায়ুমণ্ডলে (আর্গনের মতো) প্রায় 2000°C - 2100°C (3630°F - 3810°F) তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয়। এই তাপমাত্রায়, কণাগুলি যোগাযোগের বিন্দুতে একে অপরের মধ্যে ছড়িয়ে পড়ে, ন্যূনতম ছিদ্রযুক্ত একটি ঘন, শক্ত সিরামিক তৈরি করতে একসাথে বন্ধন তৈরি করে।
ফলাফল: সিন্টারড সিলিকন কার্বাইড (SSiC)। এটি উচ্চ বিশুদ্ধতা, চমৎকার পরিধান প্রতিরোধের, এবং ভাল যান্ত্রিক শক্তি আছে.
2. প্রতিক্রিয়া বন্ধন (বা সিলিকনাইজিং)
এই পদ্ধতিটি ন্যূনতম সংকোচনের সাথে একটি কাছাকাছি-নেট-আকৃতির অংশ তৈরি করে।
# শেপিং: SiC পাউডার এবং কার্বনের মিশ্রণ (যেমন, গ্রাফাইট) একটি ছিদ্রযুক্ত সবুজ শরীরে গঠিত হয়।
# অনুপ্রবেশ: সবুজ বডি তারপর গলিত সিলিকন ধাতব (Si) এর সংস্পর্শে একটি ভ্যাকুয়ামের নীচে একটি চুল্লিতে স্থাপন করা হয়।
# প্রতিক্রিয়া: গলিত সিলিকন কৈশিক ক্রিয়া দ্বারা ছিদ্রযুক্ত শরীরে টানা হয়। এটি তখন শরীরের মধ্যে থাকা কার্বনের সাথে বিক্রিয়া করে নতুন সিলিকন কার্বাইড (Si + C → SiC) তৈরি করে, যা মূল SiC কণাকে একত্রে আবদ্ধ করে।
# অতিরিক্ত সিলিকন: প্রতিক্রিয়া দ্বারা পূর্ণ না হওয়া যে কোনও স্থান অবশিষ্ট সিলিকন ধাতু দিয়ে পূর্ণ হয়।
ফলাফল: প্রতিক্রিয়া-বন্ডেড সিলিকন কার্বাইড (RBSC) বা সিলিকনাইজড সিলিকন কার্বাইড। এটি SSiC-এর তুলনায় ঘন কিন্তু এতে 5-15% ফ্রি সিলিকন রয়েছে, যা SSiC-এর তুলনায় এর উচ্চ-তাপমাত্রার শক্তি এবং রাসায়নিক প্রতিরোধের কম করে।
3. গরম টিপে
এই পদ্ধতিটি সর্বোচ্চ ঘনত্ব এবং শক্তি উত্পাদন করে তবে আরও ব্যয়বহুল এবং সাধারণ আকারের মধ্যে সীমাবদ্ধ।
# প্রক্রিয়া: SiC পাউডার (সিন্টারিং এইড সহ) একটি ডাইতে স্থাপন করা হয়, সাধারণত গ্রাফাইট দিয়ে তৈরি।
# যুগপৎ তাপ এবং চাপ: ডাইকে সিন্টারিং তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয় (~1900°C - 2000°C) যখন একই সাথে খুব উচ্চ অক্ষীয় চাপ প্রয়োগ করা হয় (দশগুণ MPa)।
# সুবিধা: তাপ এবং চাপের সংমিশ্রণ চাপহীন সিন্টারিংয়ের চেয়ে আরও কার্যকরভাবে এবং কম তাপমাত্রায় ঘনত্বকে চালিত করে।
ফলাফল: হট-প্রেসড সিলিকন কার্বাইড (HPSiC)। এটির উচ্চতর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে তবে এটি সাধারণত প্লেট বা ব্লকের মতো সাধারণ আকার হিসাবে উত্পাদিত হয় যার জন্য হীরার সরঞ্জামগুলির সাথে পরবর্তী যন্ত্রের প্রয়োজন হয়।
চূড়ান্ত ধাপ: মেশিনিং
সিন্টারিংয়ের পরে, উপাদানটি তার চূড়ান্ত আকারের কাছাকাছি থাকে তবে প্রায়শই নির্ভুল যন্ত্রের প্রয়োজন হয়। যেহেতু SiC অত্যন্ত কঠিন (মোহস স্কেলে 9.5, হীরার কাছাকাছি), এটি শুধুমাত্র হীরা-জলিত গ্রাইন্ডিং চাকা বা সরঞ্জাম ব্যবহার করে করা যেতে পারে।
সংক্ষেপে, সিলিকন কার্বাইড সিরামিক তৈরি করা একটি বহু-পদক্ষেপ প্রক্রিয়া যা প্রথমে অতি-হার্ড পাউডার সংশ্লেষিত করে এবং তারপর এটিকে একটি শক্তিশালী, টেকসই প্রকৌশল উপাদানে ঘনীভূত করতে বিশেষ, উচ্চ-তাপমাত্রা কৌশল ব্যবহার করে।
আপনি পছন্দ করতে পারেন: জিরকোনিয়া সিরামিক, সিরামিক উপাদান
