এক নিবন্ধে বিভিন্ন সিরামিক পাউডার সম্পর্কে জানুন

উন্নত সিরামিক অনেক বৈশিষ্ট্যে এক্সেল। তাদের যান্ত্রিক, শাব্দিক, অপটিক্যাল, তাপীয়, বৈদ্যুতিক এবং জৈবিক গুণাবলী রয়েছে। এগুলি মহাকাশ, ইলেকট্রনিক্স এবং বায়োমেডিসিনের মতো উচ্চ-প্রযুক্তি ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। এগুলি উন্নত উত্পাদনেও ব্যবহৃত হয়। উন্নত সিরামিক অনেক ধরনের আছে. প্রতিটি প্রকারের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, অ্যালুমিনা সিরামিক অক্সিডেশন প্রতিরোধ করে। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক শক্তিশালী এবং বৈদ্যুতিক ক্ষয় প্রতিরোধ করে। জিরকোনিয়াম অক্সাইড সিরামিকগুলি শক্ত এবং জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ।

উচ্চ বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা

উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা (4N এবং উপরে) এর অনেক সুবিধা রয়েছে। এটি অত্যন্ত বিশুদ্ধ, শক্ত এবং শক্তিশালী। এটি উচ্চ তাপমাত্রা এবং পরিধান প্রতিরোধ করে। এটি ভাল নিরোধক এবং স্থিতিশীল আছে রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এর উচ্চ-তাপমাত্রার সংকোচন মাঝারি। এটা ভাল sintering কর্মক্ষমতা আছে. এর বৈশিষ্ট্যগুলি সাধারণ অ্যালুমিনা পাউডারের চেয়ে ভাল। তারা অপটিক্যাল, বৈদ্যুতিক, চৌম্বকীয়, তাপীয় এবং যান্ত্রিক। এটি একটি শীর্ষ, উচ্চ-মূল্যের উপাদান। আধুনিক রাসায়নিক শিল্পে এর ব্যাপক ব্যবহার রয়েছে। উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা একটি শীর্ষ উচ্চ-কর্মক্ষমতা অ্যালুমিনা পণ্য। এটি উচ্চ প্রযুক্তির শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর মধ্যে রয়েছে ফ্লুরোসেন্ট উপকরণ, স্বচ্ছ সিরামিক, ইলেকট্রনিক ডিভাইস, নতুন শক্তি, অনুঘটক উপকরণ এবং মহাকাশ।

উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা স্বচ্ছ সিরামিকের ভাল আলো ট্রান্সমিট্যান্স আছে। তারা যান্ত্রিক, অপটিক্যাল, তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলিতে অস্বচ্ছ সিরামিককে ছাড়িয়ে যায়। অ্যালুমিনা সিরামিক সাবস্ট্রেটগুলি আজকের ইলেকট্রনিক্সে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। তারা ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট চিপ জন্য মৌলিক উপকরণ. উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা, সিরামিক সাবস্ট্রেটে ব্যবহৃত, উচ্চ-শেষের ব্যবহার রয়েছে। এর মধ্যে অর্ধপরিবাহী সরঞ্জামগুলির জন্য নির্ভুল উপাদান অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। এই ধরনের সিরামিকের সাধারণ সূক্ষ্ম সিরামিকের তুলনায় আরও কঠোর কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।

পলিশিং তরল এর ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম অংশ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা এটির জন্য আদর্শ। সিলিকন কার্বাইড সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের উত্থানের সাথে, আমাদের এখন অবশ্যই সেমিকন্ডাক্টর পলিশিংয়ের জন্য উচ্চ-বিশুদ্ধতা আল্ট্রাফাইন অ্যালুমিনা ব্যবহার করতে হবে।

বমু পাথর

বোহমাইটে একটি স্ফটিক জল রয়েছে। এর সূত্র হল γ-Al2O3·H2O বা γ-AlOOH। এটি এক ধরনের অ্যালুমিনা হাইড্রেট।

এর উচ্চ পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং বৃহৎ ছিদ্র এটিকে দ্রুত, দক্ষ এবং পুনরায় ব্যবহারযোগ্য শোষণের জন্য একটি মূল কাঁচামাল করে তোলে। এটি একটি ফেজ পরিবর্তনের পরে তার আকৃতি ধরে রাখে। এর জৈব সামঞ্জস্যতা এটিকে অর্থোপেডিকস এবং দন্তচিকিৎসাতে দরকারী করে তোলে। এটি বায়োমেডিসিনে জ্বলজ্বল করে। এর অনন্য শিখা প্রতিবন্ধকতা, ভাল ভরাট এবং ফুটো প্রতিরোধের কারণে এটি উচ্চ-কর্মক্ষমতা, অতি-পাতলা কপার-ক্লাড ল্যামিনেটে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর স্থিতিশীল রম্বিক গঠন এবং পৃষ্ঠে উচ্চ-ঘনত্বের হাইড্রক্সিল গ্রুপ বিভিন্ন কার্যকরী গোষ্ঠীর দ্বারা পরিবর্তনের অনুমতি দেয়। এটি ব্যয়বহুল সমর্থিত অনুঘটক এবং বিকারক তৈরির জন্য একটি কাঁচামাল।

অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড

ইলেকট্রনিক চিপগুলি দ্রুত এবং ছোট হওয়ার সাথে সাথে তাদের তাপ আউটপুট বেড়েছে। সুতরাং, সঠিক প্যাকেজিং এবং ভাল তাপ অপচয় এখন পাওয়ার ডিভাইসগুলি বিকাশের ক্ষেত্রে বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে। সিরামিক উপকরণ উচ্চ তাপ পরিবাহিতা এবং তাপ প্রতিরোধের আছে. তারা উচ্চ শক্তি এবং নিরোধক আছে. তারা চিপ উপকরণ তাপ বৈশিষ্ট্য মেলে. সুতরাং, তারা পাওয়ার ডিভাইস প্যাকেজিং সাবস্ট্রেটের জন্য আদর্শ।

তাদের মধ্যে, অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড হল সেরা তাপ পরিবাহিতা সহ সিরামিক উপাদান। এর তাত্ত্বিক তাপ পরিবাহিতা 320W/(m·K) পৌঁছাতে পারে। বাণিজ্যিক পণ্যের তাপ পরিবাহিতা 180W থেকে 260W/(m·K)। এটি উচ্চ-শক্তি, উচ্চ-সীসা, বড় আকারের চিপ প্যাকেজিং সাবস্ট্রেটের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। উচ্চ তাপ পরিবাহিতা ছাড়াও, এর চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে:

(1) তাপ সম্প্রসারণ সহগ (4.3×10-6/℃) সেমিকন্ডাক্টর সিলিকন পদার্থের সাথে মেলে (3.5~4.0)×10-6/℃);

(2) ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, BeO সিরামিকের চেয়ে বেশি এবং অ্যালুমিনার কাছাকাছি;

(3) চমৎকার বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য, অত্যন্ত উচ্চ নিরোধক প্রতিরোধের এবং কম অস্তরক ক্ষতি সহ;

(4) মাল্টি-লেয়ার ওয়্যারিং উচ্চ ঘনত্ব এবং প্যাকেজিংয়ের ক্ষুদ্রকরণ অর্জনের জন্য সঞ্চালিত হতে পারে;

(5) অ-বিষাক্ত এবং পরিবেশ বান্ধব।

সিলিকন নাইট্রাইড

সিলিকন নাইট্রাইড বর্তমানে প্রধানত একটি সিরামিক উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক শিল্পে অত্যাবশ্যক, বিশেষ করে উচ্চ প্রযুক্তির ক্ষেত্রে। যেমন:

এর মধ্যে, ভারবহন বলগুলি সর্বাধিক ব্যবহৃত সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক পণ্য। তাদের বার্ষিক আউটপুট বিশ্বের উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন সিলিকন নাইট্রাইড পণ্যের 30%। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক বিয়ারিং বল ইস্পাত বলের চেয়ে ভালো। এগুলি হালকা, উচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে, স্ব-তৈলাক্ত হয় এবং ক্ষয় প্রতিরোধ করে। তাদের ক্লান্তি ব্যর্থতার মোড ইস্পাত বলের মতোই। সুতরাং, সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক বিয়ারিং বলের অনেক ব্যবহার রয়েছে। তারা মেশিন টুলস, অটো, এবং বায়ু টারবাইন জন্য নির্ভুল bearings হয়. তারা উচ্চ-তাপমাত্রা, জারা-প্রতিরোধী পেট্রোকেমিক্যাল বিয়ারিংগুলিতেও রয়েছে।

গোলাকার অ্যালুমিনা

অনেকগুলি তাপ পরিবাহী পাউডারগুলির মধ্যে, গোলাকার অ্যালুমিনা হাই-এন্ড ব্যবহারে সবচেয়ে জনপ্রিয়। এর উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, উচ্চ ফিল ফ্যাক্টর, ভাল প্রবাহ এবং কম খরচ এটিকে আদর্শ করে তোলে। এটি একটি পরিপক্ক উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং অনেক চশমা আছে.

এছাড়াও, গোলাকার গুঁড়ো পণ্যগুলিকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে। তাদের নিয়মিত আকৃতি, উচ্চ ঘনত্ব এবং ভাল প্রবাহ মূল। গোলাকার Al2O3 পাউডারের তাপ পরিবাহিতা আছে। এগুলি সিরামিক এবং অনুঘটক বাহকগুলিতেও ব্যবহৃত হয়। তারা এই ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়.

বেরিয়াম টাইটানেট

বেরিয়াম টাইটানেট (BaTiO3) হল একটি ABO3 ধরনের পেরোভস্কাইট কাঠামো। 20 শতকের পর থেকে, বেরিয়াম টাইটানেট সিরামিকের চমৎকার অস্তরক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। সুতরাং, তারা ক্যাপাসিটারগুলির জন্য একটি অস্তরক উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এটি একটি বহুল ব্যবহৃত ইলেকট্রনিক সিরামিক পাউডার। এটি ইলেকট্রনিক উপাদান তৈরির জন্য ম্যাট্রিক্স উপাদান। অতএব, এটিকে "ইলেকট্রনিক সিরামিক শিল্পের স্তম্ভ" বলা হয়।

ন্যানোকম্পোজিট জিরকোনিয়াম অক্সাইড

ন্যানোকম্পোজিট জিরকোনিয়া এক ধরনের জিরকোনিয়া। একটি স্টেবিলাইজার এটিকে ঘরের তাপমাত্রায় টেট্রাগোনাল বা কিউবিক ফেজ রাখতে পারে। স্টেবিলাইজারগুলি প্রধানত বিরল আর্থ অক্সাইড এবং ক্ষারীয় আর্থ মেটাল অক্সাইড। পূর্বের মধ্যে Y2O3 এবং CeO2 অন্তর্ভুক্ত। পরেরটি হল CaO এবং MgO।

বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে সাথে নতুন বিশেষ-ব্যবহারের যন্ত্র ও যন্ত্রপাতির উদ্ভব হচ্ছে। তারা উপকরণ এবং উপাদান ফাংশন জন্য উচ্চ চাহিদা পূরণ করতে হবে. ন্যানো-কম্পোজিট জিরকোনিয়া উপকরণগুলির জন্য দ্রুত ক্রমবর্ধমান চাহিদা রয়েছে। তাদের পণ্যগুলি শক্ত, তাপ-প্রতিরোধী, পরিধান-প্রতিরোধী, জারা-প্রতিরোধী এবং অপটিক্যালি বিশেষ। Yttria-স্থিতিশীল জিরকোনিয়া হল সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত এবং সর্বাধিক প্রতিনিধি ন্যানো-কম্পোজিট জিরকোনিয়া।

এটিতে উচ্চ অক্সিজেন আয়ন পরিবাহিতা এবং ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি জারণ এবং জারা প্রতিরোধ করে। এটি একটি উচ্চ তাপ সম্প্রসারণ সহগ এবং নিম্ন তাপ পরিবাহিতা আছে. এটি স্থিতিশীল এবং অক্সিডেশন প্রতিরোধী।

এটি কাঠামোগত এবং কার্যকরী উপকরণগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। সেগুলি হল: অক্সিজেন সেন্সর, পাম্প, কঠিন জ্বালানী কোষ, ফেরোইলেকট্রিক সিরামিক এবং বিমানের ইঞ্জিনের আবরণ।

উচ্চ বিশুদ্ধতা সিলিকন কার্বাইড

সিলিকন কার্বাইড উপকরণ দুটি বিভাগে পড়ে: সিরামিক এবং একক স্ফটিক। একটি সিরামিক উপাদান হিসাবে, এর বিশুদ্ধতা সাধারণ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে খুব গুরুত্বপূর্ণ নয়। তবে, এটি বিশেষ ক্ষেত্রে উচ্চ হতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, এটি লিথোগ্রাফি মেশিনের মতো অর্ধপরিবাহী সরঞ্জামগুলিতে একটি নির্ভুল উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এটি সিলিকন ওয়েফারের বিশুদ্ধতাকে প্রভাবিত না করার জন্য।

যাইহোক, SiC এর বৈশিষ্ট্যগুলি একক স্ফটিক বৃদ্ধি করা কঠিন করে তোলে। এটি প্রধানত কারণ, স্বাভাবিক চাপে, 1:1 অনুপাতের Si:C সহ কোন তরল পর্যায় নেই। মূলধারার সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের পরিপক্ক পদ্ধতি এটি বৃদ্ধি করতে পারে না। এই পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে সরাসরি টানা এবং পতনশীল ক্রুসিবল পদ্ধতি। এটি সমাধান করার জন্য, বিজ্ঞানীরা উচ্চ-মানের, বড়, সস্তা SiC স্ফটিক তৈরির উপায় খুঁজে বের করার জন্য কঠোর পরিশ্রম করেছেন। আরও জনপ্রিয় পদ্ধতি হল PVT, তরল ফেজ পদ্ধতি এবং উচ্চ-তাপমাত্রা বাষ্প ফেজ রাসায়নিক জমা।