সিলিকন এবং নাইট্রোজেনের সমন্বয়ে গঠিত একটি অ ধাতব যৌগ, সিলিকন নাইট্রাইড (Si3N4) এছাড়াও যান্ত্রিক, তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলির সবচেয়ে অভিযোজিত মিশ্রণের সাথে একটি উন্নত সিরামিক উপাদান। উপরন্তু, বেশিরভাগ অন্যান্য সিরামিকের তুলনায়, এটি একটি উচ্চ-পারফরম্যান্স সিরামিক যার একটি নিম্ন তাপ সম্প্রসারণ সহগ যা চমৎকার তাপীয় শক প্রতিরোধের প্রস্তাব করে।

বৈশিষ্ট্য

এর কম তাপীয় সম্প্রসারণ সহগের কারণে, উপাদানটির একটি খুব উচ্চ তাপীয় শক প্রতিরোধের এবং ভাল ফ্র্যাকচার শক্ততা রয়েছে। Si3N4 ওয়ার্কপিস প্রভাব এবং শক প্রতিরোধী। এই ওয়ার্কপিসগুলি 1400 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত অপারেশন তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে এবং রাসায়নিক, ক্ষয়কারী প্রভাব এবং অ্যালুমিনিয়ামের মতো নির্দিষ্ট গলিত ধাতুগুলির পাশাপাশি অ্যাসিড এবং ক্ষারীয় দ্রবণগুলির বিরুদ্ধে প্রতিরোধী। আরেকটি বৈশিষ্ট্য হল এর কম ঘনত্ব। এটির কম ঘনত্ব 3.2 থেকে 3.3 g/cm3, যা প্রায় অ্যালুমিনিয়ামের মতো হালকা (2.7 g/cm3), এবং এটির সর্বাধিক নমন শক্তি ≥900 MPa।

এছাড়াও, Si3N4 উচ্চ-তাপমাত্রার শক্তি এবং ক্রীপ প্রতিরোধের মতো বেশিরভাগ ধাতুর উচ্চ-তাপমাত্রার বৈশিষ্ট্যগুলিকে অতিক্রম করে পরিধানের জন্য উচ্চ প্রতিরোধের দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এটি ক্রীপ এবং অক্সিডেশন প্রতিরোধের একটি উচ্চতর মিশ্রণ সরবরাহ করে এবং বেশিরভাগ ধাতুর উচ্চ-তাপমাত্রার ক্ষমতাকে ছাড়িয়ে যায়। এর কম তাপ পরিবাহিতা এবং শক্তিশালী পরিধান প্রতিরোধের জন্য ধন্যবাদ, এটি সবচেয়ে চাহিদাপূর্ণ শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে কঠোরতম পরিস্থিতিতে সহ্য করতে পারে। অধিকন্তু, উচ্চ-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-লোড ক্ষমতার প্রয়োজন হলে সিলিকন নাইট্রাইড একটি দুর্দান্ত বিকল্প।

বৈশিষ্ট্য

● উচ্চ ফ্র্যাকচার দৃঢ়তা

● ভাল নমনীয় শক্তি

● অত্যন্ত কম ঘনত্ব

● অবিশ্বাস্য শক্তিশালী তাপীয় শক প্রতিরোধ ক্ষমতা

● অক্সিডাইজিং বায়ুমণ্ডলে উচ্চ কাজের তাপমাত্রা

উৎপাদন পদ্ধতি

সিলিকন নাইট্রাইড তৈরি করতে ব্যবহৃত পাঁচটি বিভিন্ন প্রক্রিয়া- সামান্য ভিন্ন কাজের উপকরণ এবং অ্যাপ্লিকেশনের দিকে নিয়ে যায়।

• SRBSN (প্রতিক্রিয়া-বন্ডেড সিলিকন নাইট্রাইড)

• GPSN (গ্যাসের চাপ সিন্টারযুক্ত সিলিকন নাইট্রাইড)

• HPSN (হট-প্রেসড সিলিকন নাইট্রাইড)

• HIP-SN (হট আইসোস্ট্যাটিকভাবে চাপা সিলিকন নাইট্রাইড)

• RBSN (প্রতিক্রিয়া-বন্ডেড সিলিকন নাইট্রাইড)

এই পাঁচটির মধ্যে, GPSN হল সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত উৎপাদন পদ্ধতি।

আবেদনের উদাহরণ

আলোর জন্য বল এবং রোলিং উপাদান

তাদের দুর্দান্ত ফ্র্যাকচার শক্ততা এবং ভাল ট্রাইবোলজিকাল বৈশিষ্ট্যের কারণে, সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকগুলি আলো, অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট বিয়ারিং, ভারী-শুল্ক সিরামিক গঠনের সরঞ্জাম এবং অত্যন্ত চাপযুক্ত স্বয়ংচালিত উপাদানগুলির জন্য বল এবং রোলিং উপাদান হিসাবে ব্যবহারের জন্য আদর্শভাবে উপযুক্ত। উপরন্তু, ঢালাই কৌশল উপকরণের শক্তিশালী তাপীয় শক প্রতিরোধের এবং উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের ব্যবহার করে।

উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশন

এছাড়াও, এটি দীর্ঘদিন ধরে উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে নিযুক্ত হয়েছে। সত্য যে এটি হাইড্রোজেন/অক্সিজেন রকেট ইঞ্জিন দ্বারা উত্পাদিত চরম তাপীয় শক এবং তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট সহ্য করতে পারে এমন কয়েকটি একশিলা সিরামিক পদার্থের মধ্যে একটি।

মোটরগাড়ি শিল্প

বর্তমানে, সিলিকন নাইট্রাইড উপাদানটি প্রাথমিকভাবে স্বয়ংচালিত শিল্পে ইঞ্জিনের যন্ত্রাংশ এবং ইঞ্জিনের আনুষঙ্গিক ইউনিটগুলির অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়, যেমন কম জড়তা এবং কম ইঞ্জিন ল্যাগ এবং নির্গমনের জন্য টার্বোচার্জার, দ্রুত স্টার্টআপের জন্য গ্লো প্লাগ, বর্ধিত ত্বরণের জন্য এক্সহস্ট গ্যাস কন্ট্রোল ভালভ এবং রকার ইঞ্জিনের গ্যাস আর্ম কম করার জন্য।

ইলেকট্রনিক্স শিল্প

এর স্বতন্ত্র বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, সিলিকন নাইট্রাইড ডিভাইসগুলির নিরাপদ প্যাকেজিংয়ের জন্য সমন্বিত সার্কিটগুলির উত্পাদনে একটি অন্তরক এবং রাসায়নিক বাধা হিসাবে ক্রমবর্ধমানভাবে ব্যবহৃত হয়। সিলিকন নাইট্রাইড সোডিয়াম আয়ন এবং জলের বিরুদ্ধে উচ্চ প্রসারণ বাধা সহ একটি প্যাসিভেশন স্তর হিসাবে ব্যবহার করা হয়, যা মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্সে ক্ষয় এবং অস্থিরতার দুটি প্রধান কারণ। অ্যানালগ ডিভাইসের ক্যাপাসিটরগুলিতে, পদার্থটি পলিসিলিকন স্তরগুলির মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক নিরোধক হিসাবেও ব্যবহৃত হয়।

উপসংহার

সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক হল ইউটিলিটি উপকরণ। প্রতিটি ধরনের এই সিরামিকের অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা একে বিভিন্ন ক্ষেত্রে উপযোগী করে তোলে। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের বিভিন্ন ধরণের বোঝা একটি প্রদত্ত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সেরাটি নির্বাচন করা সহজ করে তোলে।