സെറാമിക് ദൃഢതയിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കുന്ന സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടികൾ

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) എന്നത് മികച്ച ഭൗതിക ഗുണങ്ങളുള്ള, നിഷ്ക്രിയവും കഠിനവുമായ ഒരു സെറാമിക് പദാർത്ഥമാണ്. അതിൻ്റെ കാഠിന്യം കാരണം ഇത് റിഫ്രാക്ടറികളിലും അബ്രസീവുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നു. കൂടാതെ, താപ സ്ഥിരതയും തേയ്മാന പ്രതിരോധവും ഏറ്റവും പ്രധാനമായ ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള പ്രയോഗങ്ങളിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

SiC-യെക്കാൾ കടുപ്പമുള്ളത് വജ്രവും ബോറോൺ കാർബൈഡും മാത്രമാണ്. ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ളപ്പോൾ SiC നിറമില്ലാത്തതായി കാണപ്പെട്ടേക്കാം; അല്ലാത്തപക്ഷം ലെലി രീതിയിലൂടെ നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ ഇതിന് കറുപ്പ് നിറം കൈവരിക്കാം.

കാഠിന്യം

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് — സാധാരണയായി കാർബോറൻഡം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു — സിലിക്കണും കാർബണും ചേർന്നതും അസാധാരണമാംവിധം കഠിനവുമായ ഒരു രാസസംയുക്തമാണ്. ഇത് പ്രകൃതിയിൽ മൊയിസനൈറ്റ് ആയി അപൂർവ്വമായി മാത്രമേ കാണപ്പെടുന്നുള്ളൂ; എന്നിരുന്നാലും, 19-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനം മുതൽ ഇത് പൊടിയായും ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിലും വൻതോതിൽ ഉത്പാദിപ്പിച്ചുവരുന്നു.

അതിൻ്റെ കഠിനവും തേയ്മാനം പ്രതിരോധിക്കുന്നതുമായ ഗുണങ്ങൾ കാരണം ബ്ലാക്ക് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) പലപ്പോഴും അബ്രസീവുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. കൂടാതെ, SiC, അഗ്നിരോധിത ലൈനിംഗുകൾ, ഹീറ്ററുകൾ/ഹീറ്റിംഗ് എലമെൻ്റുകൾ/കട്ടിംഗ് ടൂളുകൾ, എൽഇഡികളിലും പവർ ഉപകരണങ്ങളിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന സെമികണ്ടക്റ്റിംഗ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ എന്നിവയുടെ ഭാഗമായും ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.

നൈട്രൈഡേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയിലൂടെയാണ് നൈട്രൈഡ്-ബോണ്ടഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (NB SiC) നിർമ്മിക്കുന്നത്. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, അസംസ്‌കൃത SiC കണികകൾ ചൂടാക്കുകയും നൈട്രജൻ അടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങളുമായി ചേർക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് സാന്ദ്രവും യാന്ത്രികമായി ശക്തവുമായ ഒരു സംയുക്ത പദാർത്ഥം രൂപീകരിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഈ രൂപത്തിലുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന് മികച്ച താപ ആഘാത പ്രതിരോധശേഷിയുണ്ട്, ഇത് പെട്ടെന്നുള്ള താപനിലയിലെ മാറ്റങ്ങളെ വിള്ളലുകളോ അല്ലെങ്കിൽ കാലക്രമേണ തകർന്നുപോകുന്നതോ ഇല്ലാതെ പ്രതിരോധിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.

ശക്തി

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്, ഓക്സൈഡ് അല്ലാത്ത സെറാമിക് പദാർത്ഥങ്ങളിൽ ഏറ്റവും ശക്തമായ ഒന്നാണ്. ഇതിന് വജ്രത്തിനും ക്യൂബിക് ബോറോൺ നൈട്രൈഡിനും ഇടയിൽ സ്ഥാനമുള്ള അസാധാരണമായ കഠിനതയുള്ള നൂപ്പ് ഹാർഡ്നസ് റേറ്റിംഗ് ഉണ്ട്. ഇത് ദീർഘകാലം തേയ്മാനത്തെ പ്രതിരോധിക്കാനും കഠിനമായ താപനിലകളെയും സമ്മർദ്ദങ്ങളെയും അതിജീവിക്കാനുമുള്ള കരുത്ത് നൽകുന്നു.

ലോഹ, സെറാമിക് ഭാഗങ്ങൾ മിനുസമാർന്ന ഫിനിഷോടുകൂടി കൃത്യമായ അളവിലേക്ക് ഗ്രൈൻഡ് ചെയ്യാനും പോളിഷ് ചെയ്യാനും ലാപ്പ് ചെയ്യാനും വാഹന, ബഹിരാകാശ വ്യവസായങ്ങൾ ബ്ലാക്ക് SiC പൗഡർ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. വജ്രത്തേക്കാൾ ഉയർന്ന കരുത്ത് ഉള്ളതിനാൽ, ഇതിൻ്റെ എതിരാളിയായ സിംകോണിനേക്കാൾ ഈ അബ്രസീവ് പലപ്പോഴും തിരഞ്ഞെടുക്കാറുണ്ട്.

ആവശ്യമായ ഭാഗത്തിൻ്റെ ആകൃതിയിലുള്ള സുഷിരങ്ങളുള്ള കാർബൺ പദാർത്ഥത്തിലേക്ക് ഉരുകിയ സിലിക്കൺ കുത്തിവയ്ക്കുന്നതിലൂടെയാണ് റിയാക്ഷൻ ബോണ്ടഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (RB SiC) നിർമ്മിക്കുന്നത്. ഇത് കുറഞ്ഞ താപ വികാസ ഗുണാങ്കമുള്ളതും, ഉയർന്ന പ്രകടനക്ഷമതയും രാസപരമായ പ്രതിരോധശേഷിയുമുള്ള ഒരു ഘടനാപരമായ സെറാമിക് ആണ്. പമ്പുകളിലും മെക്കാനിക്കൽ സീലുകളിലും, ബെയറിംഗുകളിലും, കൂടാതെ തേയ്മാനം ഏൽക്കുന്ന വലിയ ഘടകങ്ങളിലും RB SiC ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.

കരുത്ത്

ഭൂമിയിലെ ഏറ്റവും കഠിനമായ മൂന്ന് പദാർത്ഥങ്ങളിൽ ഒന്നാണ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്; വജ്രത്തിനും ബോറോൺ കാർബൈഡിനും ശേഷം രണ്ടാം സ്ഥാനത്താണ് ഇത്. ഈ അവിശ്വസനീയമായ കാഠിന്യം കാരണം, സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന് കടുത്ത മർദ്ദവും യാന്ത്രിക പിരിമുറുക്കവും പ്രതിരോധിക്കാൻ കഴിയും. ഇത് എയ്‌റോസ്‌പേസ് ഘടകങ്ങൾ, വാഹന ഉപയോഗങ്ങൾ, കട്ടിംഗ് ടൂളുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള സെറാമിക് തുരുമ്പെടുക്കുന്നതിനെയും തേയ്മാനത്തെയും വളരെ നന്നായി പ്രതിരോധിക്കുന്നു, കൂടാതെ വിള്ളലോ രൂപമാറ്റമോ കൂടാതെ പെട്ടെന്നുള്ള താപനിലയിലെ മാറ്റങ്ങളെ അതിജീവിക്കാനും കഴിയും. കൂടാതെ, ഇതിനെ പ്രവർത്തനക്ഷമമായ സെറാമിക്സ്, നൂതനമായ അഗ്നിരോധിത വസ്തുക്കൾ, ഉപയോഗത്തിനുള്ള അബ്രസീവുകൾ എന്നിവയാക്കി മാറ്റാനും സാധിക്കും.

ലോഹങ്ങൾ, സെറാമിക്സ്, ഗ്ലാസ് എന്നിവയുടെ കൃത്യമായ അളവുകളും മിനുസമാർന്ന പ്രതലങ്ങളും നേടുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ഉപകരണമാണ് ബ്ലാക്ക് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൗഡർ (SiCp). ഒരു ഘർഷണ വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനു പുറമേ, സ്റ്റീൽ നിർമ്മാണത്തിലും ഫൗണ്ട്രികളിലും ഒരു ആന്റിഓക്‌സിഡൈസറായും, കൂടാതെ ഉയർന്ന താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന വസ്തുവായും SiC ഉപയോഗിക്കാം. നൈട്രൈഡ് ബോണ്ടഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (NB SiC), സിന്റർഡ് റിയാക്ഷൻ-ബോണ്ടഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് നൈട്രൈഡ് (SRBSN) എന്നിവയാണ് SiC-യുടെ മറ്റ് ഇനങ്ങൾ; ഈ പ്രക്രിയകളിലൂടെ റെസിസ്റ്റൻസ് ഫർണസ് ഹീറ്റിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് SRBSN ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

ഉഷ്ണ പ്രതിരോധം

കാർ ബ്രേക്കുകൾ, ബുള്ളറ്റ്പ്രൂഫ് വെസ്റ്റുകളിലെ സെറാമിക് പ്ലേറ്റുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള, അതീവമായ ഈടും കാഠിന്യവും ആവശ്യമുള്ള ഉപയോഗങ്ങൾക്ക് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഒരു അനുയോജ്യമായ പദാർത്ഥമാണ്. കൂടാതെ, ഈ പദാർത്ഥത്തിന് മികച്ച രാസപ്രതിരോധ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, ഉരുകാതെ തന്നെ ഉയർന്ന താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കാനും ഇതിന് കഴിയും.

മോയിസനൈറ്റ്, വജ്രത്തിന് തുല്യമായ 9 മോഹസ് കഠിനതാ അളവുള്ള, ഏറ്റവും കഠിനമായ കൃത്രിമ പദാർത്ഥങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്. ഇത് മോയിസനൈറ്റ് എന്ന അപൂർവ ധാതുവായി സ്വാഭാവികമായി നിലനിൽക്കുമെങ്കിലും, ഈ കഠിനമായ കൃത്രിമ പദാർത്ഥം വൻതോതിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനായി, സിലിക്കണും കാർബണും പൊടിച്ചെടുത്ത് സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിലൂടെയാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്.

അപോലാർ പ്രതലങ്ങളിലെ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗ് കാരണം ആനീലിംഗിലൂടെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ കാഠിന്യം വർദ്ധിക്കുന്നു, കൂടാതെ കാർബറൈസേഷനെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയും അലോയ് ഘടകങ്ങളുടെ വീണ്ടെടുക്കൽ നിരക്കുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയും ഇത് സ്റ്റീൽ നിർമ്മാണത്തിൽ ഒരു ഡീഓക്സിഡൈസർ എന്ന നിലയിൽ ഉപയോഗപ്രദമാണ്. അതിന്റെ താപ സ്ഥിരതയും രാസ നിഷ്ക്രിയത്വവും കാരണം, സെമികണ്ടക്ടർ വേഫർ പ്രോസസ്സിംഗ് ഉപകരണങ്ങളിലെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഘടകങ്ങൾ ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിൽ പോലും വിശ്വസനീയമായ പ്രകടനം ഉറപ്പുനൽകുന്നു.

ചാലകത

അബ്രസീവായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോഴും, തേയ്മാനം തടയുന്ന സെറാമിക് ഘടകങ്ങളിൽ പ്രയോഗിക്കുമ്പോഴും, ഉയർന്ന പ്രകടനക്ഷമതയുള്ള വ്യാവസായിക സെറാമിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി സിന്ററിംഗിലൂടെ ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോഴും, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടികൾ കാഠിന്യവും ചാലകതയും തമ്മിലുള്ള ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ സംയോജനം നൽകുന്നു.

അതിശയകരമായ ഈടുനിൽപ്പും തുരുമ്പെടുക്കാനുള്ള പ്രതിരോധവും മുതൽ താപ സ്ഥിരതയും ചൂട് സഹിക്കാനുള്ള കഴിവും വരെയുള്ള അസാധാരണമായ ഗുണങ്ങൾ കാരണം, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് ഇന്ന് ഏറ്റവും കൂടുതൽ ആവശ്യക്കാരുള്ള സെറാമിക് പദാർത്ഥങ്ങളിലൊന്നായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ഈ ഗുണങ്ങൾ, ഉപഭോക്തൃ വാഹനങ്ങളിലെ ബ്രേക്ക് പാഡുകൾക്കും ബുള്ളറ്റ്പ്രൂഫ് വെസ്റ്റ് പ്ലേറ്റുകൾക്കും ഒരുപോലെ ഇതിനെ ഒരു പ്രധാന തിരഞ്ഞെടുപ്പായി മാറ്റിയിരിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ബലവും താപം സഹിക്കാനുള്ള കഴിവും നൽകുന്നു.