এসআইসি/আল ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটের প্রয়োগ এবং প্রস্তুতি

Sep 09, 2025 একটি বার্তা রেখে যান

মহাকাশ ক্ষেত্রে, ব্রিটিশ অ্যারোস্পেস মেটাল ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটস (AMC) কোম্পানি দ্বারা তৈরি উচ্চ মডুলাস ক্লান্তি-প্রতিরোধী SiC/Al কম্পোজিট উপাদান সফলভাবে EC-120 বেসামরিক হেলিকপ্টারে প্রয়োগ করা হয়েছে। প্রতিরক্ষা বিভাগের "শিরোনাম E" প্রকল্পের সহায়তার অধীনে, DWA কম্পোজিট কোম্পানি এবং লকহিড মার্টিন কর্পোরেশন, বায়ুসেনার সহযোগিতায়, মূল 2214 অ্যালুমিনিয়াম ফাইটার অ্যালুমিনিয়াম অ্যালুমিনিয়ামের মূল 2214 ফাইট স্কিন-এর প্রতিস্থাপনের জন্য SiCp/6092Al যৌগিক উপাদানগুলিকে কী লোড হিসাবে প্রস্তুত করতে পাউডার ধাতুবিদ্যা পদ্ধতি ব্যবহার করেছে৷ এটি 50% দ্বারা কঠোরতা এবং পরিষেবা জীবন 17 গুণ বৃদ্ধি করেছে, 1,000 ঘন্টার কম থেকে 8,000 ঘন্টার পরিকল্পিত পূর্ণ জীবন পর্যন্ত, চমৎকার পরিষেবা কার্যকারিতা প্রদর্শন করে। মার্কিন বিমান বাহিনী এটিকে F16 ফাইটারের ভেন্ট্রাল ফিনের অতিরিক্ত অংশ হিসেবে গ্রহণ করেছে এবং ধীরে ধীরে মূল অংশগুলি প্রতিস্থাপন করছে। অতিরিক্তভাবে, SiCp/2009Al যৌগিক উপাদান F-168 ফাইটারের হাইড্রোলিক ব্রেক সিলিন্ডার, বোয়িং 777 ইঞ্জিনের ফ্যান আউটলেট গাইড ভ্যান, হেলিকপ্টার রোটর সিস্টেমের সংযোগ অংশ, এবং বড় যাত্রীবাহী বিমানের উৎপাদনে প্রয়োগ করা হয়েছে। ইলেকট্রনিক উপাদানের ক্ষেত্রে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে IBM MCMs ডিভাইসের প্যাকেজিং এবং কুলিং সিস্টেমে SiC/Al কম্পোজিট উপাদান প্রয়োগ করেছে, যা ডিভাইসগুলির দ্রুত তাপ অপচয় করার ক্ষমতা বাড়িয়েছে। 1990-এর দশকে, এলইসি কোম্পানি EV1 যাত্রীবাহী গাড়িতে Cu/W সংকর ধাতু প্রতিস্থাপন করতে SiC/Al যৌগিক উপকরণ ব্যবহার করেছিল [32]। মার্কিন সামরিক বাহিনী ক্ষেপণাস্ত্র জড়ীয় উপাদানগুলির যন্ত্রের শেলগুলিতে বেরিলিয়াম অ্যালয় এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলিকে প্রতিস্থাপন করতে SiCp/আল-ভিত্তিক যৌগিক উপাদানগুলিও ব্যবহার করেছে এবং এই উপাদানটিকে তৃতীয় প্রজন্মের অ্যারোস্পেস ইনর্শিয়াল ডিভাইস উপাদান হিসাবে তালিকাভুক্ত করেছে।

পরিধান-প্রতিরোধী উপকরণের ক্ষেত্রে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ডুরালকান স্বয়ংচালিত ব্রেক ডিস্ক তৈরিতে SiC/Al কম্পোজিট উপাদান প্রয়োগ করেছে, শুধুমাত্র ওজন 40% থেকে 60% পর্যন্ত কমিয়েছে না, বরং ব্রেক ডিস্কের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেছে, তাপ বিচ্ছিন্নকরণ এবং পুনরায় ব্যবহার করার সময় তাপ নিয়ন্ত্রণে আনে। অতিরিক্তভাবে, কোম্পানি এটি স্বয়ংচালিত ইঞ্জিন পিস্টন, গিয়ারবক্স এবং অন্যান্য স্বয়ংচালিত অংশগুলিতে ব্যবহার করেছে। ফলস্বরূপ, SiC/Al যৌগিক উপাদানগুলি বিভিন্ন অটোমোবাইলের ব্রেক প্যাডে পরিধান-প্রতিরোধী উপাদান হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। ঢালাই, পাউডার ধাতুবিদ্যা, অনুপ্রবেশ, ইন-সিটু সংশ্লেষণ, এবং আধা-কঠিন আলোড়ন ঢালাই সহ SiC/Al-ভিত্তিক যৌগিক উপকরণ প্রস্তুত করার জন্য অনেকগুলি পদ্ধতি রয়েছে৷ সাধারণ পদ্ধতি হল ঢালাই, পাউডার ধাতুবিদ্যা, এবং অনুপ্রবেশ। পাউডার ধাতুবিদ্যায় কাঁচামাল হিসেবে ধাতব পাউডার বা ধাতু এবং অ{12} ধাতুর পাউডারের মিশ্রণ ব্যবহার করা হয় এবং গঠন এবং সিন্টারিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে এটি সংকর ধাতু, যৌগিক উপকরণ বা অন্যান্য ধরনের উপকরণে তৈরি করা হয়। প্রথম ধাপ হল প্রয়োজনীয় পাউডার প্রস্তুত করা, যা বিশেষ পাউডার ইঞ্জিনিয়ারিং গবেষণার বিষয় হতে পারে। তারপর, পাউডার গঠন, সিন্টারিং প্রক্রিয়া এবং পরবর্তী তাপ প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে, পছন্দসই উপাদান প্রাপ্ত হয়। পাউডার ধাতুবিদ্যার সুবিধা হল এটি অবাধে রিইনফোর্সিং ফেজ এবং ম্যাট্রিক্সের সংমিশ্রণকে সামঞ্জস্য করতে পারে, উপাদান গঠনের অভিন্ন বন্টন নিশ্চিত করে এবং প্রক্রিয়াটি তুলনামূলকভাবে সহজ। যাইহোক, পাউডার ধাতুবিদ্যা বড়-আকারের এবং কাঠামোগতভাবে জটিল সমাপ্ত পণ্য তৈরি করা কঠিন, এবং উত্পাদন প্রক্রিয়াটি সরঞ্জামের জন্য উচ্চ প্রয়োজনীয়তার সাথে দীর্ঘ। তা সত্ত্বেও, পাউডার ধাতুবিদ্যা SiC/Al-ভিত্তিক যৌগিক উপকরণ প্রস্তুত করার জন্য অপেক্ষাকৃত উন্নত পদ্ধতি হিসেবে রয়ে গেছে। কাস্টিং পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে স্কুইজ কাস্টিং এবং স্টির কাস্টিং। এর মধ্যে, স্কুইজ ঢালাইয়ের মাধ্যমে SiC/Al কম্পোজিট উপাদানগুলি প্রস্তুত করার দুটি উপায় রয়েছে: 1. তরল Al ধাতুতে SiC যোগ করুন, সমানভাবে নাড়ুন, এবং তারপর এটিকে ছাঁচে ইনজেক্ট করুন স্কুইজ ঢালাইয়ের জন্য. 2. SiC কে একটি প্রিফর্মে তৈরি করুন এবং এটিকে ছাঁচে রাখুন, তারপরে চাপ প্রয়োগ করুন এবং সমস্ত তরল তৈরি করতে চাপ প্রয়োগ করুন। ঢালাই স্কুইজ কাস্টিংয়ের সুবিধাগুলি এর সহজ এবং সহজ প্রক্রিয়া, কয়েকটি এবং দক্ষ উত্পাদন পদক্ষেপ, কম উত্পাদন খরচ এবং জটিল আকৃতির তৈরি পণ্যগুলি তৈরি করার ক্ষমতার মধ্যে রয়েছে। যাইহোক, স্কুইজ ঢালাই প্রক্রিয়া চলাকালীন, SiC কণাগুলি অবক্ষয় হতে পারে, যার ফলে একটি অসম বন্টন হতে পারে।

The advantage of powder metallurgy lies DWA Composites of the United States

স্টির ঢালাই পদ্ধতিতে তরল Al ধাতুতে SiC যোগ করা এবং একটি ছাঁচে ঢালার আগে এটিকে একজাতীয় করার জন্য মিশ্র ধাতব তরলকে নাড়া দেওয়া জড়িত। স্টির কাস্টিং পদ্ধতির সুবিধা হল এর সরলতা, অল্প এবং দক্ষ উৎপাদন পদক্ষেপ, কম উৎপাদন খরচ, এবং জটিল-আকৃতির তৈরি পণ্য তৈরি করার ক্ষমতা। যাইহোক, যদি SiC কণা খুব ছোট হয়, তাহলে তারা একত্রিত হতে থাকে। নাড়াও সহজে অন্তর্ভুক্তি এবং গ্যাস প্রবর্তন করে। ঢালাইয়ের মাধ্যমে SiC/Al কম্পোজিট প্রস্তুত করার সময়, গুরুতর ইন্টারফেসিয়াল প্রতিক্রিয়া দেখা দেয় এবং কাস্ট ইনগটের অনেকগুলি সেকেন্ডারি প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন হয়। চাপহীন অনুপ্রবেশ এবং চাপ অনুপ্রবেশ সহ অনুপ্রবেশ পদ্ধতির দুটি প্রধান রূপ রয়েছে। চাপবিহীন অনুপ্রবেশ তুলনামূলকভাবে সহজ এবং এটি 1989 সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে ল্যানক্সাইড কোম্পানি দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল, এইভাবে এটি ল্যানক্সাইড প্রক্রিয়া হিসাবেও পরিচিত। এটি একটি নিয়ন্ত্রিত বায়ুমণ্ডলের চুল্লিতে ম্যাট্রিক্স আল খাদকে তরল তাপমাত্রার উপরে গরম করা জড়িত; তারপর, খাদ দ্রবণকে চাপ প্রয়োগ না করেই SiC প্রিফর্মে অনুপ্রবেশ করার অনুমতি দেওয়া হয়। চাপের অনুপ্রবেশের পার্থক্য হল চাপ প্রয়োগ, যা অনুপ্রবেশ ঢালাইয়ের অনুরূপ এবং আরও বিশদভাবে বলা হবে না। অনুপ্রবেশ একটি কম খরচে{11}}ও সহজ প্রস্তুতি প্রযুক্তি। অতএব, এটি প্রায়শই উচ্চ আয়তনের ভগ্নাংশের সাথে SiCp/Al ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট প্রস্তুত করতে ব্যবহৃত হয় এবং প্রাপ্ত উপকরণগুলিতে SiC কণাগুলি তুলনামূলকভাবে সমানভাবে বিতরণ করা হয়। পরিপক্ক চাপহীন অনুপ্রবেশ{14}}প্রস্তুত SiC/Al কম্পোজিট এমনকি ইলেকট্রনিক প্যাকেজিংয়ে প্রয়োগ করা হয়েছে। যাইহোক, এই পদ্ধতিটি প্রিফর্ম দ্বারা প্রবর্তিত উচ্চ ছিদ্রকে নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন, এটি আরও নির্ভুল উপকরণ উপকরণগুলিতে প্রয়োগ করা কঠিন করে তোলে।