पाउडर और सिरेमिक
ये प्रक्रियाएँ धातु को पिघलाने या ठोस ब्लॉक को काटने के बजाय पाउडर या द्रव से ठोस पुर्ज़े बनाती हैं। सभी सिंटरिंग पर टिकी हैं: ठसाए हुए कणों को उनके गलनांक से नीचे गर्म करना, जब तक वे जुड़कर एक ठोस न बन जाएँ। एक प्रक्रिया से दूसरी में फ़र्क़ यह है कि कणों को आकार कैसे दिया जाता है, और गर्मी व दबाव कैसे लगाए जाते हैं।
मुख्य विचार
सिंटरिंग वह तरीक़ा है जिससे कण बिना पिघले आपस में चिपकते हैं। जहाँ दो कण छूते हैं, वहाँ परमाणु संपर्क बिंदु के आर-पार खिसकते हैं (डिफ़्यूज़न) और ठोस पुल बना देते हैं, जिसे नेक कहते हैं। जैसे-जैसे नेक बढ़ते हैं, कणों के बीच की खाली जगहें (रंध्र) सिकुड़ती हैं, इसलिए पुर्ज़ा ज़्यादा सघन और आमतौर पर थोड़ा छोटा हो जाता है। रात भर रखे बर्फ़ के गोलों के कटोरे की कल्पना कीजिए: वे पिघलते नहीं, फिर भी सुबह तक जुड़कर एक डला बन जाते हैं। दबाव कणों को पास धकेलकर इसे तेज़ करता है; तेज़ या भीतर से दी गई गर्मी समय बचाती है और नन्हे क्रिस्टलों को बारीक रखती है।
इस अध्याय की 6 प्रक्रियाएँ
9.1पाउडर मेटलर्जी (प्रेस और सिंटर)पाउडर को डाई में दबाएँ, फिर बेल्ट भट्टी में सिंटर करेंपाठ खोलें
9.2मेटल इंजेक्शन मोल्डिंग (MIM)पाउडर-और-बाइंडर के पेस्ट को ढालें, बाइंडर हटाएँ, सिंटर करेंपाठ खोलें
9.3हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)गर्म आर्गन से चारों ओर से दबाकर रंध्र बंद करेंपाठ खोलें
9.4स्पार्क प्लाज़्मा सिंटरिंग (SPS)पल्स वाली धारा दबे ग्रेफ़ाइट डाई को मिनटों में गर्म करती हैपाठ खोलें
9.5माइक्रोवेव सिंटरिंगमाइक्रोवेव पार्ट को भीतर से गर्म करती हैंपाठ खोलें
9.6सोल-जेल प्रोसेसिंगतरल जमकर जेल बनता है, फिर सुखाया और पकाया जाता हैपाठ खोलेंआमने-सामने
| प्रक्रिया | एक पंक्ति में | सबसे उपयुक्त | बैच साइज़ | सटीकता |
|---|---|---|---|---|
| 9.1पाउडर मेटलर्जी (प्रेस और सिंटर) | पाउडर को डाई में दबाएँ, फिर बेल्ट भट्टी में सिंटर करें | छोटे गियर, बुशिंग, सरल रूपरेखा वाले पुर्ज़े | सालाना 10,000 से लाखों | लगभग ±0.05–0.1 mm |
| 9.2मेटल इंजेक्शन मोल्डिंग (MIM) | पाउडर-और-बाइंडर के पेस्ट को ढालें, बाइंडर हटाएँ, सिंटर करें | नन्हे, जटिल, लगभग पूर्ण सघन स्टील पुर्ज़े | सालाना 10,000 से लाखों | किसी माप का लगभग ±0.3–0.5% |
| 9.3हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP) | गर्म आर्गन से चारों ओर से दबाकर रंध्र बंद करें | अहम ढलाइयाँ, प्रिंट किए पुर्ज़े, डिब्बों में बंद पाउडर | एक पुर्ज़े से भट्टी भर तक | आकार बना रहता है; सिर्फ़ रंध्र सिकुड़ते हैं |
| 9.4स्पार्क प्लाज़्मा सिंटरिंग (SPS) | पल्स वाली धारा दबे ग्रेफ़ाइट डाई को मिनटों में गर्म करती है | कठोर सिरेमिक और नए पदार्थ, तश्तरी के रूप में | एक-एक नग, छोटे बैच | खुरदरा; बाद में ग्राइंडिंग की जाती है |
| 9.5माइक्रोवेव सिंटरिंग | माइक्रोवेव पार्ट को भीतर से गर्म करती हैं | सिरेमिक, जैसे दंत चिकित्सा का ज़िरकोनिया | प्रयोगशाला के काम से छोटे बैच तक | अन्य सिंटरिंग की तरह लगभग ±0.5–1% |
| 9.6सोल-जेल प्रोसेसिंग | तरल जमकर जेल बनता है, फिर सुखाया और पकाया जाता है | पतली कोटिंग, एयरोजेल, शुद्ध पाउडर | एक नमूने से कोटिंग लाइनों तक | फ़िल्में, दसियों नैनोमीटर तक |
इस परिवार में कैसे चुनें
- सरल धातु के लाखों पुर्ज़े सस्ते में चाहिए: प्रेस-एंड-सिंटर पाउडर मेटलर्जी।
- छोटे, जटिल, लगभग पूर्ण सघन धातु पुर्ज़े चाहिए: मेटल इंजेक्शन मोल्डिंग।
- किसी ढलाई या 3D प्रिंट के छिपे रंध्र हटाने हैं, जो विफल नहीं होना चाहिए: हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग।
- सिंटर करने में कठिन या नए पदार्थ की सघन तश्तरी जल्दी चाहिए: स्पार्क प्लाज़्मा सिंटरिंग, या बिना दबाव के सिरेमिक के लिए माइक्रोवेव सिंटरिंग।
- पतली, शुद्ध कोटिंग या अति-हल्का पदार्थ चाहिए: सोल-जेल प्रोसेसिंग।
मुख्य शब्द
- सिंटरिंग
- ठसाए हुए कणों को उनके गलनांक से नीचे गर्म करके जोड़ना।
- नेक
- वह ठोस पुल जो दो कणों के संपर्क बिंदु पर बढ़ता है।
- डिफ़्यूज़न
- परमाणुओं का ठोस के भीतर धीरे-धीरे सरकना; यही नेक बनाता है।
- सरंध्रता
- पुर्ज़े के आयतन का वह हिस्सा जो खाली रंध्रों का है।
- ग्रीन पार्ट
- सिंटरिंग से पहले का आकार दिया हुआ पुर्ज़ा, जो केवल कमज़ोर ढंग से जुड़ा होता है।
- बाइंडर
- मोम या प्लास्टिक जो पाउडर को आकार में थामे रखता है, जब तक उसे हटाया न जाए।
- घनत्व
- पुर्ज़े का कितना हिस्सा ठोस पदार्थ है; 100% का मतलब कोई रंध्र नहीं।
- सिकुड़न
- सिंटरिंग में रंध्र बंद होने से पुर्ज़े का जितना आकार घटता है।
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