સિરામિક ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગની સિન્ટરિંગ ટેકનોલોજી

એન્જિનિયરિંગ સામગ્રી અને કાર્યાત્મક સામગ્રીના એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ તરીકે, અદ્યતન સિરામિક સામગ્રીમાં નવી ઊર્જા, સંચાર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, સેમિકન્ડક્ટર, એરોસ્પેસ અને અન્ય ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન સંભાવનાઓ છે. જો કે, કારણ કે સિરામિક પાવડર મોટે ભાગે આયનીય બોન્ડ અથવા સહસંયોજક બોન્ડ સંયોજન છે, તેથી ગાઢ તૈયાર કરવા માટે પરંપરાગત સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયાસિરામિક સામગ્રીઉચ્ચ સિન્ટરિંગ તાપમાન અને લાંબા સમય સુધી હોલ્ડિંગ સમયની જરૂર પડે છે, જે અનિવાર્યપણે અનાજના બરછટ થવા અને છિદ્રાળુ અવશેષો તરફ દોરી જાય છે, અને પછી ગુણધર્મોને અસર કરે છેસિરામિક ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ. ઘટાડવા માટેમેટલ સિન્ટરિંગતાપમાન, સિન્ટરિંગ સમય ઓછો કરવા, સિન્ટરિંગ ઘનતા અને ભૌતિક ગુણધર્મો સુધારવા માટે, સંશોધકોએ વિવિધ પ્રકારની નવી સિન્ટરિંગ તકનીકો વિકસાવી છે.

સ્પાર્ક પ્લાઝ્મા સિન્ટરિંગ (SPS)

SPS ટેકનોલોજી એ એક નવી પ્રકારની ઝડપી સિન્ટરિંગ ટેકનોલોજી છે જેનો શૈક્ષણિક વિશ્વમાં વ્યાપકપણે અભ્યાસ અને ચિંતા કરવામાં આવી છે. આકૃતિ 1 તેના કાર્ય સિદ્ધાંત દર્શાવે છે.

SPS ટેકનોલોજીએ ડીસી પલ્સ કરંટની રજૂઆતમાં પહેલ કરીસિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા. સામગ્રી પર દબાણ લાગુ કરતી વખતે ઇન્ડેન્ટર પ્રવાહ પસાર થવા માટે વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે. પરંપરાગત સિન્ટરિંગ તકનીકોથી વિપરીત, જે સામાન્ય રીતે હીટિંગ બોડીના રેડિયન્ટ હીટિંગનો ઉપયોગ કરે છે, SPS સામગ્રીને ગરમ કરવા માટે મોલ્ડ અથવા વાહક નમૂનામાંથી પસાર થતા મોટા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના થર્મલ પ્રભાવનો ઉપયોગ કરે છે. ઇન્સ્યુલેટીંગ નમૂનાઓ માટે, સારી વિદ્યુત વાહકતાવાળા ગ્રેફાઇટનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે મોલ્ડ સામગ્રી તરીકે થાય છે, અને નમૂનાને ઝડપથી વધારવા માટે મોલ્ડની પ્રતિકારક ગરમીનો ઉપયોગ થાય છે. વાહક નમૂનાઓ માટે, નમૂના દ્વારા સીધા પ્રવાહને ગરમ કરવા માટે ઇન્સ્યુલેટીંગ મોલ્ડનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ગરમીનો દર 1000 ℃/મિનિટ સુધી પહોંચી શકે છે. જ્યારે નમૂનાનું તાપમાન સેટ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, ત્યારે ગરમી જાળવણીના ટૂંકા સમય પછી સિન્ટરિંગ પૂર્ણ કરી શકાય છે.

SPS ટેકનોલોજીમાં ઓછા સિન્ટરિંગ તાપમાન, ટૂંકા હોલ્ડિંગ સમય, ઝડપી ગરમી દર, એડજસ્ટેબલ સિન્ટરિંગ દબાણ અને મલ્ટી-ફીલ્ડ કપ્લીંગ (ઇલેક્ટ્રિક-મિકેનિકલ-થર્મલ) ના ફાયદા છે.

ફ્લેશ સિન્ટરિંગ (FS)

ફીલ્ડ-આસિસ્ટેડ મેટલ પાવડર સિન્ટરિંગ ટેકનોલોજી (FAST) ના અભ્યાસના આધારે, કોલોરાડો યુનિવર્સિટીના કોલોગ્ના એટ અલ દ્વારા 2010 માં FS ટેકનોલોજીની સૌપ્રથમ જાણ કરવામાં આવી હતી.

FS ટેકનોલોજીમાં મુખ્યત્વે ત્રણ પ્રક્રિયા પરિમાણોનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે ભઠ્ઠીનું તાપમાન (Tf), ક્ષેત્રની તીવ્રતા (E) અને પ્રવાહ (J). આકૃતિ 3C પરંપરાગત FS પ્રક્રિયામાં દરેક પરિમાણના વિવિધતા વલણને દર્શાવે છે. આ સ્થિતિમાં, સામગ્રી પર એક સ્થિર વિદ્યુત ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે અને ભઠ્ઠીનું તાપમાન સતત દરે વધે છે. જ્યારે ભઠ્ઠીનું તાપમાન ઓછું હોય છે, ત્યારે સામગ્રીની પ્રતિકારકતા વધારે હોય છે અને સામગ્રીમાંથી વહેતો પ્રવાહ નાનો હોય છે. ભઠ્ઠીના તાપમાનમાં વધારા સાથે, નમૂનાની પ્રતિકારકતા ઘટે છે અને પ્રવાહ ધીમે ધીમે વધે છે. આ તબક્કાને ઇન્ક્યુબેશન સ્ટેજ કહેવામાં આવે છે અને સિસ્ટમ વોલ્ટેજ નિયંત્રિત છે. જ્યારે ભઠ્ઠીનું તાપમાન નિર્ણાયક તાપમાન સુધી વધે છે, ત્યારે સામગ્રીની પ્રતિકારકતા અચાનક ઘટી જાય છે, પ્રવાહ ઝડપથી વધે છે, અને FS થાય છે. આ સમયે ક્ષેત્રની તાકાત હજુ પણ સ્થિર હોવાથી, સિસ્ટમ પાવર (W = EJ) ઝડપથી પાવર સપ્લાયની પાવર મર્યાદા સુધી પહોંચી જશે, અને સિસ્ટમ વોલ્ટેજ નિયંત્રણથી વર્તમાન નિયંત્રણમાં બદલાઈ જશે, જેને FS સ્ટેજ કહેવામાં આવે છે. જ્યારે સામગ્રીની પ્રતિકારકતા વધતી નથી, ત્યારે ક્ષેત્રની તાકાત ફરીથી સ્થિર થાય છે, અને સિન્ટરિંગ સ્થિર તબક્કામાં પ્રવેશ કરે છે, એટલે કે, FS ના ઇન્સ્યુલેશન તબક્કામાં. ઇન્સ્યુલેશન સ્ટેજ પછી, સંપૂર્ણ FS પ્રક્રિયા સમાપ્ત થાય છે.

પરંપરાગત સિન્ટરિંગની તુલનામાં, FS ના નીચેના ફાયદા છે: સિન્ટરિંગનો સમય ઓછો કરો અને સિન્ટરિંગ માટે જરૂરી ભઠ્ઠીનું તાપમાન ઘટાડો, અનાજની વૃદ્ધિ અટકાવો, બિન-સંતુલન સિન્ટરિંગ પ્રાપ્ત કરી શકો છો, સરળ સાધનો, ઓછી કિંમત.