സെറാമിക് ഇഞ്ചക്ഷൻ മോൾഡിംഗിന്റെ സിന്ററിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ

എഞ്ചിനീയറിംഗ് മെറ്റീരിയലുകളുടെയും ഫങ്ഷണൽ മെറ്റീരിയലുകളുടെയും ഒരു പ്രധാന ഭാഗമായി, നൂതന സെറാമിക് വസ്തുക്കൾക്ക് പുതിയ ഊർജ്ജം, ആശയവിനിമയ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, അർദ്ധചാലകം, എയ്‌റോസ്‌പേസ്, മറ്റ് വ്യാവസായിക മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ വിപുലമായ പ്രയോഗ സാധ്യതകളുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, സെറാമിക് പൊടി കൂടുതലും അയോണിക് ബോണ്ട് അല്ലെങ്കിൽ കോവാലന്റ് ബോണ്ട് സംയുക്തമായതിനാൽ, സാന്ദ്രമായ സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയ തയ്യാറാക്കുന്നു.സെറാമിക് വസ്തുക്കൾഉയർന്ന സിന്ററിംഗ് താപനിലയും കൂടുതൽ സമയം കൈവശം വയ്ക്കലും ആവശ്യമാണ്, ഇത് അനിവാര്യമായും ധാന്യം പരുക്കനാകുന്നതിനും സുഷിര അവശിഷ്ടത്തിനും കാരണമാകുന്നു, തുടർന്ന് ഗുണങ്ങളെ ബാധിക്കുന്നു.സെറാമിക് ഇഞ്ചക്ഷൻ മോൾഡിംഗ്കുറയ്ക്കുന്നതിന്ലോഹ സിന്ററിംഗ്താപനില, സിന്ററിംഗ് സമയം കുറയ്ക്കൽ, സിന്ററിംഗ് സാന്ദ്രത, മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ എന്നിവയിലൂടെ ഗവേഷകർ വിവിധ പുതിയ സിന്ററിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

സ്പാർക്ക് പ്ലാസ്മ സിന്ററിംഗ് (SPS)

അക്കാദമിക് ലോകത്ത് വ്യാപകമായി ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുകയും പഠിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തിട്ടുള്ള ഒരു പുതിയ തരം ദ്രുത സിന്ററിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് എസ്പിഎസ് സാങ്കേതികവിദ്യ. ചിത്രം 1 അതിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം കാണിക്കുന്നു.

എസ്പിഎസ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഡിസി പൾസ് കറന്റ് അവതരിപ്പിച്ചതിന് തുടക്കമിട്ടു.സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയ. മെറ്റീരിയലിൽ മർദ്ദം ചെലുത്തുമ്പോൾ വൈദ്യുത പ്രവാഹം കടന്നുപോകുന്നതിനുള്ള ഒരു കാരിയർ ആയി ഇൻഡെന്റർ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. സാധാരണയായി ഒരു ഹീറ്റിംഗ് ബോഡിയുടെ റേഡിയന്റ് ഹീറ്റിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്ന പരമ്പരാഗത സിന്ററിംഗ് ടെക്നിക്കുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, മെറ്റീരിയൽ ചൂടാക്കാൻ SPS ഒരു അച്ചിലൂടെയോ കണ്ടക്റ്റിംഗ് സാമ്പിളിലൂടെയോ കടന്നുപോകുന്ന ഒരു വലിയ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ താപ പ്രഭാവം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇൻസുലേറ്റിംഗ് സാമ്പിളുകൾക്ക്, നല്ല വൈദ്യുതചാലകതയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് സാധാരണയായി അച്ചിൽ വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ അച്ചിന്റെ പ്രതിരോധ താപം സാമ്പിൾ വേഗത്തിൽ ഉയരാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ചാലക സാമ്പിളുകൾക്ക്, സാമ്പിളിലൂടെ നേരിട്ട് ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം ചൂടാക്കാൻ ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് അച്ചിൽ ഉപയോഗിക്കാം. ചൂടാക്കൽ നിരക്ക് 1000 ℃ / മിനിറ്റിൽ എത്താം. സാമ്പിൾ താപനില നിശ്ചിത മൂല്യത്തിൽ എത്തുമ്പോൾ, കുറച്ച് സമയത്തെ താപ സംരക്ഷണത്തിന് ശേഷം സിന്ററിംഗ് പൂർത്തിയാക്കാൻ കഴിയും.

കുറഞ്ഞ സിന്ററിംഗ് താപനില, കുറഞ്ഞ ഹോൾഡിംഗ് സമയം, വേഗത്തിലുള്ള ചൂടാക്കൽ നിരക്ക്, ക്രമീകരിക്കാവുന്ന സിന്ററിംഗ് മർദ്ദം, മൾട്ടി-ഫീൽഡ് കപ്ലിംഗ് (ഇലക്ട്രിക്-മെക്കാനിക്കൽ-തെർമൽ) എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങൾ SPS സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കുണ്ട്.

ഫ്ലാഷ് സിന്ററിംഗ് (FS)

ഫീൽഡ്-അസിസ്റ്റഡ് മെറ്റൽ പൗഡർ സിന്ററിംഗ് ടെക്നോളജി (FAST) പഠനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, കൊളറാഡോ സർവകലാശാലയിലെ കൊളോണ തുടങ്ങിയവർ 2010 ൽ എഫ്എസ് സാങ്കേതികവിദ്യ ആദ്യമായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു.

FS സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ പ്രധാനമായും മൂന്ന് പ്രോസസ് പാരാമീറ്ററുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, അതായത് ഫർണസ് താപനില (Tf), ഫീൽഡ് തീവ്രത (E), കറന്റ് (J). പരമ്പരാഗത FS പ്രക്രിയയിലെ ഓരോ പാരാമീറ്ററിന്റെയും വ്യതിയാന പ്രവണത ചിത്രം 3C കാണിക്കുന്നു. ഈ മോഡിൽ, മെറ്റീരിയലിൽ ഒരു സ്ഥിരമായ വൈദ്യുത മണ്ഡലം പ്രയോഗിക്കുകയും ഫർണസ് താപനില സ്ഥിരമായ നിരക്കിൽ ഉയരുകയും ചെയ്യുന്നു. ഫർണസ് താപനില കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ, മെറ്റീരിയൽ റെസിസ്റ്റിവിറ്റി ഉയർന്നതായിരിക്കും, മെറ്റീരിയലിലൂടെ ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുതധാര ചെറുതായിരിക്കും. ഫർണസ് താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, സാമ്പിൾ റെസിസ്റ്റിവിറ്റി കുറയുകയും കറന്റ് ക്രമേണ വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ഘട്ടത്തെ ഇൻകുബേഷൻ ഘട്ടം എന്ന് വിളിക്കുന്നു, കൂടാതെ സിസ്റ്റം വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിതമാണ്. ഫർണസ് താപനില നിർണായക താപനിലയിലേക്ക് ഉയരുമ്പോൾ, മെറ്റീരിയൽ റെസിസ്റ്റിവിറ്റി പെട്ടെന്ന് കുറയുന്നു, കറന്റ് കുത്തനെ ഉയരുന്നു, FS സംഭവിക്കുന്നു. ഈ സമയത്ത് ഫീൽഡ് ശക്തി ഇപ്പോഴും സ്ഥിരതയുള്ളതിനാൽ, സിസ്റ്റം പവർ (W = EJ) വേഗത്തിൽ വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്റെ പവർ പരിധിയിലെത്തും, കൂടാതെ സിസ്റ്റം വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രണത്തിൽ നിന്ന് കറന്റ് നിയന്ത്രണത്തിലേക്ക് മാറും, ഇതിനെ FS ഘട്ടം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. മെറ്റീരിയലിന്റെ റെസിസ്റ്റിവിറ്റി ഉയരാത്തപ്പോൾ, ഫീൽഡ് ശക്തി വീണ്ടും സ്ഥിരത കൈവരിക്കുകയും സിന്ററിംഗ് സ്ഥിരതയുള്ള ഘട്ടത്തിലേക്ക്, അതായത്, FS ന്റെ ഇൻസുലേഷൻ ഘട്ടത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇൻസുലേഷൻ ഘട്ടത്തിനുശേഷം, ഒരു പൂർണ്ണമായ എഫ്എസ് പ്രക്രിയ അവസാനിക്കുന്നു.

പരമ്പരാഗത സിന്ററിംഗുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, FS-ന് ഇനിപ്പറയുന്ന ഗുണങ്ങളുണ്ട്: സിന്ററിംഗ് സമയം കുറയ്ക്കുകയും സിന്ററിംഗിന് ആവശ്യമായ ചൂള താപനില കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുക, ധാന്യവളർച്ചയെ തടയുക, സന്തുലിതമല്ലാത്ത സിന്ററിംഗ് നേടാൻ കഴിയും, ലളിതമായ ഉപകരണങ്ങൾ, കുറഞ്ഞ ചെലവ്.