ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਿਰੇਮਿਕ ਤਿਆਰੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਵਿੱਚ ਤਰੱਕੀ

ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (SiC) ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਆਪਣੀ ਬੇਮਿਸਾਲ ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ, ਰਸਾਇਣਕ ਸਥਿਰਤਾ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਤਾਕਤ ਦੇ ਕਾਰਨ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ, ਏਰੋਸਪੇਸ ਅਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਉਦਯੋਗਾਂ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹਿੱਸਿਆਂ ਲਈ ਆਦਰਸ਼ ਸਮੱਗਰੀ ਵਜੋਂ ਉਭਰੇ ਹਨ। ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ, ਘੱਟ-ਪ੍ਰਦੂਸ਼ਣ ਵਾਲੇ ਸਿਰੇਮਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਦੀ ਵਧਦੀ ਮੰਗ ਦੇ ਨਾਲ, ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਲਈ ਕੁਸ਼ਲ ਅਤੇ ਸਕੇਲੇਬਲ ਤਿਆਰੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਵਵਿਆਪੀ ਖੋਜ ਕੇਂਦਰ ਬਣ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਹ ਪੇਪਰ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਲਈ ਮੌਜੂਦਾ ਮੁੱਖ ਤਿਆਰੀ ਵਿਧੀਆਂ ਦੀ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸਮੀਖਿਆ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਸਿੰਟਰਿੰਗ, ਪ੍ਰੈਸ਼ਰ ਰਹਿਤ ਸਿੰਟਰਿੰਗ (PS), ਹੌਟ ਪ੍ਰੈਸਿੰਗ (HP), ਸਪਾਰਕ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਸਿੰਟਰਿੰਗ (SPS), ਅਤੇ ਐਡਿਟਿਵ ਮੈਨੂਫੈਕਚਰਿੰਗ (AM) ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ, ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਵਿਧੀਆਂ, ਮੁੱਖ ਮਾਪਦੰਡਾਂ, ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਹਰੇਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀਆਂ ਮੌਜੂਦਾ ਚੁਣੌਤੀਆਂ 'ਤੇ ਚਰਚਾ ਕਰਨ 'ਤੇ ਜ਼ੋਰ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।

ਫੌਜੀ ਅਤੇ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ

ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕ ਹਿੱਸਿਆਂ ਨੂੰ ਸਿਲੀਕਾਨ ਵੇਫਰ ਨਿਰਮਾਣ ਉਪਕਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਆਕਸੀਕਰਨ, ਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ, ਐਚਿੰਗ ਅਤੇ ਆਇਨ ਇਮਪਲਾਂਟੇਸ਼ਨ ਵਰਗੀਆਂ ਮੁੱਖ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਹਿੱਸਾ ਲੈਂਦੇ ਹਨ। ਵੇਫਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਤਰੱਕੀ ਦੇ ਨਾਲ, ਵੇਫਰ ਦੇ ਆਕਾਰ ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਰੁਝਾਨ ਬਣ ਗਿਆ ਹੈ। ਮੌਜੂਦਾ ਮੁੱਖ ਧਾਰਾ ਵੇਫਰ ਦਾ ਆਕਾਰ 300 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਹੈ, ਜੋ ਲਾਗਤ ਅਤੇ ਉਤਪਾਦਨ ਸਮਰੱਥਾ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਚੰਗਾ ਸੰਤੁਲਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਮੂਰ ਦੇ ਕਾਨੂੰਨ ਦੁਆਰਾ ਸੰਚਾਲਿਤ, 450 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਵੇਫਰਾਂ ਦਾ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਉਤਪਾਦਨ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਏਜੰਡੇ 'ਤੇ ਹੈ। ਵੱਡੇ ਵੇਫਰਾਂ ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਾਰਪਿੰਗ ਅਤੇ ਵਿਗਾੜ ਦਾ ਵਿਰੋਧ ਕਰਨ ਲਈ ਉੱਚ ਢਾਂਚਾਗਤ ਤਾਕਤ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਵੱਡੇ ਆਕਾਰ, ਉੱਚ-ਸ਼ਕਤੀ ਵਾਲੇ, ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕ ਹਿੱਸਿਆਂ ਦੀ ਵੱਧ ਰਹੀ ਮੰਗ ਨੂੰ ਹੋਰ ਅੱਗੇ ਵਧਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਹਾਲ ਹੀ ਦੇ ਸਾਲਾਂ ਵਿੱਚ, ਐਡੀਟਿਵ ਨਿਰਮਾਣ (3D ਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ), ਇੱਕ ਤੇਜ਼ ਪ੍ਰੋਟੋਟਾਈਪਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਜਿਸ ਲਈ ਕਿਸੇ ਮੋਲਡ ਦੀ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ, ਨੇ ਆਪਣੀ ਪਰਤ-ਦਰ-ਪਰਤ ਨਿਰਮਾਣ ਅਤੇ ਲਚਕਦਾਰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਗੁੰਝਲਦਾਰ-ਸੰਰਚਨਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕ ਹਿੱਸਿਆਂ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਹੈ, ਜੋ ਵਿਆਪਕ ਧਿਆਨ ਖਿੱਚਦਾ ਹੈ।

ਇਹ ਪੇਪਰ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਲਈ ਪੰਜ ਪ੍ਰਤੀਨਿਧ ਤਿਆਰੀ ਵਿਧੀਆਂ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਢੰਗ ਨਾਲ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰੇਗਾ - ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਸਿੰਟਰਿੰਗ, ਪ੍ਰੈਸ਼ਰ ਰਹਿਤ ਸਿੰਟਰਿੰਗ, ਹੌਟ ਪ੍ਰੈਸਿੰਗ, ਸਪਾਰਕ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਸਿੰਟਰਿੰਗ, ਅਤੇ ਐਡਿਟਿਵ ਨਿਰਮਾਣ - ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਵਿਧੀਆਂ, ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਨੁਕੂਲਨ ਰਣਨੀਤੀਆਂ, ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ, ਅਤੇ ਉਦਯੋਗਿਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਤ ਕਰਦੇ ਹੋਏ।

ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ

I. ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਾਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਸਿੰਟਰਿੰਗ

ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ਡ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (RSiC) ਇੱਕ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲਾ SiC ਪਦਾਰਥ ਹੈ ਜੋ 2100–2500°C ਦੇ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਏਡਜ਼ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਤੋਂ ਫਰੈਡਰਿਕਸਨ ਨੇ ਪਹਿਲੀ ਵਾਰ 19ਵੀਂ ਸਦੀ ਦੇ ਅਖੀਰ ਵਿੱਚ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਵਰਤਾਰੇ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਸੀ, RSiC ਨੇ ਆਪਣੀਆਂ ਸਾਫ਼ ਅਨਾਜ ਸੀਮਾਵਾਂ ਅਤੇ ਕੱਚ ਦੇ ਪੜਾਵਾਂ ਅਤੇ ਅਸ਼ੁੱਧੀਆਂ ਦੀ ਅਣਹੋਂਦ ਕਾਰਨ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਧਿਆਨ ਖਿੱਚਿਆ ਹੈ। ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ, SiC ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਉੱਚ ਭਾਫ਼ ਦਬਾਅ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਵਿਧੀ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਵਾਸ਼ਪੀਕਰਨ-ਸੰਘਣੀਕਰਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਸ਼ਾਮਲ ਕਰਦੀ ਹੈ: ਬਰੀਕ ਅਨਾਜ ਭਾਫ਼ ਬਣ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਵੱਡੇ ਅਨਾਜਾਂ ਦੀਆਂ ਸਤਹਾਂ 'ਤੇ ਦੁਬਾਰਾ ਜਮ੍ਹਾਂ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਗਰਦਨ ਦੇ ਵਾਧੇ ਅਤੇ ਅਨਾਜਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸਿੱਧੇ ਬੰਧਨ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਤਾਕਤ ਵਧਦੀ ਹੈ।

1990 ਵਿੱਚ, ਕ੍ਰੀਗੇਸਮੈਨ ਨੇ 2200°C 'ਤੇ ਸਲਿੱਪ ਕਾਸਟਿੰਗ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ 79.1% ਦੀ ਸਾਪੇਖਿਕ ਘਣਤਾ ਨਾਲ RSiC ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਕਰਾਸ-ਸੈਕਸ਼ਨ ਮੋਟੇ ਅਨਾਜ ਅਤੇ ਪੋਰਸ ਨਾਲ ਬਣਿਆ ਇੱਕ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਟ੍ਰਕਚਰ ਦਿਖਾ ਰਿਹਾ ਸੀ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, Yi et al. ਨੇ ਹਰੇ ਸਰੀਰ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਲਈ ਜੈੱਲ ਕਾਸਟਿੰਗ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ 2450°C 'ਤੇ ਸਿੰਟਰ ਕੀਤਾ, 2.53 g/cm³ ਦੀ ਬਲਕ ਘਣਤਾ ਅਤੇ 55.4 MPa ਦੀ ਲਚਕਦਾਰ ਤਾਕਤ ਨਾਲ RSiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ।

RSiC ਦੀ SEM ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਸਤਹ

ਸੰਘਣੀ SiC ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, RSiC ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਘਣਤਾ (ਲਗਭਗ 2.5 g/cm³) ਅਤੇ ਲਗਭਗ 20% ਖੁੱਲ੍ਹੀ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਹੈ, ਜੋ ਉੱਚ-ਸ਼ਕਤੀ ਵਾਲੇ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਇਸਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, RSiC ਦੀ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣਾ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਖੋਜ ਕੇਂਦਰ ਬਣ ਗਿਆ ਹੈ। ਸੁੰਗ ਅਤੇ ਹੋਰਾਂ ਨੇ ਪਿਘਲੇ ਹੋਏ ਸਿਲੀਕਾਨ ਨੂੰ ਕਾਰਬਨ/β-SiC ਮਿਸ਼ਰਤ ਕੰਪੈਕਟ ਵਿੱਚ ਘੁਸਪੈਠ ਕਰਨ ਅਤੇ 2200°C 'ਤੇ ਮੁੜ ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ ਕਰਨ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਦਿੱਤਾ, α-SiC ਮੋਟੇ ਅਨਾਜਾਂ ਨਾਲ ਬਣੀ ਇੱਕ ਨੈੱਟਵਰਕ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਬਣਾਇਆ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ RSiC ਨੇ 2.7 g/cm³ ਦੀ ਘਣਤਾ ਅਤੇ 134 MPa ਦੀ ਲਚਕਦਾਰ ਤਾਕਤ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ, ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਸਥਿਰਤਾ ਬਣਾਈ ਰੱਖੀ।

ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ, ਗੁਓ ਅਤੇ ਹੋਰਾਂ ਨੇ RSiC ਦੇ ਕਈ ਇਲਾਜਾਂ ਲਈ ਪੋਲੀਮਰ ਘੁਸਪੈਠ ਅਤੇ ਪਾਈਰੋਲਿਸਿਸ (PIP) ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। PCS/xylene ਘੋਲ ਅਤੇ SiC/PCS/xylene slurries ਨੂੰ ਘੁਸਪੈਠੀਏ ਵਜੋਂ ਵਰਤਦੇ ਹੋਏ, 3-6 PIP ਚੱਕਰਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, RSiC ਦੀ ਘਣਤਾ ਵਿੱਚ ਕਾਫ਼ੀ ਸੁਧਾਰ ਹੋਇਆ (2.90 g/cm³ ਤੱਕ), ਇਸਦੀ ਲਚਕਦਾਰ ਤਾਕਤ ਦੇ ਨਾਲ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ PIP ਅਤੇ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਜੋੜਨ ਵਾਲੀ ਇੱਕ ਚੱਕਰੀ ਰਣਨੀਤੀ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਦਿੱਤਾ: 1400°C 'ਤੇ ਪਾਈਰੋਲਿਸਿਸ ਅਤੇ ਉਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ 2400°C 'ਤੇ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ, ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਕਣ ਰੁਕਾਵਟਾਂ ਨੂੰ ਸਾਫ਼ ਕਰਨਾ ਅਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣਾ। ਅੰਤਿਮ RSiC ਸਮੱਗਰੀ ਨੇ 2.99 g/cm³ ਦੀ ਘਣਤਾ ਅਤੇ 162.3 MPa ਦੀ ਲਚਕਦਾਰ ਤਾਕਤ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ, ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਵਿਆਪਕ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ।

ਪੋਲੀਮਰ ਇੰਪ੍ਰੈਗਨੇਸ਼ਨ ਅਤੇ ਪਾਈਰੋਲਿਸਿਸ (PIP)-ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਚੱਕਰਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਪਾਲਿਸ਼ ਕੀਤੇ RSiC ਦੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਟ੍ਰਕਚਰ ਵਿਕਾਸ ਦੇ SEM ਚਿੱਤਰ: ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ RSiC (A), ਪਹਿਲੇ PIP-ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਚੱਕਰ (B) ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਅਤੇ ਤੀਜੇ ਚੱਕਰ (C) ਤੋਂ ਬਾਅਦ

II. ਦਬਾਅ ਰਹਿਤ ਸਿੰਟਰਿੰਗ

ਪ੍ਰੈਸ਼ਰ-ਲੈੱਸ-ਸਿੰਟਰਡ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (SiC) ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ, ਅਲਟਰਾਫਾਈਨ SiC ਪਾਊਡਰ ਨੂੰ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਵਜੋਂ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਥੋੜ੍ਹੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਏਡ ਸ਼ਾਮਲ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ 1800–2150°C 'ਤੇ ਇੱਕ ਅਯੋਗ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਜਾਂ ਵੈਕਿਊਮ ਵਿੱਚ ਸਿੰਟਰ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਵਿਧੀ ਵੱਡੇ-ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਗੁੰਝਲਦਾਰ-ਸੰਰਚਨਾ ਵਾਲੇ ਸਿਰੇਮਿਕ ਹਿੱਸਿਆਂ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਲਈ ਢੁਕਵੀਂ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਕਿਉਂਕਿ SiC ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਹਿ-ਸੰਯੋਜਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬੰਨ੍ਹਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ, ਇਸਦਾ ਸਵੈ-ਪ੍ਰਸਾਰ ਗੁਣਾਂਕ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਏਡਜ਼ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਘਣਤਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਵਿਧੀ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਦਬਾਅ ਰਹਿਤ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਨੂੰ ਦੋ ਸ਼੍ਰੇਣੀਆਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ: ਦਬਾਅ ਰਹਿਤ ਤਰਲ-ਪੜਾਅ ਸਿੰਟਰਿੰਗ (PLS-SiC) ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਰਹਿਤ ਠੋਸ-ਅਵਸਥਾ ਸਿੰਟਰਿੰਗ (PSS-SiC)।

1.1 PLS-SiC (ਤਰਲ-ਪੜਾਅ ਸਿੰਟਰਿੰਗ)

PLS-SiC ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ 2000°C ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ ਸਿੰਟਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ 10 wt.% ਯੂਟੈਕਟਿਕ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਏਡਜ਼ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, ਅਤੇ ਦੁਰਲੱਭ-ਧਰਤੀ ਆਕਸਾਈਡ RE₂O₃) ਜੋੜ ਕੇ ਇੱਕ ਤਰਲ ਪੜਾਅ ਬਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਕਣ ਪੁਨਰਗਠਨ ਅਤੇ ਪੁੰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਉਦਯੋਗਿਕ-ਗ੍ਰੇਡ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਲਈ ਢੁਕਵੀਂ ਹੈ, ਪਰ ਤਰਲ-ਪੜਾਅ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ SiC ਦੀ ਕੋਈ ਰਿਪੋਰਟ ਨਹੀਂ ਹੈ।

1.2 PSS-SiC (ਸੌਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਸਿੰਟਰਿੰਗ)

PSS-SiC ਵਿੱਚ 2000°C ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਲਗਭਗ 1 wt.% ਐਡਿਟਿਵ ਦੇ ਨਾਲ ਠੋਸ-ਅਵਸਥਾ ਘਣਤਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਤ੍ਹਾ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਅਤੇ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨਾਂ ਦੁਆਰਾ ਚਲਾਏ ਜਾਂਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਪ੍ਰਸਾਰ ਅਤੇ ਅਨਾਜ ਪੁਨਰਗਠਨ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀ ਹੈ। BC (ਬੋਰੋਨ-ਕਾਰਬਨ) ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਇੱਕ ਆਮ ਐਡਿਟਿਵ ਸੁਮੇਲ ਹੈ, ਜੋ ਅਨਾਜ ਸੀਮਾ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਘਟਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ SiC ਸਤ੍ਹਾ ਤੋਂ SiO₂ ਨੂੰ ਹਟਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਰਵਾਇਤੀ BC ਐਡਿਟਿਵ ਅਕਸਰ ਬਚੀਆਂ ਅਸ਼ੁੱਧੀਆਂ ਪੇਸ਼ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ SiC ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਘਟਦੀ ਹੈ।

ਐਡਿਟਿਵ ਸਮੱਗਰੀ (B 0.4 wt.%, C 1.8 wt.%) ਨੂੰ ਕੰਟਰੋਲ ਕਰਕੇ ਅਤੇ 2150°C 'ਤੇ 0.5 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਕਰਕੇ, 99.6 wt.% ਦੀ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਅਤੇ 98.4% ਦੀ ਸਾਪੇਖਿਕ ਘਣਤਾ ਵਾਲੇ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ। ਸੂਖਮ ਢਾਂਚੇ ਨੇ ਕਾਲਮਦਾਰ ਅਨਾਜ (ਕੁਝ ਲੰਬਾਈ ਵਿੱਚ 450 µm ਤੋਂ ਵੱਧ) ਦਿਖਾਇਆ, ਅਨਾਜ ਦੀਆਂ ਸੀਮਾਵਾਂ 'ਤੇ ਛੋਟੇ ਛੇਦ ਅਤੇ ਅਨਾਜ ਦੇ ਅੰਦਰ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਕਣਾਂ ਦੇ ਨਾਲ। ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਨੇ 443 ± 27 MPa ਦੀ ਲਚਕੀਲੀ ਤਾਕਤ, 420 ± 1 GPa ਦਾ ਇੱਕ ਲਚਕੀਲਾ ਮਾਡਿਊਲਸ, ਅਤੇ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਤੋਂ 600°C ਤੱਕ ਦੀ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ 3.84 × 10⁻⁶ K⁻¹ ਦਾ ਥਰਮਲ ਵਿਸਥਾਰ ਗੁਣਾਂਕ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ, ਜੋ ਕਿ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਸਮੁੱਚੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।

PSS-SiC ਦਾ ਸੂਖਮ ਢਾਂਚਾ: (A) ਪਾਲਿਸ਼ਿੰਗ ਅਤੇ NaOH ਐਚਿੰਗ ਤੋਂ ਬਾਅਦ SEM ਚਿੱਤਰ; (BD) ਪਾਲਿਸ਼ਿੰਗ ਅਤੇ ਐਚਿੰਗ ਤੋਂ ਬਾਅਦ BSD ਚਿੱਤਰ

III. ਗਰਮ ਦਬਾਉਣ ਵਾਲੀ ਸਿੰਟਰਿੰਗ

ਹੌਟ ਪ੍ਰੈੱਸਿੰਗ (HP) ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਇੱਕ ਘਣਤਾ ਤਕਨੀਕ ਹੈ ਜੋ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਦਬਾਅ ਵਾਲੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਪਾਊਡਰ ਸਮੱਗਰੀਆਂ 'ਤੇ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ ਗਰਮੀ ਅਤੇ ਇੱਕ-ਧੁਰੀ ਦਬਾਅ ਲਾਗੂ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਉੱਚ ਦਬਾਅ ਪੋਰ ਦੇ ਗਠਨ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਰੋਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਅਨਾਜ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਅਨਾਜ ਦੇ ਸੰਯੋਜਨ ਅਤੇ ਸੰਘਣੇ ਢਾਂਚੇ ਦੇ ਗਠਨ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਉੱਚ-ਘਣਤਾ, ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਦਬਾਉਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾਤਮਕ ਪ੍ਰਕਿਰਤੀ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਇਹ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਨਾਜ ਐਨੀਸੋਟ੍ਰੋਪੀ ਨੂੰ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਪਹਿਨਣ ਵਾਲੇ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ।

ਸ਼ੁੱਧ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਨੂੰ ਬਿਨਾਂ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੇ ਘਣਤਾ ਬਣਾਉਣਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ, ਜਿਸ ਲਈ ਅਤਿ-ਉੱਚ-ਦਬਾਅ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਨਡੇਉ ਅਤੇ ਹੋਰਾਂ ਨੇ 2500°C ਅਤੇ 5000 MPa 'ਤੇ ਬਿਨਾਂ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੇ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸੰਘਣੀ SiC ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਤਿਆਰ ਕੀਤੀ; ਸਨ ਅਤੇ ਹੋਰਾਂ ਨੇ 25 GPa ਅਤੇ 1400°C 'ਤੇ 41.5 GPa ਤੱਕ ਦੀ ਵਿਕਰਸ ਕਠੋਰਤਾ ਦੇ ਨਾਲ β-SiC ਬਲਕ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ। 4 GPa ਦਬਾਅ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਲਗਭਗ 98% ਅਤੇ 99% ਦੀ ਸਾਪੇਖਿਕ ਘਣਤਾ, 35 GPa ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ, ਅਤੇ 450 GPa ਦੇ ਲਚਕੀਲੇ ਮਾਡਿਊਲਸ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 1500°C ਅਤੇ 1900°C 'ਤੇ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। 5 GPa ਅਤੇ 1500°C 'ਤੇ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਮਾਈਕ੍ਰੋਨ-ਆਕਾਰ ਦੇ SiC ਪਾਊਡਰ ਨਾਲ 31.3 GPa ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਅਤੇ 98.4% ਦੀ ਸਾਪੇਖਿਕ ਘਣਤਾ ਵਾਲੇ ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਏ।

ਹਾਲਾਂਕਿ ਇਹ ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਦਬਾਅ ਐਡਿਟਿਵ-ਮੁਕਤ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਲੋੜੀਂਦੇ ਉਪਕਰਣਾਂ ਦੀ ਗੁੰਝਲਤਾ ਅਤੇ ਉੱਚ ਕੀਮਤ ਉਦਯੋਗਿਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਵਿਹਾਰਕ ਤਿਆਰੀ ਵਿੱਚ, ਟਰੇਸ ਐਡਿਟਿਵ ਜਾਂ ਪਾਊਡਰ ਗ੍ਰੇਨੂਲੇਸ਼ਨ ਅਕਸਰ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਡ੍ਰਾਈਵਿੰਗ ਫੋਰਸ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।

4 wt.% ਫੀਨੋਲਿਕ ਰਾਲ ਨੂੰ ਇੱਕ ਐਡਿਟਿਵ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਜੋੜ ਕੇ ਅਤੇ 2350°C ਅਤੇ 50 MPa 'ਤੇ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਕਰਕੇ, 92% ਦੀ ਘਣਤਾ ਦਰ ਅਤੇ 99.998% ਦੀ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ। ਘੱਟ ਐਡਿਟਿਵ ਮਾਤਰਾਵਾਂ (ਬੋਰਿਕ ਐਸਿਡ ਅਤੇ ਡੀ-ਫਰੂਟੋਜ਼) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਅਤੇ 2050°C ਅਤੇ 40 MPa 'ਤੇ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਕਰਕੇ, 99.5% ਤੋਂ ਵੱਧ ਸਾਪੇਖਿਕ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਸਿਰਫ 556 ppm ਦੀ ਬਕਾਇਆ B ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਨਾਲ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲਾ SiC ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। SEM ਚਿੱਤਰਾਂ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ, ਦਬਾਅ ਰਹਿਤ-ਸਿੰਟਰਡ ਨਮੂਨਿਆਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਗਰਮ-ਦਬਾਏ ਹੋਏ ਨਮੂਨਿਆਂ ਵਿੱਚ ਛੋਟੇ ਅਨਾਜ, ਘੱਟ ਪੋਰਸ ਅਤੇ ਉੱਚ ਘਣਤਾ ਸੀ। ਲਚਕੀਲਾ ਤਾਕਤ 453.7 ± 44.9 MPa ਸੀ, ਅਤੇ ਲਚਕੀਲਾ ਮਾਡਿਊਲਸ 444.3 ± 1.1 GPa ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਗਿਆ।

1900°C 'ਤੇ ਹੋਲਡਿੰਗ ਸਮਾਂ ਵਧਾਉਣ ਨਾਲ, ਅਨਾਜ ਦਾ ਆਕਾਰ 1.5 μm ਤੋਂ 1.8 μm ਤੱਕ ਵਧਿਆ, ਅਤੇ ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ 155 ਤੋਂ 167 W·m⁻¹·K⁻¹ ਤੱਕ ਸੁਧਰ ਗਈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਖੋਰ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਨੂੰ ਵੀ ਵਧਾਇਆ ਗਿਆ।

1850°C ਅਤੇ 30 MPa ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ, ਦਾਣੇਦਾਰ ਅਤੇ ਐਨੀਲਡ SiC ਪਾਊਡਰ ਨੂੰ ਗਰਮ ਦਬਾਉਣ ਅਤੇ ਤੇਜ਼ ਗਰਮ ਦਬਾਉਣ ਨਾਲ ਬਿਨਾਂ ਕਿਸੇ ਐਡਿਟਿਵ ਦੇ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸੰਘਣੀ β-SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਏ, ਜਿਸਦੀ ਘਣਤਾ 3.2 g/cm³ ਅਤੇ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਤਾਪਮਾਨ ਰਵਾਇਤੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨਾਲੋਂ 150–200°C ਘੱਟ ਸੀ। ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਨੇ 2729 GPa ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ, 5.25–5.30 MPa·m^1/2 ਦੀ ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਕਠੋਰਤਾ, ਅਤੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਕ੍ਰੀਪ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ (9.9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ ਦੀ ਕ੍ਰੀਪ ਦਰ ਅਤੇ 1400°C/1450°C ਅਤੇ 100 MPa 'ਤੇ 3.8 × 10⁻⁹ s⁻¹) ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ।

(A) ਪਾਲਿਸ਼ ਕੀਤੀ ਸਤ੍ਹਾ ਦਾ SEM ਚਿੱਤਰ; (B) ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਸਤ੍ਹਾ ਦਾ SEM ਚਿੱਤਰ; (C, D) ਪਾਲਿਸ਼ ਕੀਤੀ ਸਤ੍ਹਾ ਦਾ BSD ਚਿੱਤਰ

ਪਾਈਜ਼ੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਸਰਾਵਿਕਸ ਲਈ 3D ਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ ਖੋਜ ਵਿੱਚ, ਵਸਰਾਵਿਕ ਸਲਰੀ, ਜੋ ਕਿ ਬਣਤਰ ਅਤੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਮੁੱਖ ਕਾਰਕ ਵਜੋਂ ਹੈ, ਘਰੇਲੂ ਅਤੇ ਅੰਤਰਰਾਸ਼ਟਰੀ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਫੋਕਸ ਬਣ ਗਈ ਹੈ। ਮੌਜੂਦਾ ਅਧਿਐਨ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਪਾਊਡਰ ਕਣਾਂ ਦਾ ਆਕਾਰ, ਸਲਰੀ ਲੇਸ, ਅਤੇ ਠੋਸ ਸਮੱਗਰੀ ਵਰਗੇ ਮਾਪਦੰਡ ਅੰਤਿਮ ਉਤਪਾਦ ਦੀ ਬਣਤਰ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਅਤੇ ਪਾਈਜ਼ੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਭਾਵਤ ਕਰਦੇ ਹਨ।

ਖੋਜ ਨੇ ਪਾਇਆ ਹੈ ਕਿ ਮਾਈਕ੍ਰੋਨ-, ਸਬਮਾਈਕ੍ਰੋਨ-, ਅਤੇ ਨੈਨੋ-ਆਕਾਰ ਦੇ ਬੇਰੀਅਮ ਟਾਈਟੇਨੇਟ ਪਾਊਡਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਤਿਆਰ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਸਿਰੇਮਿਕ ਸਲਰੀਆਂ ਸਟੀਰੀਓਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ LCD-SLA) ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਅੰਤਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਕਣਾਂ ਦਾ ਆਕਾਰ ਘਟਦਾ ਹੈ, ਸਲਰੀ ਲੇਸਦਾਰਤਾ ਵਿੱਚ ਕਾਫ਼ੀ ਵਾਧਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਨੈਨੋ-ਆਕਾਰ ਦੇ ਪਾਊਡਰ ਅਰਬਾਂ mPa·s ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਣ ਵਾਲੀਆਂ ਸਲਰੀਆਂ ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਮਾਈਕ੍ਰੋਨ-ਆਕਾਰ ਦੇ ਪਾਊਡਰਾਂ ਵਾਲੀਆਂ ਸਲਰੀਆਂ ਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ ਦੌਰਾਨ ਡੀਲੇਮੀਨੇਸ਼ਨ ਅਤੇ ਛਿੱਲਣ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਰੱਖਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਸਬਮਾਈਕ੍ਰੋਨ ਅਤੇ ਨੈਨੋ-ਆਕਾਰ ਦੇ ਪਾਊਡਰ ਵਧੇਰੇ ਸਥਿਰ ਬਣਤਰ ਵਿਵਹਾਰ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਸਿਰੇਮਿਕ ਨਮੂਨਿਆਂ ਨੇ 5.44 g/cm³ ਦੀ ਘਣਤਾ, ਲਗਭਗ 200 pC/N ਦਾ ਇੱਕ ਪਾਈਜ਼ੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਗੁਣਾਂਕ (d₃₃), ਅਤੇ ਘੱਟ ਨੁਕਸਾਨ ਦੇ ਕਾਰਕ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ, ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਕਨੀਕਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਗੁਣਾਂ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਦੇ ਹਨ।

ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਮਾਈਕ੍ਰੋ-ਸਟੀਰੀਓਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ, PZT-ਕਿਸਮ ਦੀਆਂ ਸਲਰੀਆਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, 75 wt.%) ਦੀ ਠੋਸ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਐਡਜਸਟ ਕਰਨ ਨਾਲ 7.35 g/cm³ ਦੀ ਘਣਤਾ ਵਾਲੇ ਸਿੰਟਰਡ ਬਾਡੀਜ਼ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਏ, ਪੋਲਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡਾਂ ਦੇ ਅਧੀਨ 600 pC/N ਤੱਕ ਦਾ ਪਾਈਜ਼ੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸਥਿਰਾਂਕ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। ਮਾਈਕ੍ਰੋ-ਸਕੇਲ ਡਿਫਾਰਮੇਸ਼ਨ ਕੰਪਨਸੇਸ਼ਨ 'ਤੇ ਖੋਜ ਨੇ ਫਾਰਮਿੰਗ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਿੱਚ ਕਾਫ਼ੀ ਸੁਧਾਰ ਕੀਤਾ, ਜਿਸ ਨਾਲ 80% ਤੱਕ ਜਿਓਮੈਟ੍ਰਿਕ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਧੀ।

PMN-PT ਪਾਈਜ਼ੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸਿਰੇਮਿਕਸ 'ਤੇ ਇੱਕ ਹੋਰ ਅਧਿਐਨ ਤੋਂ ਪਤਾ ਲੱਗਾ ਹੈ ਕਿ ਠੋਸ ਸਮੱਗਰੀ ਸਿਰੇਮਿਕ ਢਾਂਚੇ ਅਤੇ ਬਿਜਲੀ ਦੇ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਗੰਭੀਰਤਾ ਨਾਲ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। 80 wt.% ਠੋਸ ਸਮੱਗਰੀ 'ਤੇ, ਉਪ-ਉਤਪਾਦ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਗਟ ਹੁੰਦੇ ਹਨ; ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਠੋਸ ਸਮੱਗਰੀ 82 wt.% ਅਤੇ ਇਸ ਤੋਂ ਵੱਧ ਤੱਕ ਵਧੀ, ਉਪ-ਉਤਪਾਦ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਅਲੋਪ ਹੋ ਗਏ, ਅਤੇ ਸਿਰੇਮਿਕ ਢਾਂਚਾ ਸ਼ੁੱਧ ਹੋ ਗਿਆ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਕਾਫ਼ੀ ਸੁਧਾਰ ਹੋਇਆ। 82 wt.% 'ਤੇ, ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਨੇ ਅਨੁਕੂਲ ਬਿਜਲੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ: 730 pC/N ਦਾ ਇੱਕ ਪਾਈਜ਼ੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸਥਿਰਾਂਕ, 7226 ਦੀ ਸਾਪੇਖਿਕ ਅਨੁਮਤੀ, ਅਤੇ ਸਿਰਫ 0.07 ਦਾ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਨੁਕਸਾਨ।

ਸੰਖੇਪ ਵਿੱਚ, ਸਿਰੇਮਿਕ ਸਲਰੀਆਂ ਦੇ ਕਣਾਂ ਦਾ ਆਕਾਰ, ਠੋਸ ਸਮੱਗਰੀ, ਅਤੇ ਰੀਓਲੋਜੀਕਲ ਗੁਣ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀ ਸਥਿਰਤਾ ਅਤੇ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਸਗੋਂ ਸਿੰਟਰਡ ਬਾਡੀਜ਼ ਦੀ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਪਾਈਜ਼ੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਉਹ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ 3D-ਪ੍ਰਿੰਟਿਡ ਪਾਈਜ਼ੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਮੁੱਖ ਮਾਪਦੰਡ ਬਣ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।

BT/UV ਨਮੂਨਿਆਂ ਦੀ LCD-SLA 3D ਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ ਦੀ ਮੁੱਖ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ

ਵੱਖ-ਵੱਖ ਠੋਸ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਾਲੇ PMN-PT ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਦੇ ਗੁਣ

IV. ਸਪਾਰਕ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਸਿੰਟਰਿੰਗ

ਸਪਾਰਕ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਸਿੰਟਰਿੰਗ (SPS) ਇੱਕ ਉੱਨਤ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਹੈ ਜੋ ਤੇਜ਼ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਪਾਊਡਰਾਂ 'ਤੇ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ ਲਗਾਏ ਗਏ ਪਲਸਡ ਕਰੰਟ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਦਬਾਅ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ, ਕਰੰਟ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮੋਲਡ ਅਤੇ ਪਾਊਡਰ ਨੂੰ ਗਰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੂਲ ਗਰਮੀ ਅਤੇ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਥੋੜ੍ਹੇ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ 10 ਮਿੰਟਾਂ ਦੇ ਅੰਦਰ) ਕੁਸ਼ਲ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਸੰਭਵ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਤੇਜ਼ ਹੀਟਿੰਗ ਸਤਹ ਦੇ ਫੈਲਾਅ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਸਪਾਰਕ ਡਿਸਚਾਰਜ ਪਾਊਡਰ ਸਤਹਾਂ ਤੋਂ ਸੋਖੀਆਂ ਗੈਸਾਂ ਅਤੇ ਆਕਸਾਈਡ ਪਰਤਾਂ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਫੀਲਡਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮਾਈਗ੍ਰੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਰਮਾਣੂ ਪ੍ਰਸਾਰ ਨੂੰ ਵੀ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ।

ਰਵਾਇਤੀ ਗਰਮ ਦਬਾਉਣ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ, SPS ਵਧੇਰੇ ਸਿੱਧੀ ਹੀਟਿੰਗ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿ ਵਧੀਆ ਅਤੇ ਇਕਸਾਰ ਸੂਖਮ ਢਾਂਚੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਅਨਾਜ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਰੋਕਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਣ ਲਈ:

• ਬਿਨਾਂ ਕਿਸੇ ਐਡਿਟਿਵ ਦੇ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਜ਼ਮੀਨੀ SiC ਪਾਊਡਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, 2100°C ਅਤੇ 70 MPa 'ਤੇ 30 ਮਿੰਟਾਂ ਲਈ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਕਰਨ ਨਾਲ 98% ਸਾਪੇਖਿਕ ਘਣਤਾ ਵਾਲੇ ਨਮੂਨੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਏ।
• 1700°C ਅਤੇ 40 MPa 'ਤੇ 10 ਮਿੰਟ ਲਈ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਕਰਨ ਨਾਲ 98% ਘਣਤਾ ਵਾਲਾ ਘਣ SiC ਪੈਦਾ ਹੋਇਆ ਅਤੇ ਅਨਾਜ ਦਾ ਆਕਾਰ ਸਿਰਫ 30-50 nm ਰਿਹਾ।
• 80 µm ਦਾਣੇਦਾਰ SiC ਪਾਊਡਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਅਤੇ 1860°C ਅਤੇ 50 MPa 'ਤੇ 5 ਮਿੰਟ ਲਈ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਕਰਨ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ 98.5% ਸਾਪੇਖਿਕ ਘਣਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ, 28.5 GPa ਦੀ ਵਿਕਰਸ ਮਾਈਕ੍ਰੋਹਾਰਡਨੈੱਸ, 395 MPa ਦੀ ਲਚਕਦਾਰ ਤਾਕਤ, ਅਤੇ 4.5 MPa·m^1/2 ਦੀ ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਸਖ਼ਤਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਈ।

ਸੂਖਮ ਢਾਂਚਾਗਤ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਤਾਪਮਾਨ 1600°C ਤੋਂ 1860°C ਤੱਕ ਵਧਿਆ, ਪਦਾਰਥ ਦੀ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਕਾਫ਼ੀ ਘੱਟ ਗਈ, ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਪੂਰੀ ਘਣਤਾ ਦੇ ਨੇੜੇ ਪਹੁੰਚ ਗਈ।

SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਦਾ ਸੂਖਮ ਢਾਂਚਾ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਸਿੰਟਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C ਅਤੇ (D) 1860°C

V. ਐਡੀਟਿਵ ਮੈਨੂਫੈਕਚਰਿੰਗ

ਐਡੀਟਿਵ ਮੈਨੂਫੈਕਚਰਿੰਗ (AM) ਨੇ ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ ਆਪਣੀ ਪਰਤ-ਦਰ-ਪਰਤ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਕਾਰਨ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਸਿਰੇਮਿਕ ਹਿੱਸਿਆਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਹੈ। SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਲਈ, ਕਈ AM ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਬਾਈਂਡਰ ਜੈਟਿੰਗ (BJ), 3DP, ਚੋਣਵੇਂ ਲੇਜ਼ਰ ਸਿੰਟਰਿੰਗ (SLS), ਸਿੱਧੀ ਸਿਆਹੀ ਲਿਖਣਾ (DIW), ਅਤੇ ਸਟੀਰੀਓਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ (SL, DLP) ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, 3DP ਅਤੇ DIW ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ SLS ਥਰਮਲ ਤਣਾਅ ਅਤੇ ਦਰਾਰਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, BJ ਅਤੇ SL ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ, ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਵਧੇਰੇ ਫਾਇਦੇ ਪੇਸ਼ ਕਰਦੇ ਹਨ।

1. ਬਾਈਂਡਰ ਜੈਟਿੰਗ (ਬੀਜੇ)

ਬੀਜੇ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਬਾਈਂਡਰ ਤੋਂ ਬਾਂਡ ਪਾਊਡਰ ਤੱਕ ਪਰਤ-ਦਰ-ਪਰਤ ਛਿੜਕਾਅ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ, ਜਿਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਅੰਤਿਮ ਸਿਰੇਮਿਕ ਉਤਪਾਦ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਡੀਬਾਈਡਿੰਗ ਅਤੇ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਬੀਜੇ ਨੂੰ ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਘੁਸਪੈਠ (CVI) ਨਾਲ ਜੋੜ ਕੇ, ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ, ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਕ੍ਰਿਸਟਲਿਨ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ:

① BJ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕ ਗ੍ਰੀਨ ਬਾਡੀਜ਼ ਬਣਾਉਣਾ।
② 1000°C ਅਤੇ 200 ਟੌਰ 'ਤੇ CVI ਰਾਹੀਂ ਘਣਤਾਕਰਨ।
③ ਅੰਤਿਮ SiC ਸਿਰੇਮਿਕ ਦੀ ਘਣਤਾ 2.95 g/cm³, ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ 37 W/m·K, ਅਤੇ ਲਚਕੀਲਾਪਣ 297 MPa ਸੀ।

ਐਡਹਿਸਿਵ ਜੈੱਟ (BJ) ਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਚਿੱਤਰ। (A) ਕੰਪਿਊਟਰ-ਸਹਾਇਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਡਿਜ਼ਾਈਨ (CAD) ਮਾਡਲ, (B) BJ ਸਿਧਾਂਤ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਚਿੱਤਰ, (C) BJ ਦੁਆਰਾ SiC ਦੀ ਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ, (D) ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਘੁਸਪੈਠ (CVI) ਦੁਆਰਾ SiC ਦਾ ਘਣੀਕਰਨ

2. ਸਟੀਰੀਓਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ (SL)

SL ਇੱਕ UV-ਕਿਊਰਿੰਗ-ਅਧਾਰਤ ਸਿਰੇਮਿਕ ਫਾਰਮਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਉੱਚ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਅਤੇ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਬਣਤਰ ਨਿਰਮਾਣ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ ਹਨ। ਇਹ ਵਿਧੀ ਫੋਟੋਪੋਲੀਮਰਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ 3D ਸਿਰੇਮਿਕ ਗ੍ਰੀਨ ਬਾਡੀਜ਼ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਉੱਚ ਠੋਸ ਸਮੱਗਰੀ ਅਤੇ ਘੱਟ ਲੇਸਦਾਰਤਾ ਵਾਲੀਆਂ ਫੋਟੋਸੈਂਸਟਿਵ ਸਿਰੇਮਿਕ ਸਲਰੀਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਅੰਤਿਮ ਉਤਪਾਦ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਡੀਬਾਈਡਿੰਗ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

35 ਵੋਲਯੂਮ% SiC ਸਲਰੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲੇ 3D ਗ੍ਰੀਨ ਬਾਡੀਜ਼ 405 nm UV ਕਿਰਨਾਂ ਦੇ ਅਧੀਨ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ ਅਤੇ 800°C 'ਤੇ ਪੋਲੀਮਰ ਬਰਨਆਉਟ ਅਤੇ PIP ਇਲਾਜ ਦੁਆਰਾ ਹੋਰ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਨਤੀਜਿਆਂ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ 35 ਵੋਲਯੂਮ% ਸਲਰੀ ਨਾਲ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਨਮੂਨਿਆਂ ਨੇ 84.8% ਦੀ ਸਾਪੇਖਿਕ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ, 30% ਅਤੇ 40% ਨਿਯੰਤਰਣ ਸਮੂਹਾਂ ਨੂੰ ਪਛਾੜ ਦਿੱਤਾ।

ਸਲਰੀ ਨੂੰ ਸੋਧਣ ਲਈ ਲਿਪੋਫਿਲਿਕ SiO₂ ਅਤੇ ਫੀਨੋਲਿਕ ਈਪੌਕਸੀ ਰਾਲ (PEA) ਨੂੰ ਪੇਸ਼ ਕਰਕੇ, ਫੋਟੋਪੋਲੀਮਰਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸੁਧਾਰਿਆ ਗਿਆ। 1600°C 'ਤੇ 4 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ ਸਿੰਟਰ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, SiC ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ-ਪੂਰਾ ਪਰਿਵਰਤਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ 0.12% ਦੀ ਅੰਤਮ ਆਕਸੀਜਨ ਸਮੱਗਰੀ ਸੀ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਪ੍ਰੀ-ਆਕਸੀਕਰਨ ਜਾਂ ਪ੍ਰੀ-ਇਨਫਿਲਟ੍ਰੇਸ਼ਨ ਕਦਮਾਂ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ, ਗੁੰਝਲਦਾਰ-ਸੰਰਚਨਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਦੇ ਇੱਕ-ਪੜਾਅ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ।

ਛਪਾਈ ਢਾਂਚੇ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦਾ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟਾਂਤ। (A) 25°C 'ਤੇ ਸੁੱਕਣ, (B) 1000°C 'ਤੇ ਪਾਈਰੋਲਿਸਿਸ, ਅਤੇ (C) 1600°C 'ਤੇ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਨਮੂਨੇ ਦੀ ਦਿੱਖ।

ਸਟੀਰੀਓਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ 3D ਪ੍ਰਿੰਟਿੰਗ ਲਈ ਫੋਟੋਸੈਂਸਟਿਵ Si₃N₄ ਸਿਰੇਮਿਕ ਸਲਰੀਆਂ ਨੂੰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕਰਕੇ ਅਤੇ ਡੀਬਾਈਡਿੰਗ-ਪ੍ਰੀਸਿੰਟਰਿੰਗ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਏਜਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ, 93.3% ਸਿਧਾਂਤਕ ਘਣਤਾ, 279.8 MPa ਦੀ ਟੈਂਸਿਲ ਤਾਕਤ, ਅਤੇ 308.5–333.2 MPa ਦੀ ਲਚਕਦਾਰ ਤਾਕਤ ਵਾਲੇ Si₃N₄ ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਅਧਿਐਨਾਂ ਵਿੱਚ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਕਿ 45 ਵੋਲਯੂਮ% ਠੋਸ ਸਮੱਗਰੀ ਅਤੇ 10 ਸਕਿੰਟ ਐਕਸਪੋਜ਼ਰ ਸਮੇਂ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ, IT77-ਪੱਧਰ ਦੇ ਇਲਾਜ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ ਸਿੰਗਲ-ਲੇਅਰ ਗ੍ਰੀਨ ਬਾਡੀਜ਼ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ। 0.1 °C/ਮਿੰਟ ਦੀ ਹੀਟਿੰਗ ਦਰ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਡੀਬਾਈਡਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੇ ਦਰਾੜ-ਮੁਕਤ ਗ੍ਰੀਨ ਬਾਡੀਜ਼ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕੀਤੀ।

ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਸਟੀਰੀਓਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ ਵਿੱਚ ਅੰਤਿਮ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਕਦਮ ਹੈ। ਖੋਜ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ ਕਿ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਏਡਜ਼ ਨੂੰ ਜੋੜਨ ਨਾਲ ਸਿਰੇਮਿਕ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸੁਧਾਰਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਉੱਚ-ਘਣਤਾ ਵਾਲੇ Si₃N₄ ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਲਈ CeO₂ ਨੂੰ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਏਡ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ-ਸਹਾਇਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤਦੇ ਹੋਏ, CeO₂ ਨੂੰ ਅਨਾਜ ਦੀਆਂ ਸੀਮਾਵਾਂ 'ਤੇ ਵੱਖ ਕਰਨ ਲਈ ਪਾਇਆ ਗਿਆ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਅਨਾਜ ਦੀ ਸੀਮਾ ਸਲਾਈਡਿੰਗ ਅਤੇ ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਨੇ ਵਿਕਰਸ ਦੀ HV10/10 (1347.9 ± 2.4) ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਅਤੇ (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/² ਦੀ ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਕਠੋਰਤਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ। MgO–Y₂O₃ ਨੂੰ ਐਡਿਟਿਵ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਸਿਰੇਮਿਕ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਟ੍ਰਕਚਰ ਸਮਰੂਪਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਕਾਫ਼ੀ ਵਾਧਾ ਹੋਇਆ। 8 wt.% ਦੇ ਕੁੱਲ ਡੋਪਿੰਗ ਪੱਧਰ 'ਤੇ, ਲਚਕਦਾਰ ਤਾਕਤ ਅਤੇ ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 915.54 MPa ਅਤੇ 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਗਈ।

VI. ਸਿੱਟਾ

ਸੰਖੇਪ ਵਿੱਚ, ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (SiC) ਸਿਰੇਮਿਕਸ, ਇੱਕ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਸਿਰੇਮਿਕ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ, ਏਰੋਸਪੇਸ ਅਤੇ ਅਤਿ-ਸਥਿਤੀ ਵਾਲੇ ਉਪਕਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਇਸ ਪੇਪਰ ਨੇ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਲਈ ਪੰਜ ਆਮ ਤਿਆਰੀ ਰੂਟਾਂ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਢੰਗ ਨਾਲ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕੀਤਾ - ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਸਿੰਟਰਿੰਗ, ਪ੍ਰੈਸ਼ਰ ਰਹਿਤ ਸਿੰਟਰਿੰਗ, ਹੌਟ ਪ੍ਰੈਸਿੰਗ, ਸਪਾਰਕ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਸਿੰਟਰਿੰਗ, ਅਤੇ ਐਡਿਟਿਵ ਨਿਰਮਾਣ - ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਘਣਤਾ ਵਿਧੀਆਂ, ਮੁੱਖ ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਅਨੁਕੂਲਨ, ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ, ਅਤੇ ਸੰਬੰਧਿਤ ਫਾਇਦਿਆਂ ਅਤੇ ਸੀਮਾਵਾਂ 'ਤੇ ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਚਰਚਾਵਾਂ ਦੇ ਨਾਲ।

ਇਹ ਸਪੱਸ਼ਟ ਹੈ ਕਿ ਉੱਚ ਸ਼ੁੱਧਤਾ, ਉੱਚ ਘਣਤਾ, ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਬਣਤਰਾਂ ਅਤੇ ਉਦਯੋਗਿਕ ਵਿਵਹਾਰਕਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਲੱਖਣ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਐਡੀਟਿਵ ਨਿਰਮਾਣ ਤਕਨਾਲੋਜੀ, ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਗੁੰਝਲਦਾਰ-ਆਕਾਰ ਵਾਲੇ ਅਤੇ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਹਿੱਸਿਆਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਵਿੱਚ ਮਜ਼ਬੂਤ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਿਖਾਈ ਹੈ, ਸਟੀਰੀਓਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ ਅਤੇ ਬਾਈਂਡਰ ਜੈਟਿੰਗ ਵਰਗੇ ਉਪ-ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਸਫਲਤਾਵਾਂ ਦੇ ਨਾਲ, ਇਸਨੂੰ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕ ਤਿਆਰੀ ਲਈ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਿਕਾਸ ਦਿਸ਼ਾ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕ ਤਿਆਰੀ 'ਤੇ ਭਵਿੱਖ ਦੀ ਖੋਜ ਨੂੰ ਡੂੰਘਾਈ ਨਾਲ ਜਾਣ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਹੈ, ਪ੍ਰਯੋਗਸ਼ਾਲਾ-ਪੈਮਾਨੇ ਤੋਂ ਵੱਡੇ-ਪੈਮਾਨੇ, ਬਹੁਤ ਭਰੋਸੇਮੰਦ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਨਾ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਉੱਚ-ਅੰਤ ਦੇ ਉਪਕਰਣ ਨਿਰਮਾਣ ਅਤੇ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੀ ਸੂਚਨਾ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਸਮੱਗਰੀ ਸਹਾਇਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਨਾ।

XKH ਇੱਕ ਉੱਚ-ਤਕਨੀਕੀ ਉੱਦਮ ਹੈ ਜੋ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਸਿਰੇਮਿਕ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੀ ਖੋਜ ਅਤੇ ਉਤਪਾਦਨ ਵਿੱਚ ਮਾਹਰ ਹੈ। ਇਹ ਗਾਹਕਾਂ ਲਈ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (SiC) ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਹੱਲ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਨ ਲਈ ਸਮਰਪਿਤ ਹੈ। ਕੰਪਨੀ ਕੋਲ ਉੱਨਤ ਸਮੱਗਰੀ ਤਿਆਰੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਅਤੇ ਸਟੀਕ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ ਹਨ। ਇਸਦਾ ਕਾਰੋਬਾਰ ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੇ SiC ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਦੀ ਖੋਜ, ਉਤਪਾਦਨ, ਸਟੀਕ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਅਤੇ ਸਤਹ ਇਲਾਜ ਨੂੰ ਸ਼ਾਮਲ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ, ਨਵੀਂ ਊਰਜਾ, ਏਰੋਸਪੇਸ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਸਿਰੇਮਿਕ ਹਿੱਸਿਆਂ ਲਈ ਹੋਰ ਖੇਤਰਾਂ ਦੀਆਂ ਸਖ਼ਤ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਪਰਿਪੱਕ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਐਡਿਟਿਵ ਨਿਰਮਾਣ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਦਾ ਲਾਭ ਉਠਾਉਂਦੇ ਹੋਏ, ਅਸੀਂ ਗਾਹਕਾਂ ਨੂੰ ਮਟੀਰੀਅਲ ਫਾਰਮੂਲਾ ਅਨੁਕੂਲਨ, ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਢਾਂਚੇ ਦੇ ਗਠਨ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਸਟੀਕ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਤੱਕ ਇੱਕ-ਸਟਾਪ ਸੇਵਾ ਦੀ ਪੇਸ਼ਕਸ਼ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ, ਇਹ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹੋਏ ਕਿ ਉਤਪਾਦਾਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ, ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਅਤੇ ਖੋਰ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਹੈ।