பொறியியல் பீங்கான்கள் – மேம்பட்ட தொழில்துறை தீர்வுகளுக்கான திறவுகோல்

பொறியியல் மட்பாண்டங்கள் கடினமானவை, அதீத வெப்பநிலையைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்ட உலோகமற்ற பொருட்கள், ஸ்பேஸ் ஷட்டில்களில் பயன்படுத்தப்படும் பீங்கான் ஓடுகள் முதல் பல் கிரீடங்கள் வரை. பொறியியல் மட்பாண்டங்கள் விண்வெளியில் இருந்து பல் மருத்துவம் வரை பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன.

மேம்பட்ட தொழில்நுட்ப மட்பாண்டங்கள் தூய ஆக்சைடுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, அலுமினா போன்ற கார்பைடுகள் மற்றும் நைட்ரைடுகள் (Al2O3), சிலிக்கான் கார்பைடு, SiC மற்றும் சிர்கோனியா, பீங்கான் பொறியியல் வல்லுநர்களிடமிருந்து சிறப்பு அறிவு மற்றும் உபகரணங்கள் இல்லாமல் அவற்றை இயந்திரமாக்குவது கடினம்.

அலுமினா

அலுமினா (அலுமினியம் ஆக்சைடு, Al2O3) மிகவும் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படும் பொறியியல் பீங்கான்களில் ஒன்றாகும். இது மிகவும் பொருந்தக்கூடியது, கடினமான, மற்றும் இன்சுலேடிங் பண்புகள் மிகவும் சிக்கலான மட்பாண்டங்களை மூழ்கடிக்கும் கடுமையான இயக்க நிலைமைகளுக்கு ஏற்றது., நீங்கள் அதை பெரும்பாலும் ஒயிட்வேர் தயாரிப்புகள் அல்லது ஃபர்னஸ் லைனிங்ஸ் அல்லது க்ரூசிபிள்ஸ் போன்ற உயர் தொழில்நுட்ப கூறுகளில் காணலாம்.

அலுமினா பீங்கான்களுடன் பணிபுரியும் போது, அவற்றின் ஒட்டுமொத்த நுண் கட்டமைப்பு பயன்படுத்தப்படும் மூலப்பொருட்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, பயன்படுத்தப்படும் உற்பத்தி செயல்முறைகள் மற்றும் வடிவமைத்தல் நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இது இறுதியில் அதன் ஆயுள் மற்றும் பரிமாண துல்லியத்தை பாதிக்கிறது.

விரும்பிய வடிவம் மற்றும் அளவு கிடைத்தவுடன், அலுமினாவை சின்டரிங் பயன்படுத்தி அடர்த்தியாக்கலாம். அணு மற்றும் மூலக்கூறு பரவலானது போரோசிட்டியை குறைக்கும் ஒரு சூளையில் பசையுடன் சேர்த்து வைத்திருக்கும் கரடுமுரடான பொருளை வைப்பதை இது உள்ளடக்குகிறது., அதிகரித்த வலிமை மற்றும் எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை கொண்ட அடர்த்தியான தயாரிப்பை உருவாக்குகிறது.

பொறியாளர்கள் பெரும்பாலும் பயன்பாட்டைப் பொறுத்து அலுமினா அடிப்படையிலான மட்பாண்டங்களில் மற்ற பொருட்களை இணைக்கிறார்கள். பொதுவான சேர்க்கைகள் அடங்கும்:

சிலிக்கான்

சிலிக்கான் நைட்ரைடு மட்பாண்டங்கள் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கம் மற்றும் வெப்ப அதிர்ச்சிக்கு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன, சிறந்த மின் காப்பு பண்புகள் மற்றும் பூஜ்ஜிய அரிப்பு மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற சிக்கல்கள். இந்த பண்புகளின் காரணமாக, சிலிக்கான் நைட்ரைடு மட்பாண்டங்கள் ஒரு சிறந்த தொழில்துறை பொருளாக அமைகின்றன; குறிப்பாக அதிக வெப்பநிலையைத் தாங்கும் திறன் அவற்றை எரிப்பு முனைகள் மற்றும் சுடருக்கு ஏற்றதாக ஆக்குகிறது, ஃப்ளூ வாயு டீசல்ஃபரைசேஷன் ஆலைகளில் ஜெட் மற்றும் பயனற்ற குழாய்கள், உலோக வேலைப்பாடுகளுக்கான பீங்கான் தாங்கு உருளைகள்/அதிக வேகம்/அழுத்தம் சூழலில் பாயும் கடினமான சிராய்ப்பு துகள்களுக்கு எதிரான தொடர்ச்சியான உராய்வைத் தாங்க வேண்டிய தொடர்புப் பகுதிகள் – தரமான பொருள் பயன்பாட்டின் அனைத்து அடையாளங்களும்!

பொறியியல் பீங்கான்கள்’ தனித்துவமான பண்புகள் தேசிய பாதுகாப்பில் பயன்படுத்தப்படும் பல புதுமையான புதிய தயாரிப்புகளின் கண்டுபிடிப்புக்கு வழிவகுத்தன, விண்வெளி, வாகன மற்றும் இயந்திர தொழில்கள் – உலகளாவிய பீங்கான் சந்தையை a ஆக மாற்றுதல் $60 பில்லியன் வணிகம்!

பீங்கான் பொருளின் பண்புகள் அதன் வேதியியல் மற்றும் நுண் கட்டமைப்பு மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. பல்வேறு செயலாக்க நுட்பங்கள் அல்லது அதன் அடிப்படை பீங்கான் கட்டமைப்பில் கூறுகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் அவற்றின் செயல்திறனை மாற்றலாம்., பல்வேறு செயலாக்க நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி அல்லது அதன் அடிப்படை பீங்கான் கட்டமைப்பில் கூறுகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் அதன் பண்புகள் மாற்றியமைக்கப்படுகின்றன. நானோ அளவிலான பீங்கான் துகள்கள் வேதியியல் கலவை மற்றும் வினைத்திறன் மற்றும் எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை போன்ற இயந்திர பண்புகளின் அடிப்படையில் மொத்த நடத்தையையும் பாதிக்கின்றன. – ஃபேபர்-எவன்ஸ் மாதிரியின் படி, பீங்கான் கடினப்படுத்துதல் விரிசல் விலகல் அல்லது இரண்டாம் கட்ட துகள்களின் அணி மற்றும் துகள் உருவவியல் விநியோகம் ஆகியவற்றிற்குள் குனிந்து அதிகரிக்கிறது என்று கணித்துள்ளது., விகித விகிதம் அல்லது துகள் இடைவெளி – விரிசல் விலகல் அல்லது குனிந்து செல்வதற்கு பெரிதும் பங்களிக்கும் அவற்றின் கடினமான பண்புகளை உருவாக்குகிறது, துகள் உருவவியல்/விகித விகிதம்/இடை துகள் இடைவெளி காரணிகளின் விநியோகம் மூலம் விரிசல் விலகல்/குனிதல் மேலும் மேம்படுத்தப்படுகிறது. அதன் அடிப்படை செராமிக் கலவை/கட்டமைப்பு/தொகுப்பில் கூறுகளைச் சேர்க்கும் பல்வேறு செயலாக்க நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் கடினப்படுத்துதல் அதிகரித்தது..

போரோன்

செராமிக் இன்ஜினியரிங் மாணவனாக, பல்வேறு பொருட்கள் மற்றும் செயல்முறைகளுடன் பணிபுரியும் அனுபவத்தைப் பெறுவீர்கள். உங்கள் இரண்டாம் ஆண்டில் தொடங்குகிறது, நீங்கள் நான்கு முக்கிய ஆய்வக வகுப்புகளை எடுப்பீர்கள், புதுமையான இளங்கலை ஆராய்ச்சி திட்டங்களில் பங்கேற்கவும், அணுகல் சுரங்கங்கள்’ உங்கள் மூத்த ஆய்வறிக்கை திட்டத்திற்கான புதிய மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட மட்பாண்டங்களை உருவாக்க ஆசிரிய ஆலோசகர்களுடன் நெருக்கமாகப் பணிபுரிய வளாகத்தில் உள்ள கண்ணாடி ஹாட் ஷாப்.

சமீபத்திய தசாப்தங்களில் பொறியியல் மட்பாண்டங்கள் விரைவான வளர்ச்சிக்கு உட்பட்டுள்ளன, வெப்பநிலை மற்றும் சூழல்களின் வரிசையைத் தாங்கக்கூடிய மிகவும் பல்துறைப் பொருட்களின் பரந்த தேர்வை வழங்குகிறது. அவற்றின் பண்புகள் அவற்றின் கலவை இரண்டையும் சார்ந்துள்ளது, நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் பயன்பாட்டு நிலைமைகள் – ஒவ்வொரு பீங்கான் அதன் சரியான கலவையைப் பொறுத்து வேறுபட்டது, நுண் கட்டமைப்பு அல்லது பயன்பாட்டு நிலைமைகள்.

பீங்கான் கூறுகளை உருவாக்கும் சின்டரிங் செயல்முறைகள் அவற்றின் இறுதி இயற்பியல் பண்புகளை வடிவமைப்பதில் குறிப்பிடத்தக்க பங்கைக் கொண்டுள்ளன. தானிய வளர்ச்சி ஒரு முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, அதன் இறுதி அமைப்பு மற்றும் இயந்திர செயல்திறன் மீது தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது; எந்த ஒழுங்கற்ற தானிய அளவு விநியோகமும் இறுதி பீங்கான் பொருட்களின் கட்டமைப்புகள் மற்றும் இயந்திர பண்புகள் இரண்டையும் வியத்தகு முறையில் மாற்றும்.

போரான் கார்பைடு என்பது கட்டிங் கருவிகள் போன்ற உயர் அழுத்த பீங்கான் பயன்பாடுகளுக்கு இன்றியமையாத பொருளாகும்., இறக்கும் மற்றும் ராக் பயிற்சிகள், கடினத்தன்மையின் அடிப்படையில் வைரத்திற்கு அடுத்தபடியாக. போரோனி கார்பைடு சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் மின் காப்பு பண்புகளையும் கொண்டுள்ளது, இது அதிக சக்தி கொண்ட மின்னணு சாதனங்களுக்கு சிறந்த பொருளாக அமைகிறது மற்றும் சுரங்க மற்றும் கனிம செயலாக்க கருவிகளுக்கு எதிர்ப்பு பூச்சுகளை அணியலாம்..

போரைடு

போரான் உலோக ஆக்சைடுகளின் உயர் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையை கணிசமாக மேம்படுத்தும். மேலும், இந்த பொருள் உலோக மேட்ரிக்ஸ் கலவைகளில் வலுவூட்டும் பீங்கான் கட்டமாக செயல்படுகிறது; குறிப்பாக போரான் கார்பைடால் செய்யப்பட்ட மட்பாண்டங்கள் (பி.சி.என்), ஹாஃப்னியம்-டாண்டலம் கார்பைடு (HfTaC), அல்லது சிர்கோனியாவை உடைகள் பாதுகாப்பு பயன்பாடுகளாகப் பயன்படுத்தவும்.

போரான் கொண்ட பீங்கான்கள் உடையக்கூடியதாக இருக்கலாம், இன்னும் அவற்றின் உயர் எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை, அதிக தாக்க ஆற்றலை உடைக்காமல் உறிஞ்சுவதற்கு அனுமதிக்கிறது. மேலும், இந்த பொருட்கள் சிறந்த இரசாயன எதிர்ப்பு மற்றும் சிராய்ப்பு செயல்திறனை பல பயன்பாடுகளில் கடினமான உலோகங்களை மாற்ற அனுமதிக்கிறது.

அவற்றின் அயனி அல்லது கோவலன்ட் பிணைப்பு பண்புகள் காரணமாக, பெரும்பாலான மட்பாண்டங்கள் அறை வெப்பநிலையில் பிளாஸ்டிக் சிதைவை வெளிப்படுத்துவதில்லை, இதனால் உலோகங்களை விட குறைவான நீர்த்துப்போகும் தன்மை கொண்டது. இருந்தாலும், மட்பாண்டங்கள் இன்னும் அதிக வெப்பநிலையில் குறிப்பிடத்தக்க பிளாஸ்டிக் விகாரங்களை வெளிப்படுத்த முடியும், அங்கு எலும்பு முறிவு வழிமுறைகள் உலோகங்களிலிருந்து கணிசமாக வேறுபடுகின்றன..

போரான் அடிப்படையிலான மட்பாண்டங்கள் குறைந்த குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு விசையுடன் வலுவான இயந்திர வலிமையுடன் இணைந்து பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்த கவர்ச்சிகரமானதாக இருக்கும்.. அவற்றின் உடைகள்-எதிர்ப்பு அதிக வேகத்தில் கடத்தப்படும் ஊடகங்களில் கடினமான உலோகங்களை மாற்ற அனுமதிக்கிறது, அழுத்தங்கள் அல்லது குழிவுறுதல் விகிதங்கள்; சுரங்க மற்றும் கனிம பதப்படுத்தும் உபகரணங்களின் செயல்திறன் மற்றும் நீடித்து நிலைத்தன்மை மற்றும் பிரித்தெடுப்பதற்கான தூசி சேகரிப்பு அமைப்புகளை மேம்படுத்துதல், அரைக்கும், கடத்தும் மற்றும் தூசி சேகரிப்பு அமைப்புகள். மேலும், இந்த பொருட்கள் எண்ணெயில் நம்பகத்தன்மையை அதிகரிக்க முடியும் & இந்த மட்பாண்டங்களால் செய்யப்பட்ட கட்டமைப்பு சுழலும் பாகங்கள் மூலம் எரிவாயு மற்றும் இரசாயன தொழில்கள்.