ग्राहक की चुनौती
स्विस संस्थान को अपने अल्ट्रा-हाई-प्योरिटी सिरेमिक सिंटरिंग प्रक्रियाओं (1700°C+) में पारंपरिक एल्यूमिना और ग्रेफाइट सैगर्स के साथ महत्वपूर्ण सीमाएँ थीं:
- संदूषण जोखिम: एल्यूमिना सैगर्स ने क्षारीय आयनों को सिरेमिक पाउडर में मिलाया, जिससे एयरोस्पेस घटकों के लिए सामग्री की शुद्धता से समझौता हुआ।
- थर्मल शॉक विफलताएँ: 50 थर्मल चक्रों के बाद ग्रेफाइट सैगर्स में दरारें आ गईं, जिससे महंगे आर एंड डी प्रयोगों में नमूना हानि हुई।
- प्रक्रिया अक्षमता: बार-बार प्रतिस्थापन और सफाई चक्रों ने परियोजना समय-सीमा को 30% तक विलंबित कर दिया।
मुख्य दर्द बिंदु:
- उच्च मूल्य वाले आर एंड डी में सामग्री की शुद्धता बनाए रखने में असमर्थता।
- अत्यधिक थर्मल साइक्लिंग वातावरण में कम सेवा जीवन।
- विफल प्रयोगों और डाउनटाइम से उच्च लागत।
केगु समाधान
केगु ने विकसित किया सिरेमिक / लिथियम बैटरी / धातु विज्ञान उद्योगों के लिए प्रेशरलेस सिंटर्ड SiC सैगर अल्ट्रा-क्लीन, उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए तैयार:
तकनीकी नवाचार
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शुद्धता-अनुकूलित डिज़ाइन
- सामग्री संरचना: 99.9% शुद्ध SiC (धातु अशुद्धता सामग्री <50 पीपीएम), स्विस सेंटर फॉर इलेक्ट्रॉनिक्स एंड माइक्रो टेक्नोलॉजी (CSEM) द्वारा प्रमाणित।
- सतह खत्म: पाउडर के चिपकने को कम करने और आसान सफाई सुनिश्चित करने के लिए Ra ≤ 0.5μm तक पॉलिश किया गया।
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अत्यधिक पर्यावरण प्रदर्शन
- तापमान सीमा: कमरे के तापमान से 1800°C, बिना दरार के 1000+ थर्मल चक्र (-20°C से 1800°C) का सामना करना।
- संक्षारण प्रतिरोध: सिरेमिक संश्लेषण में उपयोग किए जाने वाले आक्रामक फ्लक्स (जैसे, Na2CO3, K2O) से अप्रभावित।
- थर्मल चालकता: 140 W/m·K, समान हीटिंग को सक्षम करना और सिंटरिंग समय को 20% तक कम करना।
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ट्रेसबिलिटी और गुणवत्ता नियंत्रण
- कच्चे माल की शुद्धता: SiC पाउडर अल्ट्रा-क्लीन क्वार्ट्ज जमा (ISO 14001-प्रमाणित खनन) से प्राप्त किया गया।
- उत्पादन प्रक्रिया: ऑक्सीजन-प्रेरित दोषों को खत्म करने के लिए आर्गन वातावरण में 2200°C पर 20 घंटे के लिए वैक्यूम सिंटरिंग।
- परीक्षण प्रोटोकॉल:
- तत्वीय शुद्धता के लिए XRF विश्लेषण (SGS स्विट्जरलैंड द्वारा आयोजित)।
- सिरेमिक घोल के साथ सतह ऊर्जा संगतता के लिए डायन परीक्षण।
आर एंड डी सहयोग
- कस्टम प्रोटोटाइपिंग: माइक्रो-स्केल सिंटरिंग प्रयोगों के लिए सह-विकसित 50mm³ मिनी-सैगर।
- डेटा साझाकरण: ग्राहक के सिंटरिंग परीक्षणों के दौरान वास्तविक समय थर्मल इमेजिंग डेटा प्रदान किया।
- प्रशिक्षण सहायता: ग्राहक की अनुसंधान टीम के लिए SiC सैगर रखरखाव पर एक तकनीकी कार्यशाला आयोजित की।
परिणाम
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शुद्धता और प्रक्रिया सुधार
- संदूषण समाप्त: क्षारीय आयन लीचिंग को 1000ppm से घटाकर <50ppm कर दिया गया, जो एयरोस्पेस सामग्री मानकों (जैसे, ASTM F2924) को पूरा करता है।
- सिंटरिंग दक्षता: चक्र समय 48 घंटे से घटाकर 38 घंटे कर दिया गया, जिससे आर एंड डी थ्रूपुट में तेजी आई।
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लागत और विश्वसनीयता लाभ
- सेवा जीवन 1000+ चक्रों तक बढ़ाया गया: ग्रेफाइट सैगर्स की तुलना में 20 गुना अधिक, प्रतिस्थापन लागत में कटौती 95%.
- प्रयोगात्मक विफलता दर 85% तक गिर गई: थर्मल साइक्लिंग में लगातार प्रदर्शन ने नमूना हानि को समाप्त कर दिया।
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बाजार प्रभाव
- ग्राहक के नए सिरेमिक कंपोजिट (केगु सैगर्स का उपयोग करके विकसित) ने 2024 स्विस प्रौद्योगिकी पुरस्कार एयरोस्पेस नवाचार के लिए जीता।
- केगु को उच्च-शुद्धता वाली सामग्रियों के लिए ग्राहक के सार्वजनिक खरीद डेटाबेस में एक पसंदीदा आपूर्तिकर्ता के रूप में सूचीबद्ध किया गया था।
मुख्य डेटा तुलना
| पैरामीटर | केगु SiC सैगर्स | पारंपरिक एल्यूमिना सैगर्स | ग्रेफाइट सैगर्स |
|---|---|---|---|
| अधिकतम सेवा तापमान | 1800°C | 1600°C | 1500°C |
| थर्मल चक्र (विफलता तक) | 1000+ चक्र | 50 चक्र | 50 चक्र |
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