সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক কেন বহন করার জন্য উপযুক্ত?
2023-07-03
অ্যালুমিনা সিরামিক শীট উচ্চ নির্ভুলতা এবং উচ্চ গতির দিকে যন্ত্রপাতি উত্পাদন বিকাশের সাথে, বিয়ারিংয়ের প্রয়োগের সুযোগটি আরও বিস্তৃত এবং প্রশস্ত হয়ে উঠছে এবং বিয়ারিংয়ের কার্য সম্পাদনের প্রয়োজনীয়তাগুলি উচ্চতর এবং উচ্চতর হয়ে উঠছে। বিশেষত কিছু বিশেষ কাজের পরিবেশে, ধাতব বিয়ারিংগুলি প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে পারে না বা এমনকি সম্পূর্ণরূপে কাজ করতে পারে না। সিরামিক উপকরণগুলি তাদের কম ঘনত্ব, উচ্চ ইলাস্টিক মডুলাস, ছোট লিনিয়ার সম্প্রসারণ সহগ, পরিধান প্রতিরোধ, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের, জারা প্রতিরোধের এবং অন্যান্য দুর্দান্ত বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে উচ্চ-গতির উত্পাদন যথার্থতা বিয়ারিংয়ের জন্য আদর্শ উপকরণ হয়ে উঠেছে।
1. সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের সুবিধা এবং বৈশিষ্ট্য
যদিও সিলিকন নাইট্রাইড শিল্প সিরামিকগুলিতে সবচেয়ে কঠিন এবং সবচেয়ে কঠিন নয়, তবে এটি উচ্চতর পারফরম্যান্সের জন্য প্রয়োজনীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সেরা যান্ত্রিক এবং শারীরিক বৈশিষ্ট্য বলে মনে করা হয়। এখন আসুন অন্যান্য ভারবহন উপকরণগুলির সাথে তুলনা করে সিলিকন নাইট্রাইডের সুবিধাগুলি দেখুন।
পাঁচটি ভারবহন অ্যালুমিনা সিরামিক বার উপকরণগুলির পারফরম্যান্স তুলনা
তাপ প্রতিরোধক
সাধারণত, যখন ইস্পাত বিয়ারিংয়ের পরিষেবা তাপমাত্রা 120 ℃ ছাড়িয়ে যায়, তখন কঠোরতা এবং ঘূর্ণায়মান জীবন হ্রাস পাবে। সিলিকন নাইট্রাইডের ভাল তাপমাত্রার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, বিশেষত উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশের জন্য উপযুক্ত।
অপকেন্দ্র বল
সিলিকন নাইট্রাইডের ঘনত্ব প্রায় 3.24 × 103 কেজি/এম 3 হয়, যখন বিয়ারিং স্টিলের ঘনত্ব প্রায় 7.8 × 103 কেজি/এম 3 হয়, যা বিয়ারিং ইস্পাতের ঘনত্বের প্রায় 40% হয়, সুতরাং যখন ঘূর্ণায়মান উপাদানটি ভারবহন ব্যবহার করে, ভারবহন উচ্চ গতিতে ঘোরানোর সময় সেন্ট্রিফুগাল ফোর্স দ্বারা সৃষ্ট ঘূর্ণায়মান উপাদান লোডের বৃদ্ধি প্রতিরোধ করতে পারে।
লিনিয়ার প্রসারণ সহগ
সিলিকন নাইট্রাইডের লিনিয়ার সম্প্রসারণ সহগটি বহনকারী ইস্পাতের প্রায় 1/4 হয়, তাই তাপমাত্রার সাথে আকার পরিবর্তনটি ছোট, তাই বৃহত তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে পরিবেশে ব্যবহার করা উপকারী।
কঠোরতা, স্থিতিস্থাপকতা সহগ, পোইসনের অনুপাত
যেহেতু সিলিকন নাইট্রাইডের ইলাস্টিক সহগটি স্টিলের বহন করার চেয়ে প্রায় 1.5 গুণ, তাই আপেক্ষিক লোডের স্থিতিস্থাপক বিকৃতিটি ছোট এবং আপেক্ষিক লোডের অনমনীয়তা বেশি।
জারা প্রতিরোধের, অ-চৌম্বকীয়, নিরোধক
যখন রাসায়নিক যন্ত্রপাতি সরঞ্জাম, খাদ্য, সামুদ্রিক এবং অন্যান্য বিভাগগুলিতে ব্যবহৃত যন্ত্রপাতিগুলির জন্য ইস্পাত বিয়ারিং ব্যবহার করা হয়, তখন জারা একটি সমস্যা। একটি শক্তিশালী চৌম্বকীয় পরিবেশে, যখন ইস্পাত বিয়ারিংগুলি ব্যবহার করা হয়, তখন ভারবহন থেকে পরা সূক্ষ্ম গুঁড়াটি ঘূর্ণায়মান উপাদান এবং ঘূর্ণায়মান পৃষ্ঠের মধ্যে সংশ্লেষিত হয়, যা অকাল বহনকারী স্পেলিং ক্ষতি এবং বর্ধিত শব্দের মূল কারণ হয়ে উঠবে।
২. সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক ভারবহন প্রস্তুতি
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক অ্যালুমিনা সিরামিক প্লাঞ্জার বিয়ারিংয়ের প্রস্তুতি প্রক্রিয়া
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক পাউডার প্রস্তুতি
বহনকারী অংশগুলির জন্য সিলিকন নাইট্রাইড পাউডার নিম্নলিখিত গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলি থাকতে হবে: উচ্চ বিশুদ্ধতা; অত্যন্ত ইউনিফর্ম এবং সূক্ষ্ম কণা; α উচ্চ পর্যায়ের সামগ্রী। সিলিকন নাইট্রাইড পাউডার প্রস্তুত করার জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত পদ্ধতি হ'ল 3 এসআইও 2+6 সি+2 এন 2 = এসআই 3 এন 4+6co এর প্রতিক্রিয়া সূত্র সহ কার্বোথার্মাল হ্রাস নাইট্রিডেশন পদ্ধতি। এই পদ্ধতির দ্বারা প্রাপ্ত পাউডারটিতে কম ধাতব অমেধ্য, উচ্চ বিশুদ্ধতা এবং সূক্ষ্ম কণা, α উচ্চ পর্যায়ের সামগ্রী রয়েছে, বহনকারী অংশগুলির জন্য উপকরণগুলির প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক ভারবহন সম্পর্কিত অংশ গঠন
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক ভারবহন সম্পর্কিত অংশগুলির অনেকগুলি প্রস্তুতি পদ্ধতি রয়েছে যেমন প্রতিক্রিয়া সিন্টারিং, হট প্রেসিং সিনটারিং, চাপহীন সিনটারিং এবং গৌণ প্রতিক্রিয়া সিন্টারিং। সম্পূর্ণ ঘন সিলিকন নাইট্রাইড উপাদান পেতে, হট আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং পদ্ধতিটি আদর্শ।
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক ভারবহন সম্পর্কিত অংশগুলির যন্ত্র
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক ভারবহন সম্পর্কিত অংশগুলির যন্ত্রটি মূলত ইস্পাত অংশগুলির সাথে সমান এবং গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়াটি মূলত একই। যাইহোক, সিলিকন নাইট্রাইড এবং স্টিলের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের মধ্যে বৃহত পার্থক্যের কারণে, গ্রাইন্ডিং সরঞ্জামগুলি, প্রক্রিয়াজাতকরণের কারণগুলি, নাকাল মিশ্রণ ইত্যাদির মধ্যে যথেষ্ট পার্থক্য রয়েছে যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণে এবং জিরকোনিয়া সিরামিকের প্রয়োজনীয়তা প্রতিটি প্রক্রিয়া কণার আকার, প্রকারের জন্য প্রতিটি প্রক্রিয়া , আকৃতি, পরিমাণ, শক্তি, ক্রাশিং বৈশিষ্ট্য, পরিধানের বৈশিষ্ট্য ইত্যাদি reve বর্তমানে ব্যবহৃত ঘর্ষণগুলিতে মূলত সিলিকন কার্বাইড, বোরন কার্বাইড, ডায়মন্ড পাউডার ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক ভারবহন সমাবেশ
সাধারণত, ঘূর্ণায়মান বিয়ারিংগুলি চারটি প্রধান অংশ নিয়ে গঠিত, যথা বাইরের রিং, অভ্যন্তরীণ রিং, ঘূর্ণায়মান উপাদান এবং খাঁচা। যেহেতু রোলিং বিয়ারিংয়ের দশটি বিভাগ রয়েছে, বিভিন্ন ধরণের বিয়ারিং বিভিন্ন খাঁচা ফর্ম গ্রহণ করে, তাই বিয়ারিংয়ের সমাবেশ পদ্ধতিগুলিও আলাদা।
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক ভারবহন, একটি গুরুত্বপূর্ণ যান্ত্রিক বেসিক উপাদান হিসাবে, নতুন উপাদানগুলির জগতের পথে এগিয়ে চলেছে কারণ এর দুর্দান্ত বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে যা অন্যান্য বিয়ারিংগুলি মেলে না। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, মহাকাশ, নেভিগেশন, পারমাণবিক শিল্প, পেট্রোলিয়াম, রাসায়নিক শিল্প, হালকা টেক্সটাইল শিল্প, যন্ত্রপাতি, ধাতববিদ্যু ইত্যাদি।
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেটের বৈশিষ্ট্য:
উচ্চ-পারফরম্যান্স বৈদ্যুতিন সরঞ্জাম এবং এর উপাদানগুলির ক্ষুদ্রায়নের সাথে, তাপ অপচয় হ্রাস কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রভাবিত করে একটি মূল কারণ হয়ে দাঁড়িয়েছে। যেহেতু উচ্চ তাপ প্রবাহ কর্মক্ষমতা অবক্ষয় এবং সংক্ষিপ্ত জীবনকে নিয়ে যাবে, বিভিন্ন তাপ অপচয় হ্রাস প্রযুক্তির মধ্যে, রেডিয়েটার সিস্টেমটি জিরকোনিয়া সিরামিক অংশগুলি মিনিয়েচারাইজেশনের জন্য দরকারী এবং সুবিধাজনক, কারণ এটি মাইক্রোইলেক্ট্রোনিক প্যাকেজিং সিস্টেমের একটি অংশ হয়ে উঠতে পারে।
নেতৃত্বাধীন সিরামিক সাবস্ট্রেট
যেমনটি আমরা সবাই জানি, সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির ক্রিয়াকলাপের সময় উত্পন্ন তাপটি হ'ল মূল কারণ যা অর্ধপরিবাহী ডিভাইসগুলির ব্যর্থতার কারণ হয়ে থাকে এবং বৈদ্যুতিক অন্তরক স্তরটির তাপীয় পরিবাহিতা পুরো অর্ধপরিবাহী ডিভাইসের উত্তাপের বিলোপের মূল চাবিকাঠি। রেডিয়েটারটি একটি ধাতব সার্কিট স্তর এবং একটি সিরামিক স্তর দ্বারা গঠিত, যেমন অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড, সিলিকন নাইট্রাইড, সিলিকন কার্বাইড এবং অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড। এই সিরামিক স্তরগুলির মধ্যে সিলিকন নাইট্রাইডকে তার দুর্দান্ত তাপ পরিবাহিতা (60-90W/এমকে), উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি (650-850 এমপিএ) এবং কম সম্প্রসারণ সহগের কারণে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ বলে মনে করা হয়। প্রকৃতপক্ষে, সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেট সাধারণত ডাইরেক্ট বন্ডিং কপার (ডিবিসি) এবং ডাইরেক্ট কপার প্লেটিং (ডিপিসি) প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে সাবস্ট্রেটে জমা হয়। ডিবিসি উচ্চ তাপমাত্রা এবং সাবস্ট্রেটে জমা হওয়া ধাতব ফিল্মের মধ্যে যান্ত্রিক ইন্টারলকিং দ্বারা বর্ধিত সংযুক্তি অর্জন করে, যখন ডিপিসি ভ্যাকুয়াম জমা দ্বারা বীজ স্তর গঠন করে বর্ধিত সংযুক্তি অর্জন করে।
এছাড়াও, জটিল যান্ত্রিক পরিবেশ যেমন অশান্তি এবং কম্পনের কারণে, নির্দিষ্ট যান্ত্রিক নির্ভরযোগ্যতার সাথে সাবস্ট্রেট উপকরণগুলিও প্রয়োজন। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেট সমস্ত দিক থেকে তুলনামূলকভাবে ভারসাম্যযুক্ত এবং এটি সেরা বিস্তৃত পারফরম্যান্স সহ কাঠামোগত সিরামিক উপাদান। অতএব, সিলিকন নাইট্রাইডের বৈদ্যুতিন ডিভাইসের জন্য সিরামিক সাবস্ট্রেট উত্পাদন ক্ষেত্রে শক্তিশালী প্রতিযোগিতা রয়েছে।
অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেট
অতীতে, সার্কিট সাবস্ট্রেটগুলি সামগ্রিক সার্কিটের কার্যকরী প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করার জন্য পৃথক উপাদান বা সংহত সার্কিট এবং পৃথক উপাদানগুলির সমন্বয়ে গঠিত প্ল্যানার উপকরণ ছিল। এটির জন্য কেবল বৈদ্যুতিক নিরোধক এবং পরিবাহিতা প্রয়োজন। বুদ্ধিমান তথ্য বয়সে প্রবেশের পরে, বিদ্যুৎ বৈদ্যুতিন সরঞ্জামগুলি বৈদ্যুতিক শক্তি রূপান্তর করতে এবং নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম হতে হবে, যা সরঞ্জামগুলির বৈদ্যুতিক নিয়ন্ত্রণ এবং শক্তি রূপান্তর কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তার পাশাপাশি অপারেটিং বিদ্যুৎ খরচকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে। তদনুসারে, সাধারণ সাবস্ট্রেট আর জটিল শক্তি ডিভাইসগুলির তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করার, কাজের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে এবং নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করার উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে পারে না এবং আরও ভাল পারফরম্যান্স সহ সিরামিক সাবস্ট্রেটটি প্রতিস্থাপন করতে হবে।
সিরামিক সাবস্ট্রেটে বৈদ্যুতিন ডিভাইসের পারফরম্যান্স প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, সাবস্ট্রেট উপকরণগুলির নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলি থাকবে:
1. ভাল নিরোধক এবং বৈদ্যুতিক ব্রেকডাউন সিরামিক ফ্ল্যাঞ্জ প্রতিরোধের;
২. উচ্চ তাপীয় পরিবাহিতা: তাপ পরিবাহিতা সরাসরি অর্ধপরিবাহীগুলির কাজের পরিস্থিতি এবং পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে। দুর্বল তাপের অপচয় হ্রাসের ফলে সৃষ্ট অসম তাপমাত্রা ক্ষেত্রটিও বৈদ্যুতিন ডিভাইসের শব্দকে বাড়িয়ে তুলবে;
৩. প্যাকেজে ব্যবহৃত অন্যান্য উপকরণগুলির সাথে তাপীয় সম্প্রসারণ সহগের সাথে মেলে;
৪. উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্য, কম ডাইলেট্রিক ধ্রুবক, কম ডাইলেট্রিক ক্ষতি;
৫. পৃষ্ঠটি মসৃণ এবং বেধটি অভিন্ন, যা স্তরটির পৃষ্ঠের সার্কিটটি মুদ্রণের জন্য সুবিধাজনক এবং মুদ্রিত সার্কিটের অভিন্ন বেধ নিশ্চিত করে;
সিরামিক সাবস্ট্রেট
বর্তমানে সর্বাধিক ব্যবহৃত সিরামিক সাবস্ট্রেট উপকরণগুলি মূলত অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড এবং অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড। সিলিকন নাইট্রাইড কীভাবে এর পারফরম্যান্সের সাথে তুলনা করে? নিম্নলিখিত টেবিলটি দেখায় যে তিনটি সিরামিক সাবস্ট্রেট উপকরণগুলির সুস্পষ্ট সুবিধা রয়েছে, বিশেষত সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেট উপকরণগুলির উচ্চ তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের, ধাতবগুলিতে রাসায়নিক জড়তা, অতি-উচ্চ কঠোরতা, ফ্র্যাকচার দৃ ness ়তা এবং অন্যান্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য।
যেহেতু সিলিকন নাইট্রাইড এত দুর্দান্ত, তাই কেন এটি এখনও বাজারে খুব কমই ব্যবহৃত হয়? এর উন্নয়নের সুযোগ কোথায়?
প্রকৃতপক্ষে, তিনটি উপকরণের প্রত্যেকটিরই এর সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, যদিও অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের তাপীয় পরিবাহিতা দুর্বল এবং উচ্চ-শক্তি সেমিকন্ডাক্টরের বিকাশের প্রবণতাটি ধরে রাখতে পারে না, তবে এর উত্পাদন প্রক্রিয়াটি পরিপক্ক এবং ব্যয় কম, তাই নিম্ন-প্রান্তের ক্ষেত্রে এখনও একটি বড় চাহিদা রয়েছে । অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইডের তাপীয় পরিবাহিতা সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলির সাথে সবচেয়ে ভাল মিলছে। এটি উচ্চ-শেষ শিল্পগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে এর যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা দুর্বল, অর্ধপরিবাহী ডিভাইসের জীবনকে প্রভাবিত করে এবং এর ব্যবহারের ব্যয় বেশি। সিলিকন নাইট্রাইড বিস্তৃত পারফরম্যান্সে সেরা, তবে প্রবেশের প্রান্তটি বেশি।
বর্তমানে, অনেক দেশীয় বৈজ্ঞানিক গবেষণা ইনস্টিটিউট এবং উদ্যোগগুলি অধ্যয়ন করছে, তবে প্রযুক্তিটি কঠিন, উত্পাদন ব্যয় বেশি, বাজারটি ছোট, এবং বড় আকারের অ্যাপ্লিকেশন এখনও উপস্থিত হয়নি। এই কারণেই অনেক উদ্যোগ এখনও দেখার জন্য অপেক্ষা করছে এবং বিনিয়োগ বাড়ানোর জন্য তাদের মন তৈরি করে নি। তবে এখন পরিস্থিতি আলাদা, কারণ তৃতীয় প্রজন্মের অর্ধপরিবাহী উন্নয়নের জন্য বিশ্ব একটি গুরুত্বপূর্ণ সময়কালে প্রবেশ করেছে। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেটগুলিতে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং জাপানে পরিপক্ক পণ্য রয়েছে। এই বিষয়ে চীনকে অনেক দীর্ঘ পথ যেতে হবে।
শেয়ার করুন:
