यदि आपकी सिरेमिक की धारणा नाजुक चाय के कप और नाजुक फूलदान तक सीमित रहती है, तो तैयार रहें कि आपकी धारणाओं को चुनौती दी जाए।चीनी मिट्टी की सामग्री, विशेष रूप से एल्यूमीनियम (Al)2ओ3) िकया गया है, जैव चिकित्सा प्रत्यारोपण से उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स तक के उद्योगों में अपरिहार्य घटक बन गए हैं।परंपरागत ज्ञान ने लंबे समय तक एल्यूमीनियम सिरेमिक को यांत्रिक शक्ति के "मध्य स्तर" में गिरा दिया है, आमतौर पर 450 से 550 मेगापासकल (एमपीए) के बीच है। लेकिन क्या यह आकलन वास्तव में सटीक है?
एल्युमिनियम सिरेमिक्स ने अपने असाधारण गुणों के संयोजन के माध्यम से अपनी प्रमुखता अर्जित की है। उनकी जैव निष्क्रिय प्रकृति उन्हें कृत्रिम जोड़ों जैसे चिकित्सा प्रत्यारोपण के लिए आदर्श बनाती है,क्योंकि वे जैविक प्रणालियों के साथ इंटरफेस करते समय कोई प्रतिकूल प्रतिक्रिया नहीं करते हैंउनकी रासायनिक स्थिरता भी समान रूप से प्रभावशाली है, जो संक्षारक वातावरण के खिलाफ प्रतिरोध को सक्षम करती है - एक विशेषता जो रासायनिक प्रसंस्करण अनुप्रयोगों में अत्यधिक मूल्यवान है।जबकि पारंपरिक माप एल्युमिना की यांत्रिक शक्ति उच्च प्रदर्शन चीनी मिट्टी जैसे सिलिकॉन नाइट्राइड (Si) से नीचे रखते हैं।3एन4, ~ 900 एमपीए), यह ज़ंक ऑक्साइड (ZnO, ~ 100 एमपीए) जैसी सामग्रियों से काफी बेहतर है।
450-550 एमपीए बेंचमार्क, आमतौर पर मानक चार बिंदु झुकने के परीक्षणों (4 पीटी) से प्राप्त, उच्च शुद्धता एल्यूमीनियम पाउडर से माप को दर्शाता है (जैसे,टीएम-डीएआर) > 99% सापेक्ष घनत्व पर दबाव रहित सेंटरिंग के माध्यम से संसाधितहालांकि, सामग्री विज्ञान ने तब से मिश्रित समाधान विकसित किए हैंऔर सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) कम्पोजिट जो 1 गीगापासकल (GPa) की ओर ताकत सीमाओं को आगे बढ़ाते हैंइन नवाचारों में फ्रैक्चर टिकाऊपन बढ़ाने के लिए दूसरे चरण के सुदृढीकरण का लाभ उठाया गया है, हालांकि विनिर्माण जटिलता और लागत में वृद्धि हुई है।
अधिक दिलचस्प बात यह है कि शोध से पता चलता है कि मोनोलिथिक एल्यूमिना सिरेमिक सावधानीपूर्वक प्रसंस्करण के माध्यम से उल्लेखनीय शक्ति प्राप्त कर सकते हैं।"ग्रीन बॉडीज की तैयारी और सिंटरिंग स्थितियां यांत्रिक गुणों को गहराई से प्रभावित करती हैंइस सिद्धांत को प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित किया गया हैः
ये सफलताएं तीन महत्वपूर्ण प्रक्रिया अनुकूलन पर निर्भर करती हैंः
1हरे रंग का शरीर गठन:सूखी प्रेसिंग जैसे पारंपरिक विधियों में सूक्ष्म संरचनात्मक दोष होते हैं। उन्नत तकनीकें, जैसे वैक्यूम-सहायता वाले स्लिप कास्टिंग और सेंट्रीफ्यूगल कॉम्पैक्टेशन, घनत्व को कम करती हैं।हवा की जेबों को समाप्त करके और कण पैकिंग में सुधार करके अधिक समरूप पूर्व-सिंटर किए गए रूप.
2. सिंटरिंग प्रगतिःपरंपरागत दबाव रहित सिंटरिंग में अक्सर अवशिष्ट छिद्रण छोड़ दिया जाता है।जबकि नियंत्रित वातावरण (शून्य/कम करने वाले) ऑक्साइड की अस्थिरता को कम करते हैं.
3सामग्री शुद्धताःउच्च शुद्धता वाले टीएम-डीएआर ग्रेड एल्यूमिना पाउडर (≥99.99%) अशुद्धियों से प्रेरित अनाज विकास अवरोध को रोकते हैं, जो इष्टतम घनत्व के लिए एक पूर्व शर्त है।
जबकि मौजूदा आंकड़े एल्यूमिना की गुप्त क्षमता को प्रदर्शित करते हैं, व्यापक सांख्यिकीय सत्यापन की आवश्यकता बनी हुई है अधिकांश अध्ययन सीमित नमूना आकारों की जांच करते हैं।वर्तमान शोध का उद्देश्य बड़े पैमाने पर परीक्षण के माध्यम से "मध्यम शक्ति" प्रतिमान को व्यवस्थित रूप से चुनौती देना है, उच्च शक्ति वाले सिरेमिक्स के बीच एल्यूमिनियम को संभावित रूप से पुनः वर्गीकृत करता है।
भविष्य के विकास के लिए निम्नलिखित कारक शामिल हैंः
महत्वपूर्ण कारकों का संश्लेषणः
इन मापदंडों के निरंतर परिष्करण के माध्यम से, एल्यूमिना सिरेमिक जल्द ही अपनी कथित सीमाओं को पार कर सकते हैं,संरचनात्मक घटकों और पहनने के प्रतिरोधी प्रणालियों में नए अनुप्रयोगों को खोलना.
