گرین سلکان کاربائیڈ مائیکرو پاؤڈر کی منفرد خصوصیات اور استعمال کے امکانات کی نقاب کشائی
آج کے ہائی ٹیک میٹریل فیلڈ میں، سبز سلکان کاربائیڈ مائیکرو پاؤڈر آہستہ آہستہ اپنی منفرد طبعی اور کیمیائی خصوصیات کے ساتھ میٹریل سائنس کمیونٹی میں توجہ کا مرکز بن رہا ہے۔ کاربن اور سلیکون عناصر پر مشتمل اس کمپاؤنڈ نے اپنی خاص کرسٹل ساخت اور بہترین کارکردگی کی وجہ سے بہت سے صنعتی شعبوں میں وسیع اطلاق کے امکانات ظاہر کیے ہیں۔ یہ مضمون سبز سلکان کاربائیڈ مائیکرو پاؤڈر کی منفرد خصوصیات اور مختلف شعبوں میں اس کے استعمال کی صلاحیت کو گہرائی میں تلاش کرے گا۔
1. سبز سلکان کاربائیڈ مائکرو پاؤڈر کی بنیادی خصوصیات
گرین سلکان کاربائیڈ (SiC) ایک مصنوعی سپر ہارڈ مواد ہے اور اس کا تعلق کوونلنٹ بانڈ کمپاؤنڈ سے ہے۔ اس کا کرسٹل ڈھانچہ ایک ہیکساگونل نظام پیش کرتا ہے جس میں ہیرے کی طرح ترتیب ہے۔ سبز سلکان کاربائیڈ مائیکرو پاؤڈر عام طور پر 0.1-100 مائیکرون کے ذرہ سائز کی حد کے ساتھ پاؤڈر مصنوعات سے مراد ہے، اور اس کا رنگ مختلف طہارت اور ناپاک مواد کی وجہ سے ہلکے سبز سے گہرے سبز تک مختلف قسم کے ٹونز پیش کرتا ہے۔
خوردبینی ساخت سے، سبز سلکان کاربائیڈ کرسٹل میں ہر سلیکون ایٹم چار کاربن ایٹموں کے ساتھ ٹیٹراہیڈرل کوآرڈینیشن بناتا ہے۔ یہ مضبوط ہم آہنگی بانڈ ڈھانچہ مواد کو انتہائی سختی اور کیمیائی استحکام دیتا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ سبز سلکان کاربائیڈ کی Mohs سختی 9.2-9.3 تک پہنچ جاتی ہے، جو کہ ہیرے اور کیوبک بوران نائٹرائیڈ کے بعد دوسرے نمبر پر ہے، جو اسے کھرچنے کے میدان میں ناقابل بدلتی ہے۔
2. گرین سلکان کاربائیڈ مائکرو پاؤڈر کی منفرد خصوصیات
1. بہترین میکانی خصوصیات
سبز سلکان کاربائیڈ مائیکرو پاؤڈر کی سب سے نمایاں خصوصیت اس کی انتہائی سختی ہے۔ اس کی Vickers کی سختی 2800-3300kg/mm² تک پہنچ سکتی ہے، جس کی وجہ سے سخت مواد پر کارروائی کرتے وقت یہ اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، سبز سلکان کاربائڈ بھی اچھی کمپریشن طاقت ہے اور اب بھی اعلی درجہ حرارت پر اعلی میکانی طاقت کو برقرار رکھ سکتا ہے. یہ خصوصیت اسے انتہائی ماحول میں استعمال کرنا ممکن بناتی ہے۔
2. بہترین تھرمل خصوصیات
سبز سلکان کاربائیڈ کی تھرمل چالکتا 120-200W/(m·K) تک زیادہ ہے، جو کہ عام اسٹیل سے 3-5 گنا زیادہ ہے۔ یہ بہترین تھرمل چالکتا اسے گرمی کی کھپت کا ایک مثالی مواد بناتا ہے۔ اس سے بھی زیادہ حیرت انگیز بات یہ ہے کہ گرین سلیکون کاربائیڈ کا تھرمل ایکسپینشن گتانک صرف 4.0×10⁻⁶/℃ ہے، جس کا مطلب ہے کہ جب درجہ حرارت تبدیل ہوتا ہے تو اس میں بہترین جہتی استحکام ہوتا ہے، اور یہ تھرمل توسیع اور سکڑاؤ کی وجہ سے واضح اخترتی پیدا نہیں کرے گا۔
3. بقایا کیمیائی استحکام
کیمیائی خصوصیات کے لحاظ سے، سبز سلکان کاربائڈ انتہائی مضبوط جڑتا کی نمائش کرتا ہے. یہ زیادہ تر تیزاب، الکلیس اور نمک کے محلول کے سنکنرن کے خلاف مزاحمت کر سکتا ہے، اور اعلی درجہ حرارت پر بھی مستحکم رہ سکتا ہے۔ تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ سبز سلکان کاربائیڈ 1000 ℃ سے نیچے آکسائڈائزنگ ماحول میں اب بھی اچھی استحکام برقرار رکھ سکتی ہے، جو اسے سنکنرن ماحول میں طویل مدتی استعمال کا امکان بناتی ہے۔
4. خصوصی برقی خصوصیات
گرین سلکان کاربائیڈ ایک وسیع بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹر مواد ہے جس کی بینڈ گیپ چوڑائی 3.0eV ہے، جو سلیکان کی 1.1eV سے بہت بڑی ہے۔ یہ خصوصیت اسے زیادہ وولٹیج اور درجہ حرارت کو برداشت کرنے کے قابل بناتی ہے، اور پاور الیکٹرانک آلات کے میدان میں اس کے منفرد فوائد ہیں۔ اس کے علاوہ، سبز سلکان کاربائیڈ میں الیکٹران کی نقل و حرکت بھی زیادہ ہوتی ہے، جس کی وجہ سے اعلی تعدد والے آلات تیار کرنا ممکن ہوتا ہے۔
3. گرین سلکان کاربائیڈ مائکرو پاؤڈر کی تیاری کا عمل
سبز سلکان کاربائیڈ مائیکرو پاؤڈر کی تیاری بنیادی طور پر اچیسن کے عمل کو اپناتی ہے۔ یہ طریقہ کوارٹج ریت اور پیٹرولیم کوک کو ایک خاص تناسب میں ملاتا ہے اور انہیں رد عمل کے لیے مزاحمتی بھٹی میں 2000-2500℃ تک گرم کرتا ہے۔ رد عمل سے پیدا ہونے والی بلاکی گرین سلکان کاربائیڈ مختلف ذرات کے سائز کے مائیکرو پاؤڈر مصنوعات کو حاصل کرنے کے لیے کرشنگ، گریڈنگ اور اچار جیسے عمل سے گزرتی ہے۔
حالیہ برسوں میں، ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، تیاری کے کچھ نئے طریقے سامنے آئے ہیں۔ کیمیائی بخارات کا ذخیرہ (CVD) اعلی طہارت نینو پیمانے پر سبز سلکان کاربائیڈ پاؤڈر تیار کر سکتا ہے۔ سول جیل طریقہ پاؤڈر کے ذرہ سائز اور شکل کو درست طریقے سے کنٹرول کر سکتا ہے۔ پلازما کا طریقہ مسلسل پیداوار حاصل کرسکتا ہے اور پیداوار کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ یہ نئے عمل سبز سلیکون کاربائیڈ مائیکرو پاؤڈر کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور اطلاق میں توسیع کے مزید امکانات فراہم کرتے ہیں۔
4. سبز سلکان کاربائیڈ مائکرو پاؤڈر کے اہم اطلاق کے علاقے
1. صحت سے متعلق پیسنے اور پالش
ایک سپر ہارڈ کھرچنے والے کے طور پر، سبز سلکان کاربائیڈ مائیکرو پاؤڈر بڑے پیمانے پر سیمنٹڈ کاربائیڈ، سیرامکس، شیشے اور دیگر مواد کی صحت سے متعلق پروسیسنگ میں استعمال ہوتا ہے۔ سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں، ہائی پیوریٹی گرین سلکان کاربائیڈ پاؤڈر سلیکون ویفرز کو پالش کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور اس کی کاٹنے کی کارکردگی روایتی ایلومینا ابراسیوز سے بہتر ہے۔ آپٹیکل اجزاء کی پروسیسنگ کے میدان میں، سبز سلکان کاربائیڈ پاؤڈر نینو پیمانے پر سطح کی کھردری کو حاصل کرسکتا ہے اور اعلی صحت سے متعلق آپٹیکل اجزاء کی پروسیسنگ کی ضروریات کو پورا کرسکتا ہے۔
2. اعلی درجے کی سیرامک مواد
سبز سلکان کاربائیڈ پاؤڈر اعلیٰ کارکردگی والے سیرامکس کی تیاری کے لیے ایک اہم خام مال ہے۔ بہترین مکینیکل خصوصیات اور تھرمل استحکام کے ساتھ ساختی سیرامکس کو گرم دبانے والی سنٹرنگ یا ری ایکشن سنٹرنگ کے عمل کے ذریعے بنایا جا سکتا ہے۔ اس قسم کا سیرامک مواد بڑے پیمانے پر کلیدی اجزاء جیسے مکینیکل سیل، بیرنگ اور نوزلز میں استعمال ہوتا ہے، خاص طور پر سخت کام کرنے والے حالات جیسے کہ اعلی درجہ حرارت اور سنکنرن میں۔
3. الیکٹرانکس اور سیمی کنڈکٹر آلات
الیکٹرانکس کے میدان میں، سبز سلکان کاربائیڈ پاؤڈر وسیع بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹر مواد کی تیاری کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ سبز سلیکون کاربائیڈ پر مبنی پاور ڈیوائسز میں اعلی تعدد، ہائی وولٹیج، اور اعلی درجہ حرارت کام کرنے کی خصوصیات ہیں، اور نئی توانائی کی گاڑیوں، سمارٹ گرڈز اور دیگر شعبوں میں بڑی صلاحیت کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ سبز سلکان کاربائیڈ پاور ڈیوائسز روایتی سلکان پر مبنی آلات کے مقابلے میں توانائی کے نقصان کو 50 فیصد سے زیادہ کم کرسکتی ہیں۔
4. جامع کمک
دھات یا پولیمر میٹرکس میں سبز سلکان کاربائیڈ پاؤڈر کو مضبوطی کے مرحلے کے طور پر شامل کرنے سے مرکب مواد کی مضبوطی، سختی اور لباس مزاحمت کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ ایرو اسپیس فیلڈ میں، ایلومینیم پر مبنی سلکان کاربائیڈ کمپوزٹ ہلکے وزن اور زیادہ طاقت والے ساختی حصوں کی تیاری کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔ آٹوموٹو انڈسٹری میں، سلکان کاربائڈ پربلت بریک پیڈ بہترین اعلی درجہ حرارت مزاحمت دکھاتے ہیں.
5. ریفریکٹری مواد اور ملعمع کاری
سبز سلکان کاربائیڈ کے اعلی درجہ حرارت کے استحکام کا استعمال کرتے ہوئے، اعلی کارکردگی ریفریکٹری مواد تیار کیا جا سکتا ہے۔ اسٹیل سملٹنگ انڈسٹری میں، سلکان کاربائیڈ ریفریکٹری اینٹوں کو بڑے پیمانے پر اعلی درجہ حرارت والے آلات جیسے بلاسٹ فرنس اور کنورٹرز میں استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، سلکان کاربائیڈ کوٹنگز بنیادی مواد کے لیے بہترین لباس اور سنکنرن تحفظ فراہم کر سکتی ہیں، اور کیمیائی آلات، ٹربائن بلیڈ اور دیگر شعبوں میں استعمال ہوتی ہیں۔