سیرامک ​​مواد

جدید سیرامک ​​مٹیریل ایک نئی قسم کے سیرامکس ہیں جو روایتی سیرامکس سے تیار کیے گئے ہیں جو خصوصی سیرامکس پر مبنی ہیں اور ان کی مخصوص خصوصیات ہیں جو روایتی سیرامکس سے مختلف ہیں۔ یہ طویل عرصے سے روایتی سیرامکس کے تصور اور دائرہ کار سے باہر چلا گیا ہے۔ یہ اعلیٰ اور نئی ٹیکنالوجی کی پیداوار ہے۔ لہذا، سیرامک ​​مواد ایک قدیم اور نوجوان موضوع ہے.

نام نہاد جدید سیرامک ​​مواد غیر نامیاتی غیر دھاتی مواد ہیں۔ یہ دھاتوں اور نامیاتی مواد کے ساتھ ساتھ جدید مواد کی تین بڑی اقسام میں سے ایک ہے۔ یہ دھاتی مواد اور نامیاتی مواد کے علاوہ تمام مواد کی عمومی پہچان بھی ہے۔ اس باب میں بحث کا مقصد جدید سیرامک ​​مواد یا جدید غیر نامیاتی غیر دھاتی مواد ہے۔

جدید سیرامک ​​مواد میں ہائی ٹیک مفہوم ہیں۔ روایتی مواد کے مقابلے میں۔ اس میں بنیادی طور پر درج ذیل تین خصوصیات ہیں:

(1) جدید سائنسی اور تکنیکی ترقی کے تقاضوں کی بنیاد پر۔ یہ جدید سائنس اور ٹیکنالوجی کی ترقی کی پیداوار ہے اور ایک ہائی ٹیک پروڈکٹ ہے۔

(2) مینوفیکچرنگ کا عمل پیچیدہ ہے اور اس کے لیے جدید سائنسی اور تکنیکی کامیابیوں کی رہنمائی کی ضرورت ہے۔ لہذا، یہ ایک تکنیکی علم پر مبنی مصنوعات ہے.

(3) اس میں بہترین اور خاص خصوصیات ہیں اور یہ تجارتی اور نئی ٹیکنالوجی کی صنعتوں کی ضروریات کو پورا کر سکتی ہے۔

سیرامک ​​مواد کی درجہ بندی

پیداوار اور سائنس اور ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ. سیرامک ​​مواد اور مصنوعات کی اقسام دن بہ دن بڑھ رہی ہیں۔ مختلف مواد یا مصنوعات کی خصوصیات کو سمجھنے میں آسانی کے لیے، انہیں عام طور پر مختلف زاویوں سے درجہ بندی کیا جاتا ہے۔

1. کیمیائی ساخت کے لحاظ سے درجہ بندی

(1) آکسائیڈ سیرامکس۔ آکسائڈ سیرامکس کی بہت سی قسمیں ہیں، جو سیرامک ​​فیملی میں بہت اہم مقام رکھتی ہیں۔ سب سے زیادہ استعمال شدہ آکسائڈ سیرامکس Al2O3، SiO2، MgO، ZrO3، CeO2، CaO ہیں۔ Cr2O3، mullite (3Al2O3.2SiO4) اور اسپنل (MgAl2O3) وغیرہ۔ سیرامکس میں Al2O3 اور SiO2 دھاتی مواد میں اسٹیل اور ایلومینیم مرکبات کی طرح وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ کچھ آکسائڈ سیرامکس ٹیبل 11.1 میں درج ہیں۔ سلیکیٹس کا تعلق بھی آکسائیڈ سیریز سے ہے۔ جیسے ZrsiO4۔ کال کا انتظار ہے۔ جامع آکسائڈز بھی ہیں جیسے BaT, CgyiO; وغیرہ بھی اس زمرے میں آتے ہیں۔

سیرامک ​​مواد کیمیائی ساخت کی طرف سے درجہ بندی کر رہے ہیں

(2) کاربائیڈ سیرامکس۔ کاربائیڈ سیرامکس میں عام طور پر آکسائیڈز سے زیادہ پگھلنے کا مقام ہوتا ہے۔ سب سے زیادہ استعمال ہونے والے SIC، SC، Phoenix C. TIC وغیرہ۔ کاربائیڈ سیرامکس کو تیاری کے عمل کے دوران ماحول سے تحفظ حاصل ہونا چاہیے۔

(3) امائیڈ سیرامکس۔ سب سے زیادہ استعمال ہونے والی کلورائڈ a-ji ہے، جس میں بہترین جامع میکانی خصوصیات اور اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت ہے۔ اس کے علاوہ، TZN، BN، اور AI نائٹرائڈ سیرامکس کی ایپلی کیشنز تیزی سے وسیع ہوتی جا رہی ہیں۔ C3N4، جو حال ہی میں سامنے آیا ہے، توقع ہے کہ Si3O4 سے بہتر کارکردگی کا حامل ہوگا۔

(4) چار کیمیائی سیرامکس۔ بورائڈ سیرامکس کی درخواستیں بہت وسیع نہیں ہیں۔ وہ بنیادی طور پر کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے دیگر سیرامک ​​میٹرکس میں شامل کیے جانے کے لیے گہرے اضافے یا دوسرے مراحل کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ عام طور پر استعمال ہونے والوں میں Ti، Zr&، وغیرہ شامل ہیں۔

2. کارکردگی اور استعمال کے لحاظ سے درجہ بندی

(1) ساختی سیرامکس۔ ساختی سیرامکس کو ساختی حصوں کی تیاری کے لیے ساختی مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ بنیادی طور پر اس کی مکینیکل خصوصیات کا استعمال کریں۔ بہتر طاقت، سختی، سختی، ماڈیولس، پہننے کی مزاحمت، اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت (اعلی درجہ حرارت کی طاقت، تھرمل جھٹکا مزاحمت، ابلیشن مزاحمت) وغیرہ۔ اوپر بیان کردہ جوہری کیمیائی ساخت کے لحاظ سے درجہ بندی کی گئی چار سیرامکس میں سے زیادہ تر ساختی سیرامکس ہیں۔ جیسے AjZQ پتھر۔ 3N4 اور ZX اعلی مکینیکل خصوصیات کے ساتھ نمائندہ ساختی سیرامک ​​مواد ہیں۔

(2) فنکشنل سیرامکس۔ فنکشنل سیرامکس کو فنکشنل ڈیوائسز بنانے کے لیے فنکشنل میٹریل کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، بنیادی طور پر ان کی جسمانی خصوصیات جیسے برقی مقناطیسی خصوصیات، تھرمل خصوصیات، نظری خصوصیات، حیاتیاتی خصوصیات وغیرہ۔ مثال کے طور پر فیرائٹ۔ فیرو الیکٹرک سیرامکس بنیادی طور پر ان کی برقی مقناطیسی خصوصیات کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ اس کا استعمال برقی مقناطیسی اجزاء بنانے کے لیے کیا جاتا ہے، ڈائی الیکٹرک سیرامکس کیپسیٹرز بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں، اور پیزو الیکٹرک سیرامکس کو نقل مکانی یا پریشر سینسر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ٹھوس الیکٹرولائٹ سیرامکس کو ان کی آئن ٹرانسفر خصوصیات کا استعمال کرتے ہوئے آکسیجن ڈٹیکٹر بنانے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ بائیو سیرامکس مصنوعی ہڈیاں اور مصنوعی دانت بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ سپر کنڈکٹنگ مواد اور آپٹیکل فائبر بھی فنکشنل سیرامکس کے زمرے سے تعلق رکھتے ہیں۔

یہ بات قابل ذکر ہے کہ مندرجہ بالا درجہ بندی بھی رشتہ دار ہے۔ مطلق ہونے کے بجائے، بعض اوقات ساختی سیرامکس اور فنکشنل سیرامکس کے درمیان کوئی سخت حد نہیں ہوتی ہے۔ کچھ سیرامک ​​مواد کے لئے، دونوں ہے. پیزو الیکٹرک سیرامکس۔ اگرچہ اسے فنکشنل سیرامکس کے طور پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے، لیکن اس کی میکانکی خصوصیات کے لیے بھی کچھ تقاضے ہیں، جیسے کہ طاقت، سختی، سختی، اور لچکدار ماڈیولس۔ سب سے پہلے، E فورس کا مقابلہ کرتے ہوئے نقصان کو روکنے کے لیے اس میں کافی طاقت ہونی چاہیے، تاکہ عام پیزو الیکٹرک خصوصیات حاصل کی جا سکیں۔ اس کے علاوہ، جیسے کہ خلائی جہاز کے ہیٹ پروف پرزوں کے لیے ہائی ٹمپریچر اسٹرکچرل سیرامکس یا تھرمل شاک ریزسٹنٹ اور فائر ریزسٹنٹ سیرامکس، حالانکہ ان کا تعلق ساختی سیرامکس کے زمرے سے ہے۔ تاہم، تھرمل توسیع کی مزاحمت کا تعین نہ صرف اس کی اپنی طاقت، سختی، اور ماڈیولس سے ہوتا ہے، بلکہ تھرمل چالکتا اور تھرمل ایکسپینشن گتانک بھی میکانی خصوصیات کی طرح ہی ہوتے ہیں، جو تھرمل جھٹکا مزاحمت پر بہت اہم اثر ڈالتے ہیں۔ سنکنرن مزاحمت کیمیائی سیرامکس کی ایک اہم کارکردگی ہے (جیسے تیزاب سے بچنے والے پمپ)، لیکن صنعت کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے اس میں کچھ میکانی خصوصیات کا ہونا ضروری ہے۔ سپر کنڈکٹنگ مواد کو تاروں میں بنانا مشکل ہے کیونکہ وہ بہت زیادہ چربی والے ہوتے ہیں۔ لہذا، یہ ابھی تک عملی درخواست کے مرحلے میں داخل نہیں ہوسکتا ہے۔ خلاصہ یہ ہے کہ چاہے یہ ساختی سیرامکس ہو یا فنکشنل سیرامکس، مکینیکل خصوصیات سیرامک ​​مواد کی سب سے بنیادی خصوصیات ہیں۔ یہ صرف اتنا ہے کہ مختلف استعمال میں مکینیکل خصوصیات کے لیے مختلف تقاضے ہوتے ہیں۔

اس باب میں بنیادی طور پر ساختی سیرامکس پر بحث کی گئی ہے۔

سیرامکس کے فوائد

1. سیرامک ​​مواد کی کارکردگی کی خصوصیات

جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، دھاتی مواد کے کیمیائی بندھن (خالص سونا یا مرکب دھاتیں) زیادہ تر دھاتیں ہیں۔ وہ دھاتی مثبت ایٹموں اور الیکٹران کے بادلوں پر مشتمل ہوتے ہیں جو انہیں بھرتے ہیں۔ دھاتی بانڈز کی کوئی سمت نہیں ہے۔ لہذا، دھات اچھی پلاسٹک اخترتی خصوصیات ہے. جہاں تک سیرامکس کا تعلق ہے جو غیر دھاتی مرکبات کو نظر انداز کرتے ہیں، ان کی کیمیائی خصوصیات صحت اور ہم آہنگی بانڈز سے زیادہ ہیں۔ اس کیمسٹری میں مضبوط سمت اور اعلی پابند توانائی ہے۔ لہذا، سیرامک ​​مواد کے لئے پلاسٹک کی اخترتی سے گزرنا مشکل ہے. زیادہ ٹوٹنا اور مضبوط شگاف حساسیت۔ یہ سرامک مواد کی اچیلز ہیل ہے۔ لیکن یہ خاص طور پر اس کیمیائی بانڈ کی قسم کی وجہ سے ہے کہ ساختی سیرامکس میں خاص خصوصیات کا ایک سلسلہ ہے جو دھاتی مواد سے برتر ہے۔

①اعلی سختی اس کی بہترین لباس مزاحمت کا تعین کرتی ہے۔

②ہائی فلیم پوائنٹ۔ اس بات کا تعین کیا گیا ہے کہ اس میں گرمی کی بقایا مزاحمت ہے؛

③ اعلی کیمیائی استحکام. یہ طے کرتا ہے کہ اس میں اچھی سنکنرن مزاحمت ہے۔

اگرچہ سیرامک ​​مواد اس طرح کے بہترین فوائد ہیں. تاہم، اس کا مہلک نقصان — ٹوٹنا — اس کی کارکردگی اور عملی استعمال کو محدود کرتا ہے۔ لہٰذا، سیرامک ​​مواد کی تحقیق کے میدان میں سیرامکس کا سخت ہونا ایک بنیادی موضوع بن گیا ہے جو دنیا بھر کی توجہ اپنی طرف مبذول کرواتا ہے (تفصیلات کے لیے سیرامکس سیکشن کی سختی دیکھیں)۔

2. جدید (جدید) سیرامکس اور روایتی سیرامکس کے درمیان موازنہ

روایتی سیرامکس کے مقابلے میں جدید سیرامکس۔ خام مال کی ساخت، تیاری کے عمل، تنظیمی ڈھانچے اور کارکردگی میں نمایاں فرق ہیں۔

روایتی سیرامکس اور جدید سیرامکس کے درمیان تضاد