পাঠ 9.5আকার দেওয়াঅধ্যায় 9 · পাউডার ও সিরামিক

মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিং

মাইক্রোওয়েভ অংশকে ভেতর থেকে গরম করে

মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিং গরম চুল্লির দেয়ালের বদলে মাইক্রোওয়েভ দিয়ে চাপা পাউডার অংশ গরম করে। শক্তি উপাদানের ভেতরে শোষিত হয়, তাই পুরো অংশ একসঙ্গে গরম হয়, রান্নাঘরের মাইক্রোওয়েভ যেমন স্যুপ ভেতর থেকে গরম করে। এতে সিন্টারিং চক্র অনেক ঘণ্টা থেকে অনেক কমে আসতে পারে এবং উপাদানের গঠন সূক্ষ্মতর থাকে।

মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিং · চুল্লির প্রস্থচ্ছেদ ও গরম হওয়ার নকশাবামের চুল্লি কাটা অবস্থায় আঁকা; ডানের প্যানেল তুলনা করে সাধারণ চুল্লি ও মাইক্রোওয়েভ চুল্লিতে তাপ কোথা থেকে শুরু হয়। বৃত্তে ঘেরা সংখ্যাগুলো ধাপের সঙ্গে মেলে।

যেভাবে কাজ করে

অংশ বসানো। একটি চাপা পাউডার অংশ (প্রায়ই সিরামিক) ইনসুলেশনের বাক্সে রাখা হয়, যা মাইক্রোওয়েভ ঢুকতে দেয় কিন্তু তাপ ধরে রাখে। সিলিকন কার্বাইডের দণ্ড, যাকে সাসেপ্টর বলে (যে উপাদান মাইক্রোওয়েভ ভালো শোষে), প্রায়ই তার পাশে থাকে।
মাইক্রোওয়েভ তৈরি। ম্যাগনেট্রন (রান্নাঘরের ওভেনকেও চালানো নল) মাইক্রোওয়েভ তৈরি করে, সাধারণত 2.45 GHz-এ এবং কয়েক কিলোওয়াটে। ওয়েভগাইড নামের ধাতব নালি সেগুলোকে বন্ধ ধাতব গহ্বরে নিয়ে যায়, যেখানে সেগুলো চারদিকে প্রতিফলিত হয়।
ভেতর থেকে গরম করা। অংশের অণু ও আধান তরঙ্গ শোষণ করে পুরো আয়তন জুড়ে তাপে পরিণত করে। অনেক সিরামিক ঠান্ডা অবস্থায় মাইক্রোওয়েভ প্রায় শোষে না, তাই সাসেপ্টর আগে তাদের গরম করে যতক্ষণ না তারা নিজেরাই শোষণ করতে শুরু করে (“হাইব্রিড” গরম করা)।
সিন্টার ও ঠান্ডা করা। নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় (যেমন অনেক সিরামিকের জন্য প্রায় 1,200–1,500 °C) কণাগুলো জোড়ে এবং অংশ যেকোনো সিন্টারিংয়ের মতো সংকুচিত ও ঘন হয়। পাইরোমিটার (স্পর্শহীন থার্মোমিটার) তাপমাত্রা দেখে এবং শক্তি সমন্বয় করা হয়, তারপর অংশ বাক্সের ভেতরেই ঠান্ডা হয়।

মূল তথ্য

উপাদান: প্রধানত সিরামিক (অ্যালুমিনা, জিরকোনিয়া, ফেরাইট, সিলিকন নাইট্রাইড); পাউডার ধাতব অংশ ও কিছু কম্পোজিটও
সাধারণ অংশ: দাঁতের জিরকোনিয়া ক্রাউন, সিরামিক উপাদান, শক্ত-ধাতুর ডগা, গবেষণার নমুনা
অংশের আকার: বেশির ভাগ ছোট থেকে মাঝারি: কয়েক গ্রাম থেকে কয়েক দশ সেন্টিমিটার লম্বা অংশ
নির্ভুলতা: অন্য সিন্টারিংয়ের মতো: সংকোচন অনুমান করতে হয়; সিন্টার অবস্থায় প্রায়ই মাপের প্রায় ±0.5–1%
পৃষ্ঠের মান: সিন্টার অবস্থায় চাপা অংশের মতো; দরকারে ঘষা বা পালিশ করা
কোন ব্যাচ আকারে মানানসই: ল্যাবের কাজ, ছোট ব্যাচ এবং কয়েকটি একটানা শিল্প লাইন
টুলিং ও মেশিনের খরচ: আকার দেওয়ার টুলিং নেই (অংশ আগেই আকার পায়); ছোট ল্যাব ইউনিট থেকে কয়েক লক্ষ ডলারের শিল্প ব্যবস্থা পর্যন্ত চুল্লি
গতি: প্রায়ই প্রতি চক্রে কয়েক মিনিট থেকে কয়েক ঘণ্টা, একই অংশের জন্য প্রচলিত চুল্লির চেয়ে সাধারণত অনেক কম

শক্তি ও সীমাবদ্ধতা

শক্তির দিক

ভেতর থেকে দ্রুত গরম, তাই চক্র ছোট
চুল্লির দেয়াল গরম করতে কম শক্তি অপচয়
সূক্ষ্মতর দানা, প্রায়ই আরও শক্ত অংশ দেয়
ছোট ল্যাব ও ক্লিনিকের জন্য কমপ্যাক্ট সরঞ্জাম

সীমাবদ্ধতা

অনেক উপাদান ঠান্ডা অবস্থায় কম শোষে এবং সাসেপ্টর লাগে
হট স্পট ও “থার্মাল রানঅ্যাওয়ে” (একটি জায়গা ক্রমেই দ্রুত গরম হতে থাকা) অংশ ফাটিয়ে দিতে পারে
তাপমাত্রা মাপা ও সমানভাবে নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন
ধাতু মাইক্রোওয়েভ প্রতিফলিত করে, তাই বড় ধাতব অংশ চিকিৎসা করা কঠিন

কোথায় ব্যবহৃত হয়

দন্তক্লিনিক-মাপের চুল্লিতে জিরকোনিয়া ক্রাউন ও ব্রিজের দ্রুত সিন্টারিং
উন্নত সিরামিকচরম তাপের জন্য অ্যালুমিনা, সিলিকন নাইট্রাইড ও অতি-উচ্চ-তাপমাত্রার সিরামিক
ইলেকট্রনিক্সফেরাইট ও অন্যান্য ইলেকট্রোসিরামিক
অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিংমাইক্রোওয়েভ কিলনে প্রিন্ট করা ধাতব ও সিরামিক অংশের সিন্টারিং
গবেষণানতুন সিরামিক ও কম্পোজিট রেসিপির দ্রুত পরীক্ষা

কীভাবে চিনবেন

অংশটি দেখে সাধারণত বোঝা যায় না: এটি যেকোনো সিন্টার করা সিরামিক বা ধাতব অংশের মতোই দেখায়।
ফার্নেসই আসল সূত্র: ওয়েভগাইডে সংযুক্ত একটি ধাতব বাক্স, ভেতরে কোনো জ্বলজ্বলে হিটিং এলিমেন্ট নেই।
ল্যাব ও মেকারদের তৈরি অংশ প্রায়ই সাদা ফাইবার-ইনসুলেশনের বাক্সে বা সিলিকন কার্বাইড ক্রুসিবলে থাকে।

তুলনা করুন

পাউডার ধাতুবিদ্যা9.1প্রচলিত ফার্নেস ব্যবহার করে, যা কয়েক ঘণ্টা ধরে বাইরে থেকে ভেতরের দিকে গরম করে।স্পার্ক প্লাজমা সিন্টারিং9.4ভেতর থেকেও দ্রুত গরম করে, তবে একটি ডাইয়ের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ ও চাপ দিয়ে।সল-জেল প্রক্রিয়া9.6সূক্ষ্ম সিরামিক বানানোর আরেক উপায়, যা গুঁড়োর বদলে তরল থেকে শুরু হয়।

দেখুন

National Science Foundation News · মাইক্রোওয়েভ ফার্নেস কেন সিরামিক তৈরি দ্রুত করে, ল্যাবের ফুটেজসহ

Hunan WISE Microwave Technology Co., Ltd · শিল্প ফার্নেসের অংশগুলো: ম্যাগনেট্রন, ওয়েভগাইড, চেম্বার

The Virtual Foundry, Inc. · সাসেপ্টরের ধারণা, ক্রুসিবলে 3D-প্রিন্ট করা ধাতব অংশসহ

CERAMBOT · একটি ছোট মাইক্রোওয়েভ কিলন প্রিন্ট করা সিরামিক অংশ পোড়াচ্ছে

আসল ছবি দেখুন

উইকিপিডিয়া: সিন্টারিং — সিন্টারিং নিয়ে সাধারণ নিবন্ধ, মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিং নিয়ে একটি অংশসহ; ইংরেজি উইকিপিডিয়ায় আলাদা কোনো নিবন্ধ নেই
Wikimedia Commons-এ ছবি খোঁজা

মনে রাখুন

মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিং অংশটিকে নিজেই গরম করে, ফার্নেসের দেয়ালকে নয়।
ভেতর থেকে গরম করলে চক্র ছোট হয় এবং দানা আরও সূক্ষ্ম হয়।
ঠান্ডা অবস্থায় কম শোষণ আর হট স্পটই প্রধান চ্যালেঞ্জ; সাসেপ্টর ও সতর্ক নিয়ন্ত্রণ দিয়ে এগুলো সামলানো হয়।