సిరామిక్ ఇంజెక్షన్ మోల్డింగ్ యొక్క సింటరింగ్ టెక్నాలజీ

ఇంజనీరింగ్ మెటీరియల్స్ మరియు ఫంక్షనల్ మెటీరియల్స్‌లో ముఖ్యమైన భాగంగా, అధునాతన సిరామిక్ పదార్థాలు కొత్త శక్తి, కమ్యూనికేషన్ ఎలక్ట్రానిక్స్, సెమీకండక్టర్, ఏరోస్పేస్ మరియు ఇతర పారిశ్రామిక రంగాలలో విస్తృత అనువర్తన అవకాశాలను కలిగి ఉన్నాయి. అయితే, సిరామిక్ పౌడర్ ఎక్కువగా అయానిక్ బాండ్ లేదా సమయోజనీయ బంధ సమ్మేళనం కాబట్టి, దట్టమైన తయారీకి సాంప్రదాయ సింటరింగ్ ప్రక్రియసిరామిక్ పదార్థాలుఅధిక సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత మరియు ఎక్కువ సమయం పట్టుకోవడం అవసరం, ఇది అనివార్యంగా ధాన్యం ముతకడం మరియు సచ్ఛిద్ర అవశేషాలకు దారితీస్తుంది మరియు తరువాత లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుందిసిరామిక్ ఇంజెక్షన్ మోల్డింగ్తగ్గించడానికిమెటల్ సింటరింగ్ఉష్ణోగ్రత, సింటరింగ్ సమయాన్ని తగ్గించడం, సింటరింగ్ సాంద్రత మరియు పదార్థ లక్షణాలను మెరుగుపరచడం వంటి వాటితో, పరిశోధకులు వివిధ రకాల కొత్త సింటరింగ్ సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేశారు.

స్పార్క్ ప్లాస్మా సింటరింగ్ (SPS)

SPS టెక్నాలజీ అనేది ఒక కొత్త రకం వేగవంతమైన సింటరింగ్ టెక్నాలజీ, ఇది విద్యా ప్రపంచంలో విస్తృతంగా ఆందోళన చెందుతోంది మరియు అధ్యయనం చేయబడింది. FIG. 1 దాని పని సూత్రాన్ని చూపిస్తుంది.

SPS టెక్నాలజీ DC పల్స్ కరెంట్‌ను ప్రవేశపెట్టడంలో మార్గదర్శకత్వం వహించిందిసింటరింగ్ ప్రక్రియ. పదార్థానికి ఒత్తిడిని వర్తింపజేసేటప్పుడు విద్యుత్తు ప్రవహించడానికి ఇండెంటర్ ఒక వాహకంగా పనిచేస్తుంది. సాధారణంగా తాపన శరీరం యొక్క రేడియంట్ హీటింగ్‌ను ఉపయోగించే సాంప్రదాయ సింటరింగ్ పద్ధతుల మాదిరిగా కాకుండా, SPS పదార్థాన్ని వేడి చేయడానికి అచ్చు లేదా వాహక నమూనా గుండా వెళుతున్న పెద్ద విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. ఇన్సులేటింగ్ నమూనాల కోసం, మంచి విద్యుత్ వాహకత కలిగిన గ్రాఫైట్‌ను సాధారణంగా అచ్చు పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు మరియు నమూనా వేగంగా పెరగడానికి అచ్చు యొక్క నిరోధక వేడిని ఉపయోగిస్తారు. వాహక నమూనాల కోసం, నమూనా ద్వారా నేరుగా విద్యుత్తును వేడి చేయడానికి ఇన్సులేటింగ్ అచ్చును ఉపయోగించవచ్చు. తాపన రేటు 1000 ℃ /నిమిషానికి చేరుకుంటుంది. నమూనా ఉష్ణోగ్రత సెట్ విలువకు చేరుకున్నప్పుడు, తక్కువ సమయం వేడి సంరక్షణ తర్వాత సింటరింగ్ పూర్తి చేయవచ్చు.

SPS సాంకేతికత తక్కువ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత, తక్కువ హోల్డింగ్ సమయం, వేగవంతమైన తాపన రేటు, సర్దుబాటు చేయగల సింటరింగ్ పీడనం మరియు బహుళ-క్షేత్ర కలపడం (ఎలక్ట్రిక్-మెకానికల్-థర్మల్) వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.

ఫ్లాష్ సింటరింగ్ (FS)

ఫీల్డ్-అసిస్టెడ్ మెటల్ పౌడర్ సింటరింగ్ టెక్నాలజీ (FAST) అధ్యయనం ఆధారంగా, కొలరాడో విశ్వవిద్యాలయం నుండి కొలోగ్నా మరియు ఇతరులు 2010లో FS టెక్నాలజీని మొదటిసారిగా నివేదించారు.

FS టెక్నాలజీలో ప్రధానంగా మూడు ప్రక్రియ పారామితులు ఉంటాయి, అవి ఫర్నేస్ ఉష్ణోగ్రత (Tf), ఫీల్డ్ ఇంటెన్సిటీ (E) మరియు కరెంట్ (J). సాంప్రదాయ FS ప్రక్రియలో ప్రతి పరామితి యొక్క వైవిధ్య ధోరణిని Figure 3C చూపిస్తుంది. ఈ మోడ్‌లో, పదార్థానికి స్థిరమైన విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించబడుతుంది మరియు ఫర్నేస్ ఉష్ణోగ్రత స్థిరమైన రేటుతో పెరుగుతుంది. ఫర్నేస్ ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, మెటీరియల్ రెసిస్టివిటీ ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు పదార్థం ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ తక్కువగా ఉంటుంది. ఫర్నేస్ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో, నమూనా రెసిస్టివిటీ తగ్గుతుంది మరియు కరెంట్ క్రమంగా పెరుగుతుంది. ఈ దశను ఇంక్యుబేషన్ దశ అని పిలుస్తారు మరియు వ్యవస్థ వోల్టేజ్ నియంత్రణలో ఉంటుంది. ఫర్నేస్ ఉష్ణోగ్రత క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రతకు పెరిగినప్పుడు, మెటీరియల్ రెసిస్టివిటీ అకస్మాత్తుగా పడిపోతుంది, కరెంట్ తీవ్రంగా పెరుగుతుంది మరియు FS సంభవిస్తుంది. ఈ సమయంలో ఫీల్డ్ బలం ఇప్పటికీ స్థిరంగా ఉన్నందున, సిస్టమ్ పవర్ (W = EJ) త్వరగా విద్యుత్ సరఫరా యొక్క శక్తి పరిమితిని చేరుకుంటుంది మరియు సిస్టమ్ వోల్టేజ్ నియంత్రణ నుండి కరెంట్ నియంత్రణకు మారుతుంది, దీనిని FS దశ అంటారు. పదార్థం యొక్క రెసిస్టివిటీ పెరగనప్పుడు, ఫీల్డ్ బలం మళ్లీ స్థిరీకరించబడుతుంది మరియు సింటరింగ్ స్థిరమైన దశలోకి ప్రవేశిస్తుంది, అంటే, FS యొక్క ఇన్సులేషన్ దశలోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఇన్సులేషన్ దశ తర్వాత, పూర్తి FS ప్రక్రియ ముగుస్తుంది.

సాంప్రదాయ సింటరింగ్‌తో పోలిస్తే, FS కింది ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది: సింటరింగ్ సమయాన్ని తగ్గించడం మరియు సింటరింగ్‌కు అవసరమైన కొలిమి ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడం, ధాన్యం పెరుగుదలను నిరోధించడం, సమతుల్యత లేని సింటరింగ్‌ను సాధించగలదు, సరళమైన పరికరాలు, తక్కువ ధర.