সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকস Si3n4 সিরামিকস ঘূর্ণায়মান বল / রোলার বিয়ারিং

সিলিকন নাইট্রাইডের প্রকারভেদ

সিলিকন নাইট্রাইড তৈরি করতে বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়, যা সামান্য ভিন্ন বৈশিষ্ট্যযুক্ত উপাদান তৈরি করে।

• বিক্রিয়া-বন্ডেড সিলিকন নাইট্রাইড (RBSN)

• সিন্টারড বিক্রিয়া-বন্ডেড সিলিকন নাইট্রাইড (SRBSN)

• গ্যাস প্রেসার সিন্টারড সিলিকন নাইট্রাইড (GPSN)

• হট প্রেসড সিলিকন নাইট্রাইড (HPSN)

• হট আইসোস্ট্যাটিক্যালি প্রেসড সিলিকন নাইট্রাইড (HIP-SN)

বিক্রিয়া-বন্ডেড সিলিকন নাইট্রাইড (RBSN)

সিলিকন নাইট্রাইডের প্রথম দিনগুলোতে, এটি বিক্রিয়া বন্ধনের মাধ্যমে তৈরি করা হতো কারণ সিলিকন নাইট্রাইড পাউডার তৈরি করা কঠিন ছিল। এই পদ্ধতিতে, একটি সিলিকন কমপ্যাক্টকে নাইট্রোজেন সমৃদ্ধ পরিবেশে উত্তপ্ত করা হয় – নাইট্রোজেন সিলিকন পাউডারের সাথে আবদ্ধ হয়ে একটি ছিদ্রযুক্ত এবং সম্পূর্ণরূপে ঘন নয় এমন সিলিকন নাইট্রাইড বডি তৈরি করে। এই প্রক্রিয়ায় সামান্য সংকোচন হয়, যা গ্রিন-মেশিনিং (সিন্টারিং-এর আগে কমপ্যাক্ট মেশিনিং) খুবই কার্যকর করে তোলে। RBSN-এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য ভালো নয়, কারণ এর ঘনত্ব সীমিত (প্রায় 70 – 85%)। এছাড়াও, এর কম ঘনত্বের কারণে ছিদ্রযুক্ত গঠন উচ্চ জারণের হার এবং দুর্বল ক্ষয় প্রতিরোধের কারণ হয়। সাধারণত এটি উচ্চ-তাপমাত্রা/তাপীয় শক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

সিন্টারড বিক্রিয়া-বন্ডেড সিলিকন নাইট্রাইড (SRBSN)

বিক্রিয়া বন্ডেড সিন্টারড পদ্ধতিটি উপরের মতোই প্রক্রিয়া ব্যবহার করে, তবে মূল পাউডারে সিন্টারিং সহায়ক উপাদান (তরল-ফেজ সিন্টারিং-এর প্রচারের জন্য) অন্তর্ভুক্ত করা হয় এবং অতিরিক্ত সিন্টারিং প্রক্রিয়া অনুসরণ করা হয়। সিলিকা কমপ্যাক্ট নাইট্রাইড হওয়ার পরে, ছিদ্রযুক্ত সিলিকন নাইট্রাইড বডিটিকে একটি উচ্চ-চাপ নাইট্রাইডিং ফার্নেসে রাখা হয় ছিদ্রগুলি অপসারণ করতে এবং আরও ঘন পণ্য তৈরি করতে। এই পদ্ধতিটি বেশ পুরনো এবং প্রাথমিকভাবে ব্যবহৃত হত কারণ প্রথম দিকে সিলিকন নাইট্রাইড পাউডার তৈরি করা কঠিন ছিল।

গ্যাস প্রেসার সিন্টারড সিলিকন নাইট্রাইড (GPSN)

উচ্চ-শক্তি এবং জটিল জ্যামিতি সম্পন্ন সিলিকন নাইট্রাইড উপাদান তৈরির জন্য এটি সবচেয়ে জনপ্রিয় পদ্ধতি। GPSN পদ্ধতিতে একটি সিলিকন নাইট্রাইড পাউডার ব্যবহার করা হয় যা তরল-ফেজ সিন্টারিং-এর প্রচারের জন্য সিন্টারিং সহায়ক উপাদান (সাধারণত ইট্রিয়া, ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড এবং/অথবা অ্যালুমিনা) এবং সেইসাথে গ্রিন সিরামিক বডির যান্ত্রিক শক্তি উন্নত করতে বাইন্ডারগুলির সাথে মিশ্রিত করা হয়েছে। পাউডারটিকে পছন্দসই আকারে চাপ দেওয়া হয় এবং গ্রিন-মেশিনিং করা যেতে পারে। তারপর কমপ্যাক্টগুলিকে একটি ফার্নেসে স্থাপন করা হয় যেখানে সিলিকন, নাইট্রোজেন এবং অ্যাডিটিভগুলির বাষ্পীভবন/বিয়োজন রোধ করতে একটি চাপযুক্ত নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডল থাকে।

গ্যাস প্রেসার সিন্টারড সিলিকন নাইট্রাইড (GPSN)

Precision Ceramics স্ট্যান্ডার্ড সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক রডের একটি পরিসর মজুত করে, যা চমৎকার সারফেস ফিনিশিং-এর জন্য তৈরি করা হয়েছে। এই রডগুলি বিয়ারিং, পিস্টন, ইঞ্জিন উপাদান বা অন্যান্য বিভিন্ন অ্যাসেম্বলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এছাড়াও, Precision Ceramics কাস্টম সিলিকন নাইট্রাইড উপাদান তৈরির জন্য সম্পূর্ণ মেশিনিং/গ্রাইন্ডিং পরিষেবা সরবরাহ করে।

হট প্রেসড সিলিকন নাইট্রাইড (HPSN)

HPSN তৈরি করা হয় একই সাথে তাপ প্রয়োগ করে সিলিকন নাইট্রাইড পাউডার (সিন্টারিং অ্যাডিটিভ সহ) এক অক্ষীয়ভাবে চাপ দিয়ে। এই প্রক্রিয়ার জন্য একটি বিশেষ ধরনের প্রেস এবং ডাই প্রয়োজন। এটি চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সহ একটি সিলিকন নাইট্রাইড তৈরি করে, তবে শুধুমাত্র সাধারণ আকার তৈরি করা যেতে পারে। যেহেতু হট-প্রেস করা উপাদান গ্রিন-মেশিন করা সম্ভব নয়, তাই জটিল জ্যামিতি তৈরি করার একমাত্র উপায় হল হীরক গ্রাইন্ডিং। হীরক গ্রাইন্ডিং এবং হট-প্রেসিং-এর সাথে জড়িত উচ্চ খরচ এবং অসুবিধার কারণে, এর ব্যবহার সাধারণত ছোট পরিমাণে সাধারণ উপাদান তৈরির মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে।

হট আইসোস্ট্যাটিক্যালি প্রেসড সিলিকন নাইট্রাইড (HIP-SN)

এই পদ্ধতিটি উচ্চ চাপ এবং উচ্চ তাপমাত্রা ব্যবহার করে সিলিকন নাইট্রাইড পাউডারকে একত্রিত করে। একটি বন্ধ ছিদ্রযুক্ত সিলিকন নাইট্রাইড বডিকে 2000 বার পর্যন্ত একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাসের মাধ্যমে আইসোস্ট্যাটিক্যালি চাপ দেওয়া হয় (সমস্ত দিকে অভিন্ন চাপ) যখন চেম্বারটি একই সাথে উত্তপ্ত করা হয়। এই প্রক্রিয়াটি সিন্টারিং করার সময় উপাদান থেকে কোনো ছিদ্র/ত্রুটি কার্যকরভাবে বের করে দেয় এবং ঘনত্বকে তাত্ত্বিকের কাছাকাছি নিয়ে আসে। HIPing যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে, তবে এটি একটি ব্যয়বহুল প্রক্রিয়া যা সাধারণত খুব নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে ব্যবহৃত হয়।

সিলিকন নাইট্রাইড মেশিনিং

সিলিকন নাইট্রাইড সবুজ, বিস্কুট বা সম্পূর্ণরূপে ঘন অবস্থায় মেশিনিং করা যেতে পারে। সবুজ বা বিস্কুট আকারে থাকাকালীন এটি অপেক্ষাকৃত সহজে জটিল জ্যামিতিতে মেশিনিং করা যেতে পারে। যাইহোক, উপাদানটিকে সম্পূর্ণরূপে ঘন করার জন্য প্রয়োজনীয় সিন্টারিং প্রক্রিয়াটি সিলিকন নাইট্রাইড বডিকে প্রায় 20% সঙ্কুচিত করে। এই সংকোচন মানে হল সিলিকন নাইট্রাইড প্রি-সিন্টারিং মেশিনিং করার সময় খুব টাইট সহনশীলতা বজায় রাখা অসম্ভব। খুব টাইট সহনশীলতা অর্জনের জন্য, সম্পূর্ণরূপে সিন্টার করা উপাদানটি হীরক সরঞ্জাম দিয়ে মেশিনিং/গ্রাইন্ড করতে হবে। এই প্রক্রিয়াটিতে পছন্দসই আকার তৈরি না হওয়া পর্যন্ত উপাদানটি ঘষে ফেলতে একটি অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট হীরক-প্রলিপ্ত সরঞ্জাম/চাকা ব্যবহার করা হয়। উপাদানের অন্তর্নিহিত কঠোরতা এবং কাঠিন্যের কারণে, এটি একটি সময়সাপেক্ষ এবং ব্যয়বহুল প্রক্রিয়া হতে পারে।