سلیکن کاربائیڈ سیرامکس کی "کلون تکنیک": پانچ مرکزی دھارے کی اقسام کا تجزیہ

سلکان کاربائیڈ (SiC) سیرامکسکم تھرمل ایکسپینشن گتانک، اعلی تھرمل چالکتا، اعلی سختی، اور بہترین تھرمل اور کیمیائی استحکام کی وجہ سے اعلی درجہ حرارت کے ساختی سیرامکس کے میدان میں بنیادی مواد بن گئے ہیں۔ وہ بڑے پیمانے پر اہم شعبوں جیسے ایرو اسپیس، جوہری توانائی، فوجی، اور سیمی کنڈکٹرز میں استعمال ہوتے ہیں۔
تاہم، انتہائی مضبوط ہم آہنگی بانڈز اور SiC کا کم پھیلاؤ گتانک اس کی کثافت کو مشکل بنا دیتا ہے۔ اس مقصد کے لیے، صنعت نے مختلف sintering ٹیکنالوجیز تیار کی ہیں، اور مختلف ٹیکنالوجیز کے ذریعے تیار کردہ SiC سیرامکس میں مائیکرو اسٹرکچر، خصوصیات اور اطلاق کے منظرناموں میں نمایاں فرق ہے۔ یہاں پانچ مین اسٹریم سلکان کاربائیڈ سیرامکس کی بنیادی خصوصیات کا تجزیہ ہے۔
1. غیر دباؤ والے سینٹرڈ SiC سیرامکس (S-SiC)
بنیادی فوائد: ایک سے زیادہ مولڈنگ کے عمل کے لیے موزوں، کم قیمت، شکل اور سائز کے لحاظ سے محدود نہیں، بڑے پیمانے پر پیداوار حاصل کرنے کے لیے یہ سب سے آسان sintering طریقہ ہے۔ بوران اور کاربن کو β – SiC میں شامل کرکے جس میں آکسیجن کی ٹریس مقدار ہوتی ہے اور اسے تقریباً 2000 ℃ پر ایک غیر فعال ماحول کے نیچے sintering کرکے، 98% کی نظریاتی کثافت کے ساتھ ایک sintered جسم حاصل کیا جاسکتا ہے۔ دو عمل ہیں: ٹھوس مرحلہ اور مائع مرحلہ۔ سابق میں اعلی کثافت اور پاکیزگی کے ساتھ ساتھ اعلی تھرمل چالکتا اور اعلی درجہ حرارت کی طاقت ہے۔
عام ایپلی کیشنز: لباس مزاحم اور سنکنرن مزاحم سگ ماہی کی انگوٹھیوں اور سلائڈنگ بیرنگ کی بڑے پیمانے پر پیداوار؛ اس کی اعلی سختی، کم مخصوص کشش ثقل، اور اچھی بیلسٹک کارکردگی کی وجہ سے، یہ بڑے پیمانے پر گاڑیوں اور بحری جہازوں کے لیے بلٹ پروف بکتر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، ساتھ ہی شہریوں کی حفاظت اور نقدی کی نقل و حمل کی گاڑیوں کی حفاظت کے لیے۔ اس کی ملٹی ہٹ مزاحمت عام SiC سیرامکس سے بہتر ہے، اور بیلناکار ہلکے وزن کے حفاظتی کوچ کا فریکچر پوائنٹ 65 ٹن سے زیادہ تک پہنچ سکتا ہے۔
2. ری ایکشن sintered SiC سیرامکس (RB SiC)
بنیادی فوائد: بہترین مکینیکل کارکردگی، اعلی طاقت، سنکنرن مزاحمت، اور آکسیکرن مزاحمت؛ کم sintering درجہ حرارت اور لاگت، خالص سائز کے قریب بنانے کے قابل. اس عمل میں کاربن ماخذ کو سی سی پاؤڈر کے ساتھ ملا کر بلیٹ تیار کرنا شامل ہے۔ زیادہ درجہ حرارت پر، پگھلا ہوا سلکان بلٹ میں گھس جاتا ہے اور کاربن کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے β – SiC بناتا ہے، جو اصل α – SiC کے ساتھ مل جاتا ہے اور سوراخوں کو بھر دیتا ہے۔ sintering کے دوران سائز کی تبدیلی چھوٹی ہے، یہ پیچیدہ شکل کی مصنوعات کی صنعتی پیداوار کے لئے موزوں ہے.
عام ایپلی کیشنز: اعلی درجہ حرارت کے بھٹے کا سامان، دیپتمان ٹیوبیں، ہیٹ ایکسچینجرز، ڈیسلفرائزیشن نوزلز؛ اس کے کم تھرمل ایکسپینشن گتانک، اعلی لچکدار ماڈیولس، اور قریب خالص بنانے کی خصوصیات کی وجہ سے، یہ اسپیس ریفلیکٹرز کے لیے ایک مثالی مواد بن گیا ہے۔ یہ کوارٹج گلاس کو الیکٹرانک ٹیوبوں اور سیمی کنڈکٹر چپ مینوفیکچرنگ آلات کے لیے معاون فکسچر کے طور پر بھی بدل سکتا ہے۔

3. ہاٹ پریسڈ سینٹرڈ SiC سیرامکس (HP SiC)
بنیادی فائدہ: اعلی درجہ حرارت اور اعلی دباؤ کے تحت ہم وقت ساز سنٹرنگ، پاؤڈر تھرمو پلاسٹک حالت میں ہے، جو بڑے پیمانے پر منتقلی کے عمل کے لیے موزوں ہے۔ یہ کم درجہ حرارت اور کم وقت میں باریک اناج، اعلی کثافت، اور اچھی میکانکی خصوصیات کے ساتھ مصنوعات تیار کر سکتا ہے، اور مکمل کثافت اور خالص سنٹرنگ حالت حاصل کر سکتا ہے۔
عام استعمال: اصل میں ویتنام جنگ کے دوران امریکی ہیلی کاپٹر کے عملے کے ارکان کے لیے بلٹ پروف واسکٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا، آرمر مارکیٹ کو گرم دبائے ہوئے بوران کاربائیڈ سے بدل دیا گیا تھا۔ فی الوقت، یہ زیادہ تر اعلیٰ ویلیو ایڈڈ منظرناموں میں استعمال ہوتا ہے، جیسے کہ کمپوزیشن کنٹرول، پاکیزگی، اور کثافت کے لیے انتہائی اعلیٰ تقاضوں کے ساتھ ساتھ لباس مزاحم اور جوہری صنعت کے شعبے۔
4. دوبارہ تیار کردہ SiC سیرامکس (R-SiC)
بنیادی فائدہ: sintering ایڈز کو شامل کرنے کی ضرورت نہیں، یہ انتہائی اعلیٰ پاکیزگی اور بڑے SiC آلات کی تیاری کا ایک عام طریقہ ہے۔ اس عمل میں موٹے اور باریک SiC پاؤڈر کو تناسب میں ملانا اور انہیں بنانا، 2200~2450 ℃ پر ایک غیر فعال ماحول میں سنٹر کرنا شامل ہے۔ موٹے ذرات کے درمیان رابطے پر باریک ذرات بخارات بن کر گاڑھا ہو کر سیرامکس بن جاتے ہیں، جس کی سختی ہیرے کے بعد دوسرے نمبر پر ہوتی ہے۔ SiC اعلی درجہ حرارت کی طاقت، سنکنرن مزاحمت، آکسیکرن مزاحمت، اور تھرمل جھٹکا مزاحمت کو برقرار رکھتا ہے۔
عام ایپلی کیشنز: اعلی درجہ حرارت کے بھٹے کا فرنیچر، ہیٹ ایکسچینجر، دہن کی نوزلز؛ ایرو اسپیس اور فوجی شعبوں میں، اس کا استعمال خلائی جہاز کے ساختی اجزاء جیسے انجن، ٹیل کے پنکھوں، اور فیوزیلج کی تیاری کے لیے کیا جاتا ہے، جو آلات کی کارکردگی اور سروس کی زندگی کو بہتر بنا سکتے ہیں۔
5. Silicon infiltrated SiC سیرامکس (SiSiC)
بنیادی فوائد: صنعتی پیداوار کے لیے موزوں ترین، کم وقت کے ساتھ، کم درجہ حرارت، مکمل طور پر گھنے اور غیر درست شکل، SiC میٹرکس اور infiltrated Si فیز پر مشتمل، دو پراسیس میں تقسیم: مائع کی دراندازی اور گیس کی دراندازی۔ مؤخر الذکر کی قیمت زیادہ ہے لیکن بہتر کثافت اور مفت سلیکون کی یکسانیت۔
عام ایپلی کیشنز: کم پوروسیٹی، اچھی ہوا کی تنگی، اور کم مزاحمت جامد بجلی کو ختم کرنے کے لیے سازگار ہیں، بڑے، پیچیدہ یا کھوکھلے حصے بنانے کے لیے موزوں ہیں، سیمی کنڈکٹر پروسیسنگ کے آلات میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ اس کے اعلی لچکدار ماڈیولس، ہلکے وزن، اعلی طاقت، اور بہترین ہوا کی تنگی کی وجہ سے، یہ ایرو اسپیس فیلڈ میں ترجیحی اعلی کارکردگی کا مواد ہے، جو خلائی ماحول میں بوجھ کو برداشت کرسکتا ہے اور سامان کی درستگی اور حفاظت کو یقینی بناتا ہے۔