ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ ತಯಾರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಗಳು

ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳು ಅವುಗಳ ಅಸಾಧಾರಣ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಬಲದಿಂದಾಗಿ ಅರೆವಾಹಕ, ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿನ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮಿವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ, ಕಡಿಮೆ-ಮಾಲಿನ್ಯದ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಬೇಡಿಕೆಗಳೊಂದಿಗೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳಿಗೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಸ್ಕೇಲೆಬಲ್ ತಯಾರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಜಾಗತಿಕ ಸಂಶೋಧನಾ ಕೇಂದ್ರವಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರಬಂಧವು ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಸಿಂಟರಿಂಗ್, ಒತ್ತಡರಹಿತ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ (PS), ಹಾಟ್ ಪ್ರೆಸ್ಸಿಂಗ್ (HP), ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ (SPS) ಮತ್ತು ಸಂಯೋಜಕ ಉತ್ಪಾದನೆ (AM) ಸೇರಿದಂತೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳಿಗೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ಪ್ರಮುಖ ತಯಾರಿ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತದೆ, ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು, ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕಗಳು, ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಒತ್ತು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಮಿಲಿಟರಿ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಅನ್ವಯಿಕೆ

ಪ್ರಸ್ತುತ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ, ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ, ಎಚಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಅಯಾನ್ ಇಂಪ್ಲಾಂಟೇಶನ್‌ನಂತಹ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತವೆ. ವೇಫರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಗತಿಯೊಂದಿಗೆ, ವೇಫರ್ ಗಾತ್ರಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ವೇಫರ್ ಗಾತ್ರವು 300 ಮಿಮೀ ಆಗಿದ್ದು, ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ನಡುವೆ ಉತ್ತಮ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಮೂರ್‌ನ ಕಾನೂನಿನಿಂದ ನಡೆಸಲ್ಪಡುವ 450 ಮಿಮೀ ವೇಫರ್‌ಗಳ ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಈಗಾಗಲೇ ಕಾರ್ಯಸೂಚಿಯಲ್ಲಿದೆ. ದೊಡ್ಡ ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಾರ್ಪಿಂಗ್ ಮತ್ತು ವಿರೂಪವನ್ನು ವಿರೋಧಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ರಚನಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಯಾವುದೇ ಅಚ್ಚುಗಳ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದ ಕ್ಷಿಪ್ರ ಮೂಲಮಾದರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಕ ಉತ್ಪಾದನೆ (3D ಮುದ್ರಣ), ಅದರ ಪದರ-ಪದರದ ನಿರ್ಮಾಣ ಮತ್ತು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ವಿನ್ಯಾಸ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳಿಂದಾಗಿ ಸಂಕೀರ್ಣ-ರಚನಾತ್ಮಕ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ ಭಾಗಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಅಗಾಧ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದೆ, ವ್ಯಾಪಕ ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆಯುತ್ತಿದೆ.

ಈ ಪ್ರಬಂಧವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಐದು ಪ್ರಾತಿನಿಧಿಕ ತಯಾರಿ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತದೆ - ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಸಿಂಟರಿಂಗ್, ಒತ್ತಡರಹಿತ ಸಿಂಟರಿಂಗ್, ಹಾಟ್ ಪ್ರೆಸ್ಸಿಂಗ್, ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಸಂಯೋಜಕ ಉತ್ಪಾದನೆ - ಅವುಗಳ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ತಂತ್ರಗಳು, ವಸ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು

I. ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಸಿಂಟರಿಂಗ್

ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಿಸಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (RSiC) 2100–2500°C ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಸಹಾಯಗಳಿಲ್ಲದೆ ತಯಾರಿಸಿದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಫ್ರೆಡ್ರಿಕ್ಸನ್ 19 ನೇ ಶತಮಾನದ ಅಂತ್ಯದಲ್ಲಿ ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ಮೊದಲು ಕಂಡುಹಿಡಿದಾಗಿನಿಂದ, RSiC ಅದರ ಶುದ್ಧ ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳು ಮತ್ತು ಗಾಜಿನ ಹಂತಗಳು ಮತ್ತು ಕಲ್ಮಶಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದಾಗಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆದಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, SiC ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವಿಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ-ಘನೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ: ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಧಾನ್ಯಗಳು ಆವಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಧಾನ್ಯಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಲ್ಲಿ ಮರುಶೇಖರಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಕುತ್ತಿಗೆ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ಧಾನ್ಯಗಳ ನಡುವೆ ನೇರ ಬಂಧವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ವಸ್ತುಗಳ ಬಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

೧೯೯೦ ರಲ್ಲಿ, ಕ್ರೀಗೆಸ್‌ಮನ್ ೨೨೦೦°C ನಲ್ಲಿ ಸ್ಲಿಪ್ ಎರಕಹೊಯ್ದವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ೭೯.೧% ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ RSiC ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದರು, ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗವು ಒರಟಾದ ಧಾನ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ರಂಧ್ರಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ತರುವಾಯ, ಯಿ ಮತ್ತು ಇತರರು ಹಸಿರು ಕಾಯಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಜೆಲ್ ಎರಕಹೊಯ್ದವನ್ನು ಬಳಸಿದರು ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು 2450°C ನಲ್ಲಿ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಿದರು, 2.53 g/cm³ ಬೃಹತ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು 55.4 MPa ನ ಬಾಗುವ ಬಲದೊಂದಿಗೆ RSiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಪಡೆದರು.

RSiC ಯ SEM ಮುರಿತದ ಮೇಲ್ಮೈ

ದಟ್ಟವಾದ SiC ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, RSiC ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು (ಸರಿಸುಮಾರು 2.5 g/cm³) ಮತ್ತು ಸುಮಾರು 20% ತೆರೆದ ಸರಂಧ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, RSiC ಯ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದು ಪ್ರಮುಖ ಸಂಶೋಧನಾ ಕೇಂದ್ರವಾಗಿದೆ. ಸಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಕಾರ್ಬನ್/β-SiC ಮಿಶ್ರ ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಒಳನುಸುಳಿಸುವುದು ಮತ್ತು 2200°C ನಲ್ಲಿ ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಮಾಡುವುದು, α-SiC ಒರಟಾದ ಧಾನ್ಯಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ನಿರ್ಮಿಸುವುದು ಎಂದು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ RSiC 2.7 g/cm³ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು 134 MPa ನ ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿತು, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಂಡಿತು.

ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಗುವೊ ಮತ್ತು ಇತರರು RSiC ಯ ಬಹು ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳಿಗಾಗಿ ಪಾಲಿಮರ್ ಒಳನುಸುಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪೈರೋಲಿಸಿಸ್ (PIP) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿದರು. PCS/xylene ದ್ರಾವಣಗಳು ಮತ್ತು SiC/PCS/xylene ಸ್ಲರಿಗಳನ್ನು ಒಳನುಸುಳುವಿಕೆಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿ, 3–6 PIP ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ, RSiC ಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಿತು (2.90 g/cm³ ವರೆಗೆ), ಅದರ ಬಾಗುವ ಬಲದೊಂದಿಗೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಅವರು PIP ಮತ್ತು ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಚಕ್ರ ತಂತ್ರವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು: 1400°C ನಲ್ಲಿ ಪೈರೋಲಿಸಿಸ್ ನಂತರ 2400°C ನಲ್ಲಿ ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ, ಕಣಗಳ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ತೆರವುಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸರಂಧ್ರತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಂತಿಮ RSiC ವಸ್ತುವು 2.99 g/cm³ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು 162.3 MPa ನ ಬಾಗುವ ಬಲವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿತು, ಇದು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸಮಗ್ರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು.

ಪಾಲಿಮರ್ ಇಂಪ್ರೆಗ್ನೇಷನ್ ಮತ್ತು ಪೈರೋಲಿಸಿಸ್ (PIP)-ರೀಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ ಹೊಳಪು ಮಾಡಿದ RSiC ಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ವಿಕಾಸದ SEM ಚಿತ್ರಗಳು: ಆರಂಭಿಕ RSiC (A), ಮೊದಲ PIP-ರೀಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಚಕ್ರದ ನಂತರ (B), ಮತ್ತು ಮೂರನೇ ಚಕ್ರದ ನಂತರ (C)

II. ಒತ್ತಡರಹಿತ ಸಿಂಟರಿಂಗ್

ಒತ್ತಡರಹಿತ-ಸಿಂಟರ್ಡ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ, ಅಲ್ಟ್ರಾಫೈನ್ SiC ಪುಡಿಯನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 1800–2150°C ನಲ್ಲಿ ಜಡ ವಾತಾವರಣ ಅಥವಾ ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ-ರಚನಾತ್ಮಕ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, SiC ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಆಗಿ ಬಂಧಿತವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಅದರ ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಾಂಕವು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದ್ದು, ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಸಾಧನಗಳಿಲ್ಲದೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಒತ್ತಡರಹಿತ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಎರಡು ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಒತ್ತಡರಹಿತ ದ್ರವ-ಹಂತದ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ (PLS-SiC) ಮತ್ತು ಒತ್ತಡರಹಿತ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ (PSS-SiC).

1.1 PLS-SiC (ದ್ರವ-ಹಂತದ ಸಿಂಟರಿಂಗ್)

PLS-SiC ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 2000°C ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 10 wt.% ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಏಡ್‌ಗಳನ್ನು (Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, ಮತ್ತು ಅಪರೂಪದ-ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು RE₂O₃ ನಂತಹವು) ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ದ್ರವ ಹಂತವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಣಗಳ ಮರುಜೋಡಣೆ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಮೂಹಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಕೈಗಾರಿಕಾ ದರ್ಜೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ದ್ರವ-ಹಂತದ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸಾಧಿಸಿದ ಬಗ್ಗೆ ಯಾವುದೇ ವರದಿಗಳಿಲ್ಲ.

1.2 PSS-SiC (ಘನ-ಸ್ಥಿತಿ ಸಿಂಟರಿಂಗ್)

PSS-SiC ಸುಮಾರು 1 wt.% ಸೇರ್ಪಡೆಗಳೊಂದಿಗೆ 2000°C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಪರಮಾಣು ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಿಂದ ನಡೆಸಲ್ಪಡುವ ಧಾನ್ಯ ಮರುಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ, ಇದು ಮೇಲ್ಮೈ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. BC (ಬೋರಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್) ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಂಯೋಜಕ ಸಂಯೋಜನೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು SiC ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ SiO₂ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ BC ಸೇರ್ಪಡೆಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉಳಿದಿರುವ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತವೆ, SiC ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಸಂಯೋಜಕ ಅಂಶವನ್ನು (B 0.4 wt.%, C 1.8 wt.%) ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು 2150°C ನಲ್ಲಿ 0.5 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, 99.6 wt.% ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು 98.4% ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು. ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯು ಸ್ತಂಭಾಕಾರದ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು (ಕೆಲವು ಉದ್ದದಲ್ಲಿ 450 µm ಮೀರಿದೆ) ತೋರಿಸಿದೆ, ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ರಂಧ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಧಾನ್ಯಗಳ ಒಳಗೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ 443 ± 27 MPa ನ ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು, 420 ± 1 GPa ನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ಮತ್ತು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯಿಂದ 600°C ವರೆಗೆ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ 3.84 × 10⁻⁶ K⁻¹ ನ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣಾ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು, ಇದು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಒಟ್ಟಾರೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು.

PSS-SiC ಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆ: (A) ಹೊಳಪು ಮತ್ತು NaOH ಎಚ್ಚಣೆಯ ನಂತರ SEM ಚಿತ್ರ; (BD) ಹೊಳಪು ಮತ್ತು ಎಚ್ಚಣೆಯ ನಂತರ BSD ಚಿತ್ರಗಳು

III. ಹಾಟ್ ಪ್ರೆಸ್ಸಿಂಗ್ ಸಿಂಟರಿಂಗ್

ಹಾಟ್ ಪ್ರೆಸ್ಸಿಂಗ್ (HP) ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಎನ್ನುವುದು ಸಾಂದ್ರತೆ ತಂತ್ರವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಪುಡಿ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಶಾಖ ಮತ್ತು ಏಕಾಕ್ಷೀಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವು ರಂಧ್ರಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಧಾನ್ಯದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವು ಧಾನ್ಯದ ಸಮ್ಮಿಳನ ಮತ್ತು ದಟ್ಟವಾದ ರಚನೆಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಒತ್ತುವಿಕೆಯ ದಿಕ್ಕಿನ ಸ್ವಭಾವದಿಂದಾಗಿ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಧಾನ್ಯದ ಅನಿಸೊಟ್ರೋಪಿಯನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮತ್ತು ಉಡುಗೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.

ಶುದ್ಧ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸೇರ್ಪಡೆಗಳಿಲ್ಲದೆ ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ, ಇದಕ್ಕೆ ಅಲ್ಟ್ರಾಹೈ-ಪ್ರೆಶರ್ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ನಡೌ ಮತ್ತು ಇತರರು 2500°C ಮತ್ತು 5000 MPa ನಲ್ಲಿ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳಿಲ್ಲದೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ದಟ್ಟವಾದ SiC ಅನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ತಯಾರಿಸಿದರು; ಸನ್ ಮತ್ತು ಇತರರು 25 GPa ಮತ್ತು 1400°C ನಲ್ಲಿ 41.5 GPa ವರೆಗಿನ ವಿಕರ್ಸ್ ಗಡಸುತನದೊಂದಿಗೆ β-SiC ಬೃಹತ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪಡೆದರು. 4 GPa ಒತ್ತಡವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಸರಿಸುಮಾರು 98% ಮತ್ತು 99% ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸಾಂದ್ರತೆ, 35 GPa ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು 450 GPa ನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಹೊಂದಿರುವ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 1500°C ಮತ್ತು 1900°C ನಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. 5 GPa ಮತ್ತು 1500°C ನಲ್ಲಿ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಮೈಕ್ರಾನ್-ಗಾತ್ರದ SiC ಪುಡಿ 31.3 GPa ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು 98.4% ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ನೀಡಿತು.

ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವು ಸಂಯೋಜಕ-ಮುಕ್ತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸಿದರೂ, ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಉಪಕರಣಗಳ ಸಂಕೀರ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚವು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ, ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಚಾಲನಾ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಟ್ರೇಸ್ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳು ಅಥವಾ ಪುಡಿ ಗ್ರ್ಯಾನ್ಯುಲೇಷನ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

4 wt.% ಫೀನಾಲಿಕ್ ರಾಳವನ್ನು ಸಂಯೋಜಕವಾಗಿ ಸೇರಿಸಿ 2350°C ಮತ್ತು 50 MPa ನಲ್ಲಿ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, 92% ಸಾಂದ್ರತೆಯ ದರ ಮತ್ತು 99.998% ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು. ಕಡಿಮೆ ಸಂಯೋಜಕ ಪ್ರಮಾಣಗಳನ್ನು (ಬೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು D-ಫ್ರಕ್ಟೋಸ್) ಮತ್ತು 2050°C ಮತ್ತು 40 MPa ನಲ್ಲಿ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, >99.5% ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಕೇವಲ 556 ppm ನ ಉಳಿದ B ಅಂಶದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಒತ್ತಡರಹಿತ-ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಿದ ಮಾದರಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಬಿಸಿ-ಒತ್ತಿದ ಮಾದರಿಗಳು ಸಣ್ಣ ಧಾನ್ಯಗಳು, ಕಡಿಮೆ ರಂಧ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು SEM ಚಿತ್ರಗಳು ತೋರಿಸಿವೆ. ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿ 453.7 ± 44.9 MPa ಆಗಿತ್ತು, ಮತ್ತು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ 444.3 ± 1.1 GPa ತಲುಪಿತು.

1900°C ನಲ್ಲಿ ಧಾರಣ ಸಮಯವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಧಾನ್ಯದ ಗಾತ್ರವು 1.5 μm ನಿಂದ 1.8 μm ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು 155 ರಿಂದ 167 W·m⁻¹·K⁻¹ ಗೆ ಸುಧಾರಿಸಿತು, ಹಾಗೆಯೇ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು.

1850°C ಮತ್ತು 30 MPa ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಹರಳಾಗಿಸಿದ ಮತ್ತು ಅನೆಲ್ಡ್ ಮಾಡಿದ SiC ಪುಡಿಯ ಬಿಸಿ ಒತ್ತುವಿಕೆ ಮತ್ತು ತ್ವರಿತ ಬಿಸಿ ಒತ್ತುವಿಕೆಯಿಂದ ಯಾವುದೇ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳಿಲ್ಲದೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ದಟ್ಟವಾದ β-SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ದೊರೆಯಿತು, ಇದರ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 3.2 g/cm³ ಮತ್ತು ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ತಾಪಮಾನವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗಿಂತ 150–200°C ಕಡಿಮೆ ಇತ್ತು. ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ 2729 GPa ಗಡಸುತನ, 5.25–5.30 MPa·m^1/2 ಮುರಿತದ ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕ್ರೀಪ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು (1400°C/1450°C ಮತ್ತು 100 MPa ನಲ್ಲಿ 9.9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ ಮತ್ತು 3.8 × 10⁻⁹ s⁻¹ ಕ್ರೀಪ್ ದರಗಳು).

(ಎ) ಹೊಳಪು ಮಾಡಿದ ಮೇಲ್ಮೈಯ SEM ಚಿತ್ರ; (ಬಿ) ಮುರಿತದ ಮೇಲ್ಮೈಯ SEM ಚಿತ್ರ; (ಸಿ, ಡಿ) ಹೊಳಪು ಮಾಡಿದ ಮೇಲ್ಮೈಯ BSD ಚಿತ್ರ

ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ಗಾಗಿ 3D ಮುದ್ರಣ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ, ರಚನೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವಾಗಿ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಸ್ಲರಿ ದೇಶೀಯವಾಗಿ ಮತ್ತು ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯವಾಗಿ ಪ್ರಮುಖ ಗಮನ ಸೆಳೆಯುತ್ತಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪುಡಿ ಕಣದ ಗಾತ್ರ, ಸ್ಲರಿ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಘನ ಅಂಶದಂತಹ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಅಂತಿಮ ಉತ್ಪನ್ನದ ರಚನೆಯ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ.

ಮೈಕ್ರಾನ್-, ಸಬ್‌ಮೈಕ್ರಾನ್- ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೋ-ಗಾತ್ರದ ಬೇರಿಯಂ ಟೈಟನೇಟ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಿದ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಸ್ಲರಿಗಳು ಸ್ಟೀರಿಯೊಲಿಥೋಗ್ರಫಿ (ಉದಾ, LCD-SLA) ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆಯು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ. ಕಣದ ಗಾತ್ರ ಕಡಿಮೆಯಾದಂತೆ, ಸ್ಲರಿ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ನ್ಯಾನೋ-ಗಾತ್ರದ ಪುಡಿಗಳು ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸ್ಲರಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ, ಶತಕೋಟಿ mPa·s ತಲುಪುತ್ತವೆ. ಮೈಕ್ರಾನ್-ಗಾತ್ರದ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಲರಿಗಳು ಮುದ್ರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಡಿಲಾಮಿನೇಷನ್ ಮತ್ತು ಸಿಪ್ಪೆಸುಲಿಯುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ, ಆದರೆ ಸಬ್‌ಮೈಕ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೋ-ಗಾತ್ರದ ಪುಡಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾದ ರಚನೆಯ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಮಾದರಿಗಳು 5.44 g/cm³ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದವು, ಸರಿಸುಮಾರು 200 pC/N ನ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಗುಣಾಂಕ (d₃₃) ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ನಷ್ಟದ ಅಂಶಗಳು, ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಕಾನಿಕಲ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ.

ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಮೈಕ್ರೋ-ಸ್ಟೀರಿಯೊಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ, PZT-ಮಾದರಿಯ ಸ್ಲರಿಗಳ ಘನ ಅಂಶವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವುದರಿಂದ (ಉದಾ., 75 wt.%) 7.35 g/cm³ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಿಂಟರ್ಡ್ ದೇಹಗಳನ್ನು ನೀಡಿತು, ಪೋಲಿಂಗ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ 600 pC/N ವರೆಗಿನ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿತು. ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ಪ್ರಮಾಣದ ವಿರೂಪ ಪರಿಹಾರದ ಕುರಿತಾದ ಸಂಶೋಧನೆಯು ರಚನೆಯ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಿತು, ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ನಿಖರತೆಯನ್ನು 80% ವರೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು.

PMN-PT ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಮೇಲಿನ ಮತ್ತೊಂದು ಅಧ್ಯಯನವು ಘನ ಅಂಶವು ಸೆರಾಮಿಕ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿತು. 80 wt.% ಘನ ಅಂಶದಲ್ಲಿ, ಉಪಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡವು; ಘನ ಅಂಶವು 82 wt.% ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಉಪಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಕ್ರಮೇಣ ಕಣ್ಮರೆಯಾಯಿತು ಮತ್ತು ಸೆರಾಮಿಕ್ ರಚನೆಯು ಶುದ್ಧವಾಯಿತು, ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿತ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯೊಂದಿಗೆ. 82 wt.% ನಲ್ಲಿ, ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು: 730 pC/N ನ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕ, 7226 ರ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಅನುಮತಿ ಮತ್ತು ಕೇವಲ 0.07 ರ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ನಷ್ಟ.

ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಸೆರಾಮಿಕ್ ಸ್ಲರಿಗಳ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ, ಘನ ಅಂಶ ಮತ್ತು ಭೂವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮುದ್ರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ನಿಖರತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವುದಲ್ಲದೆ, ಸಿಂಟರ್ಡ್ ದೇಹಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ 3D-ಮುದ್ರಿತ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕಗಳಾಗಿವೆ.

BT/UV ಮಾದರಿಗಳ LCD-SLA 3D ಮುದ್ರಣದ ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ವಿಭಿನ್ನ ಘನ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ PMN-PT ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

IV. ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಿಂಟರಿಂಗ್

ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ (SPS) ಒಂದು ಮುಂದುವರಿದ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಪಲ್ಸ್ಡ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಪುಡಿಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ತ್ವರಿತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಪ್ರವಾಹವು ನೇರವಾಗಿ ಅಚ್ಚು ಮತ್ತು ಪುಡಿಯನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಜೌಲ್ ಶಾಖ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಕಡಿಮೆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 10 ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ) ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ತ್ವರಿತ ತಾಪನವು ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಪುಡಿ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಅನಿಲಗಳು ಮತ್ತು ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪದರಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ವಲಸೆ ಪರಿಣಾಮವು ಪರಮಾಣು ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬಿಸಿ ಒತ್ತುವಿಕೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, SPS ಹೆಚ್ಚು ನೇರ ತಾಪನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಧಾನ್ಯದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ:

• ಸೇರ್ಪಡೆಗಳಿಲ್ಲದೆ, ನೆಲದ SiC ಪುಡಿಯನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಿ, 2100°C ಮತ್ತು 70 MPa ನಲ್ಲಿ 30 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವುದರಿಂದ 98% ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು.
• 1700°C ಮತ್ತು 40 MPa ನಲ್ಲಿ 10 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವುದರಿಂದ 98% ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಕೇವಲ 30–50 nm ಧಾನ್ಯದ ಗಾತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಘನ SiC ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಯಿತು.
• 80 µm ಗ್ರ್ಯಾನ್ಯುಲರ್ SiC ಪೌಡರ್ ಬಳಸಿ 1860°C ಮತ್ತು 50 MPa ನಲ್ಲಿ 5 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವುದರಿಂದ 98.5% ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸಾಂದ್ರತೆ, 28.5 GPa ನ ವಿಕರ್ಸ್ ಮೈಕ್ರೋಹಾರ್ಡ್‌ನೆಸ್, 395 MPa ನ ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು 4.5 MPa · m^1/2 ನ ಮುರಿತದ ಗಡಸುತನದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ದೊರೆಯಿತು.

ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ತಾಪಮಾನವು 1600°C ನಿಂದ 1860°C ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ವಸ್ತುವಿನ ಸರಂಧ್ರತೆಯು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಯಿತು, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಪೂರ್ಣ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಮೀಪಿಸಿತು ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ.

ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಲಾದ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆ: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C ಮತ್ತು (D) 1860°C

V. ಸಂಯೋಜಕ ತಯಾರಿಕೆ

ಸಂಯೋಜಕ ಉತ್ಪಾದನೆ (AM) ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಅದರ ಪದರ-ಪದರದ ನಿರ್ಮಾಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವಲ್ಲಿ ಅಗಾಧ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದೆ. SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ಗಾಗಿ, ಬೈಂಡರ್ ಜೆಟ್ಟಿಂಗ್ (BJ), 3DP, ಆಯ್ದ ಲೇಸರ್ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ (SLS), ನೇರ ಇಂಕ್ ಬರವಣಿಗೆ (DIW), ಮತ್ತು ಸ್ಟೀರಿಯೊಲಿಥೋಗ್ರಫಿ (SL, DLP) ಸೇರಿದಂತೆ ಬಹು AM ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, 3DP ಮತ್ತು DIW ಕಡಿಮೆ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಆದರೆ SLS ಉಷ್ಣ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಬಿರುಕುಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, BJ ಮತ್ತು SL ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ನಿಖರತೆಯ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ.

1. ಬೈಂಡರ್ ಜೆಟ್ಟಿಂಗ್ (ಬಿಜೆ)

ಬಿಜೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಬಂಧ ಪುಡಿಗೆ ಬೈಂಡರ್ ಅನ್ನು ಪದರ-ಪದರ ಸಿಂಪಡಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅಂತಿಮ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಡಿಬೈಂಡಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವಿಕೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಬಿಜೆಯನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಒಳನುಸುಳುವಿಕೆ (ಸಿವಿಐ) ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ, ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಸಿಸಿ ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ:

① BJ ಬಳಸಿಕೊಂಡು SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ ಹಸಿರು ಕಾಯಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದು.
② 1000°C ಮತ್ತು 200 ಟಾರ್‌ನಲ್ಲಿ CVI ಮೂಲಕ ಸಾಂದ್ರೀಕರಣ.
③ ಅಂತಿಮ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ 2.95 g/cm³ ಸಾಂದ್ರತೆ, 37 W/m·K ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು 297 MPa ನ ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿತ್ತು.

ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವ ಜೆಟ್ (BJ) ಮುದ್ರಣದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ. (A) ಕಂಪ್ಯೂಟರ್-ಸಹಾಯದ ವಿನ್ಯಾಸ (CAD) ಮಾದರಿ, (B) BJ ತತ್ವದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ, (C) BJ ನಿಂದ SiC ಮುದ್ರಣ, (D) ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಒಳನುಸುಳುವಿಕೆಯಿಂದ SiC ಯ ಸಾಂದ್ರತೆ (CVI)

2. ಸ್ಟೀರಿಯೊಲಿಥೋಗ್ರಫಿ (SL)

SL ಎಂಬುದು UV-ಕ್ಯೂರಿಂಗ್ ಆಧಾರಿತ ಸೆರಾಮಿಕ್ ರಚನೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆಯ ತಯಾರಿಕೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಘನ ಅಂಶ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಫೋಟೊಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಸ್ಲರಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಫೋಟೊಪಾಲಿಮರೀಕರಣದ ಮೂಲಕ 3D ಸೆರಾಮಿಕ್ ಹಸಿರು ದೇಹಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅಂತಿಮ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಡಿಬೈಂಡಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸಿಂಟರ್ರಿಂಗ್ ಮೂಲಕ.

35 ವಾಲ್ಯೂಮ್.% SiC ಸ್ಲರಿಯನ್ನು ಬಳಸಿ, ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ 3D ಹಸಿರು ದೇಹಗಳನ್ನು 405 nm UV ವಿಕಿರಣದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು 800°C ನಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಮರ್ ಬರ್ನ್‌ಔಟ್ ಮತ್ತು PIP ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಮೂಲಕ ಮತ್ತಷ್ಟು ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸಲಾಯಿತು. ಫಲಿತಾಂಶಗಳು 35 ವಾಲ್ಯೂಮ್.% ಸ್ಲರಿಯೊಂದಿಗೆ ತಯಾರಿಸಿದ ಮಾದರಿಗಳು 84.8% ಸಾಪೇಕ್ಷ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ, ಇದು 30% ಮತ್ತು 40% ನಿಯಂತ್ರಣ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಮೀರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ.

ಸ್ಲರಿಯನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸಲು ಲಿಪೊಫಿಲಿಕ್ SiO₂ ಮತ್ತು ಫೀನಾಲಿಕ್ ಎಪಾಕ್ಸಿ ರೆಸಿನ್ (PEA) ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಫೋಟೊಪಾಲಿಮರೀಕರಣ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಲಾಯಿತು. 4 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ 1600°C ನಲ್ಲಿ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, SiC ಗೆ ಬಹುತೇಕ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಯಿತು, ಅಂತಿಮ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅಂಶವು ಕೇವಲ 0.12% ರಷ್ಟಿತ್ತು, ಇದು ಪೂರ್ವ-ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಅಥವಾ ಪೂರ್ವ-ಒಳನುಸುಳುವಿಕೆ ಹಂತಗಳಿಲ್ಲದೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ, ಸಂಕೀರ್ಣ-ರಚನಾತ್ಮಕ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಒಂದು-ಹಂತದ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿತು.

ಮುದ್ರಣ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವಿವರಣೆ. (A) 25°C ನಲ್ಲಿ ಒಣಗಿದ ನಂತರ, (B) 1000°C ನಲ್ಲಿ ಪೈರೋಲಿಸಿಸ್ ಮತ್ತು (C) 1600°C ನಲ್ಲಿ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ ಮಾದರಿಯ ನೋಟ.

ಸ್ಟೀರಿಯೊಲಿಥೋಗ್ರಫಿ 3D ಮುದ್ರಣಕ್ಕಾಗಿ ಫೋಟೋಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ Si₃N₄ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಸ್ಲರಿಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಡಿಬೈಂಡಿಂಗ್-ಪ್ರೆಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ವಯಸ್ಸಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, 93.3% ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಸಾಂದ್ರತೆ, 279.8 MPa ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು 308.5–333.2 MPa ನ ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ Si₃N₄ ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. 45 vol.% ಘನ ಅಂಶ ಮತ್ತು 10 ಸೆಕೆಂಡುಗಳ ಮಾನ್ಯತೆ ಸಮಯದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, IT77-ಮಟ್ಟದ ಕ್ಯೂರಿಂಗ್ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಏಕ-ಪದರದ ಹಸಿರು ಕಾಯಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು ಎಂದು ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಕಂಡುಕೊಂಡಿವೆ. 0.1 °C/ನಿಮಿಷದ ತಾಪನ ದರದೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಡಿಬೈಂಡಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಬಿರುಕು-ಮುಕ್ತ ಹಸಿರು ಕಾಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಿತು.

ಸ್ಟೀರಿಯೊಲಿಥೋಗ್ರಫಿಯಲ್ಲಿ ಅಂತಿಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಪ್ರಮುಖ ಹಂತವೆಂದರೆ ಸಿಂಟರಿಂಗ್. ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಏಡ್‌ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ Si₃N₄ ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು CeO₂ ಅನ್ನು ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಏಡ್ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ-ನೆರವಿನ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿ ಬಳಸುವುದರಿಂದ, CeO₂ ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳಲ್ಲಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿ ಜಾರುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳು HV10/10 (1347.9 ± 2.4) ನ ವಿಕರ್ಸ್ ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/² ನ ಮುರಿತದ ಗಡಸುತನವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದವು. MgO–Y₂O₃ ಅನ್ನು ಸೇರ್ಪಡೆಗಳಾಗಿ ಬಳಸುವುದರೊಂದಿಗೆ, ಸೆರಾಮಿಕ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು. ಒಟ್ಟು 8 wt.% ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ, ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಕ್ರಮವಾಗಿ 915.54 MPa ಮತ್ತು 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹ ತಲುಪಿತು.

VI. ತೀರ್ಮಾನ

ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್, ಅರೆವಾಹಕಗಳು, ಏರೋಸ್ಪೇಸ್ ಮತ್ತು ತೀವ್ರ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅನ್ವಯಿಕ ನಿರೀಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದೆ. ಈ ಪ್ರಬಂಧವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ಗಾಗಿ ಐದು ವಿಶಿಷ್ಟ ತಯಾರಿ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿದೆ - ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಸಿಂಟರಿಂಗ್, ಒತ್ತಡರಹಿತ ಸಿಂಟರಿಂಗ್, ಹಾಟ್ ಪ್ರೆಸ್ಸಿಂಗ್, ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಸಂಯೋಜಕ ತಯಾರಿಕೆ - ಅವುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು, ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್, ವಸ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಸಂಬಂಧಿತ ಅನುಕೂಲಗಳು ಮತ್ತು ಮಿತಿಗಳ ಕುರಿತು ವಿವರವಾದ ಚರ್ಚೆಗಳೊಂದಿಗೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆಗಳು ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂಬುದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ. ಸಂಯೋಜಕ ಉತ್ಪಾದನಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು, ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಸಂಕೀರ್ಣ-ಆಕಾರದ ಮತ್ತು ಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಿದ ಘಟಕಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ, ಸ್ಟೀರಿಯೊಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಮತ್ತು ಬೈಂಡರ್ ಜೆಟ್ಟಿಂಗ್‌ನಂತಹ ಉಪಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಗತಿಯೊಂದಿಗೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ನಿರ್ದೇಶನವಾಗಿದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್ ತಯಾರಿಕೆಯ ಕುರಿತು ಭವಿಷ್ಯದ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಆಳವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಬೇಕಾಗಿದೆ, ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ-ಪ್ರಮಾಣದಿಂದ ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರಮಾಣದ, ಹೆಚ್ಚು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಉನ್ನತ-ಮಟ್ಟದ ಉಪಕರಣಗಳ ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಮಾಹಿತಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಿಗೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ವಸ್ತು ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

XKH ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಪರಿಣತಿ ಹೊಂದಿರುವ ಒಂದು ಉನ್ನತ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಉದ್ಯಮವಾಗಿದೆ. ಇದು ಗ್ರಾಹಕರಿಗೆ ಉನ್ನತ-ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಿದ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸಮರ್ಪಿತವಾಗಿದೆ. ಕಂಪನಿಯು ಸುಧಾರಿತ ವಸ್ತು ತಯಾರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಮತ್ತು ನಿಖರವಾದ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದರ ವ್ಯವಹಾರವು ಉನ್ನತ-ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳ ಸಂಶೋಧನೆ, ಉತ್ಪಾದನೆ, ನಿಖರವಾದ ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಇದು ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಘಟಕಗಳಿಗಾಗಿ ಅರೆವಾಹಕ, ಹೊಸ ಶಕ್ತಿ, ಏರೋಸ್ಪೇಸ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಕಠಿಣ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಬುದ್ಧ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಯೋಜಕ ಉತ್ಪಾದನಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ನಾವು ಗ್ರಾಹಕರಿಗೆ ವಸ್ತು ಸೂತ್ರ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್, ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆ ರಚನೆಯಿಂದ ನಿಖರವಾದ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯವರೆಗೆ ಒಂದು-ನಿಲುಗಡೆ ಸೇವೆಯನ್ನು ನೀಡಬಹುದು, ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು.