धातुकृत एल्युमिना घटक सामग्री: आधुनिक उच्च प्रौद्योगिकी का एक प्रमुख सामग्री आधार

आज, ऊर्जा, सूचना और सामग्री आधुनिक मानव सभ्यता की पहचान बन गई हैं, सामग्री मानव अस्तित्व और विकास के लिए एक महत्वपूर्ण भौतिक आधार है। धातुओं, सिरेमिक और पॉलिमर के बाद, मेटलाइज्ड एल्यूमिना कंपोनेंट्स की सेरमेट सामग्री अपने बेहतर प्रदर्शन, विविध किस्मों और अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला के कारण विभिन्न उद्योगों में प्रवेश कर रही है। सेरमेट सामग्री में उच्च विशिष्ट शक्ति, उच्च विशिष्ट मापांक, पहनने के प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रतिरोध जैसे उत्कृष्ट गुण होते हैं। कई संदर्भों में, वे नई सामग्रियों का पर्याय बन गए हैं, जो आधुनिक उच्च प्रौद्योगिकी, उभरते उद्योगों और पारंपरिक उद्योगों के तकनीकी परिवर्तन के लिए भौतिक आधार बनाते हैं। वे आधुनिक राष्ट्रीय रक्षा का भी एक अनिवार्य हिस्सा हैं, जो दुनिया भर में महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित कर रहे हैं और उच्च तकनीक विकास के लिए एक प्रमुख क्षेत्र के रूप में पहचाने जा रहे हैं।

सिरेमिक धातुएँ एक कठोर सिरेमिक चरण और एक धातु या मिश्र धातु बाइंडर चरण से बनी संरचनात्मक सामग्री हैं। अंग्रेजी शब्द "सेर्मेट्स" "सेरेमिक" और "मेटल" को जोड़ता है। धातुकृत सिरेमिक घटक उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, पहनने के प्रतिरोध, उच्च तापमान प्रतिरोध, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और सिरेमिक की रासायनिक स्थिरता को बनाए रखते हैं, जबकि अच्छी धातु क्रूरता और प्लास्टिसिटी भी रखते हैं। चूँकि दो शैक्षणिक शब्दों "सेर्मेट्स" और "हार्ड अलॉयज़" के बीच कोई स्पष्ट सीमा नहीं है, इसलिए विशिष्ट सामग्रियों के लिए सीमा को परिभाषित करना मुश्किल है। भौतिक संरचना के आधार पर, "कठोर मिश्रधातु" को "सेर्मेट्स" के रूप में भी वर्गीकृत किया जाता है।

धातु सिरेमिक की मुख्य विशेषताओं में निम्नलिखित शामिल हैं:

(1) सिरेमिक चरण में धातु की अच्छी वेटेबिलिटी। धातु और सिरेमिक कणों के बीच वेटेबिलिटी, सेरमेट की सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन के मूल्यांकन के लिए मुख्य स्थितियों में से एक है। वेटेबिलिटी जितनी मजबूत होगी, धातु के निरंतर चरण बनाने की संभावना उतनी ही अधिक होगी, और ब्रेज़्ड मेटल से सिरेमिक कॉन्टैक्टर का प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा।

(2) धातु चरण और सिरेमिक चरण के बीच कोई हिंसक रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं। यदि सिरेमिक मेटालाइज़ेशन के दौरान इंटरफ़ेशियल प्रतिक्रिया हिंसक होती है, जिससे यौगिक बनते हैं, तो धातु चरण का उपयोग सिरेमिक के यांत्रिक झटके और थर्मल झटके के प्रतिरोध को बेहतर बनाने के लिए नहीं किया जा सकता है।

(3) धातु और सिरेमिक चरणों के बीच विस्तार गुणांक में अंतर बहुत बड़ा नहीं है। जब धातुकृत सिरेमिक में धातु चरण और सिरेमिक चरण के थर्मल विस्तार के गुणांक काफी भिन्न होते हैं, तो यह अधिक आंतरिक तनाव का कारण बनेगा और सेरमेट की थर्मल स्थिरता को कम करेगा।

सेरमेट सामग्री के लिए मुख्य तैयारी विधियों में गर्म दबाव, पाउडर सिंटरिंग और संसेचन शामिल हैं। विशिष्ट प्रक्रियाएँ इस प्रकार हैं:

गर्म दबाव:तैयार उत्पाद प्राप्त करने के लिए धातु या मिश्र धातु/सिरेमिक कच्चे माल को बारीक चूर्णित किया जाता है, समान रूप से मिश्रित किया जाता है, आकार दिया जाता है, गर्म दबाया जाता है और संसाधित किया जाता है।

पाउडर सिंटरिंग:धातु या मिश्र धातु/सिरेमिक कच्चे माल को बारीक चूर्णित किया जाता है, समान रूप से मिश्रित किया जाता है, आकार दिया जाता है, सुखाया जाता है, एक छिद्रपूर्ण ढांचे में पकाया जाता है, पाप किया जाता है और तैयार उत्पाद प्राप्त करने के लिए संसाधित किया जाता है।

संसेचन:धातु या मिश्र धातु/सिरेमिक कच्चे माल को बारीक चूर्णित किया जाता है, समान रूप से मिश्रित किया जाता है, आकार दिया जाता है, सुखाया जाता है, एक झरझरा ढांचे में पकाया जाता है, धातु के साथ संसेचित किया जाता है और तैयार उत्पाद प्राप्त करने के लिए संसाधित किया जाता है।

(1) मशीनिंग क्षेत्र

धातुकृत सिरेमिक में उच्च कठोरता, लाल कठोरता और पहनने का प्रतिरोध होता है, जो उच्च गति और सूखी कटिंग में उत्कृष्ट कटिंग प्रदर्शन प्रदर्शित करता है। समान काटने की स्थितियों के तहत, धातु -सिरेमिक उपकरणों का पहनने का प्रतिरोध सामान्य सीमेंटेड कार्बाइड की तुलना में कहीं बेहतर होता है।

(2) एयरोस्पेस उद्योग

1950 के दशक से, जेट इंजन ब्लेड में उच्च तापमान सामग्री के लिए TiC{1}}Ni मेटालाइज्ड सिरेमिक पर शोध किया गया है। हालाँकि, सिंटरिंग के दौरान, TiC को पूरी तरह से गीला करने में निकेल की असमर्थता के कारण TiC कणों का एकत्रीकरण और वृद्धि हुई, जिसके परिणामस्वरूप खराब कठोरता हुई और वांछित गर्मी प्रतिरोधी गुणों को प्राप्त करने में विफल रही। TiC में स्वयं उच्च कठोरता, उच्च गलनांक, कम विशिष्ट गुरुत्व और अच्छी तापीय स्थिरता होती है, जबकि तांबा उत्कृष्ट विद्युत और तापीय चालकता और अच्छी प्लास्टिसिटी प्रदर्शित करता है। TiC/Cu मिश्रित सामग्री, जो TiC और तांबे से बनी है, दोनों के फायदों को जोड़ती है, जो उन्हें प्रवाहकीय और तापीय प्रवाहकीय सामग्री, घिसाव प्रतिरोधी सामग्री और रॉकेट थ्रोट लाइनर के रूप में अनुप्रयोगों के लिए मूल्यवान बनाती है।

(3) अन्य अनुप्रयोग
धातु -सिरेमिक मिश्रित कोटिंग्स धातु सब्सट्रेट की बाहरी सतह की उपस्थिति, संरचना और रासायनिक संरचना को बदल सकती हैं, और सब्सट्रेट को नए गुणों से संपन्न कर सकती हैं।धातुकृत एल्युमिना घटकधातुओं की ताकत और कठोरता को सिरेमिक के उच्च तापमान प्रतिरोध के साथ मिलाएं, जिससे वे एक उत्कृष्ट मिश्रित सामग्री बन जाएं। इन्हें एयरोस्पेस, विमानन, रक्षा, रसायन, मशीनरी, बिजली और इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगों में सफलतापूर्वक लागू किया गया है।