धडा 9.5आकार देणेप्रकरण 9 · पावडर आणि सिरॅमिक्स

मायक्रोवेव्ह सिंटरिंग

मायक्रोवेव्ह भागाला आतून तापवतात

मायक्रोवेव्ह सिंटरिंग दाबलेला पावडर भाग गरम भट्टीच्या भिंतींऐवजी मायक्रोवेव्हने तापवते. ऊर्जा साहित्याच्या आत शोषली जाते, म्हणून संपूर्ण भाग एकाच वेळी तापतो, स्वयंपाकघरातील मायक्रोवेव्ह सूप आतून तापवतो तसा. यामुळे सिंटरिंग चक्र अनेक तासांवरून खूपच कमी होऊ शकते, आणि साहित्याची रचना अधिक बारीक राहते.

मायक्रोवेव्ह सिंटरिंग · भट्टीचा छेद आणि तापवण्याची नक्षीडावीकडील भट्टी कापून उघडलेली काढली आहे; उजवीकडील पॅनेल साध्या भट्टीत आणि मायक्रोवेव्ह भट्टीत उष्णता कुठून सुरू होते त्याची तुलना करतो. वर्तुळातले क्रमांक पायऱ्यांशी जुळतात.

हे कसे चालते

भाग लोड करा. दाबलेला पावडर भाग (अनेकदा सिरॅमिक) मायक्रोवेव्हना जाऊ देणाऱ्या पण उष्णता आत ठेवणाऱ्या इन्सुलेशनच्या खोक्यात ठेवला जातो. सिलिकॉन कार्बाइडच्या काड्या, ज्यांना सस्सेप्टर (मायक्रोवेव्ह चांगले शोषणारे साहित्य) म्हणतात, अनेकदा त्याच्या शेजारी असतात.
मायक्रोवेव्ह तयार करा. मॅग्नेट्रॉन (स्वयंपाकघरातील ओव्हनलाही चालवणारी नळी) मायक्रोवेव्ह तयार करतो, साधारणपणे 2.45 GHz वर आणि काही किलोवॅटचे. वेव्हगाइड नावाची धातूची वाहिनी त्यांना बंद धातूच्या पोकळीत नेते, जिथे ते इकडे तिकडे उसळतात.
आतून तापवा. भागाचे रेणू आणि विद्युतभार लहरी शोषतात आणि त्यांना संपूर्ण आकारमानात उष्णतेत बदलतात. अनेक सिरॅमिक थंड असताना मायक्रोवेव्ह क्वचितच शोषतात, म्हणून सस्सेप्टर त्यांना आधी तापवतात, ते स्वतः शोषू लागेपर्यंत ("हायब्रिड" तापवणे).
सिंटर करा आणि थंड करा. तापमानावर (उदाहरणार्थ अनेक सिरॅमिकसाठी सुमारे 1,200–1,500 °C), कण जुळतात आणि भाग कोणत्याही सिंटरिंगप्रमाणे आकुंचन पावतो आणि घन होतो. पायरोमीटर (संपर्काशिवाय तापमान मोजणारा थर्मामीटर) तापमान पाहतो आणि शक्ती समायोजित केली जाते, मग भाग खोक्यातच थंड होतो.

मुख्य तथ्ये

साहित्य: मुख्यतः सिरॅमिक (अल्युमिना, झिर्कोनिया, फेराइट, सिलिकॉन नायट्राइड); तसेच पावडर धातूचे भाग आणि काही कंपोझिट
सामान्य भाग: दातांच्या झिर्कोनिया कॅप, सिरॅमिक घटक, हार्ड-मेटल टोके, संशोधन नमुने
भागाचा आकार: बहुतेक लहान ते मध्यम: काही ग्रॅमपासून काही दहा सेंटीमीटर लांब भागांपर्यंत
अचूकता: इतर सिंटरिंगप्रमाणे: आकुंचन ओळखावे लागते; सिंटर केल्यावर अनेकदा मापाच्या सुमारे ±0.5–1%
पृष्ठभागाची फिनिश: सिंटर केल्यावर, दाबलेल्या भागासारखाच; गरज असेल तिथे ग्राइंड किंवा पॉलिश केलेला
कोणत्या बॅच आकारासाठी योग्य: प्रयोगशाळेतील काम, लहान बॅच आणि काही सलग औद्योगिक लाइन
टूलिंग आणि मशीनचा खर्च: आकाराचे टूलिंग नाही (भाग आधीच आकारलेला असतो); भट्ट्या लहान प्रयोगशाळा युनिटपासून शेकडो हजार डॉलर किंमतीच्या औद्योगिक प्रणालींपर्यंत
वेग: प्रति चक्र अनेकदा मिनिटे ते काही तास, त्याच भागासाठी पारंपरिक भट्टीपेक्षा साधारणपणे खूप कमी

ताकद आणि मर्यादा

बलस्थाने

आतून वेगाने तापते, म्हणून चक्र लहान
भट्टीच्या भिंती तापवण्यात कमी ऊर्जा वाया जाते
अधिक बारीक कण, अनेकदा अधिक मजबूत भाग देतात
लहान प्रयोगशाळा आणि क्लिनिकसाठी सुटसुटीत उपकरणे

मर्यादा

अनेक साहित्य थंड असताना कमी शोषतात आणि त्यांना सस्सेप्टर लागतात
हॉट स्पॉट आणि "थर्मल रनअवे" (वेगाने आणि अधिक वेगाने जास्त तापणारी जागा) भाग तडकवू शकतात
तापमान मोजणे आणि समान रीतीने नियंत्रित करणे कठीण
धातू मायक्रोवेव्ह परावर्तित करतात, म्हणून मोठे धातूचे भाग हाताळणे अधिक कठीण

कुठे वापरली जाते

दंतचिकित्साक्लिनिक-आकाराच्या भट्ट्यांमध्ये झिर्कोनिया कॅप आणि ब्रिजचे जलद सिंटरिंग
प्रगत सिरॅमिकटोकाच्या उष्णतेसाठी अल्युमिना, सिलिकॉन नायट्राइड आणि अतिउच्च-तापमान सिरॅमिक
इलेक्ट्रॉनिक्सफेराइट आणि इतर इलेक्ट्रोसिरॅमिक
अॅडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंगमायक्रोवेव्ह भट्ट्यांमध्ये प्रिंट केलेल्या धातू आणि सिरॅमिक भागांचे सिंटरिंग
संशोधननवीन सिरॅमिक आणि कंपोझिट पाककृतींच्या जलद चाचण्या

ओळखायची कशी

भागावरून सहसा ओळखता येत नाही: तो इतर कोणत्याही सिंटर केलेल्या सिरॅमिक किंवा धातूच्या भागासारखाच दिसतो.
भट्टी पाहिल्यावर ओळख पटते: वेव्हगाइडने जोडलेला धातूचा बॉक्स, आत चमकणारे हीटिंग एलिमेंट नसतात.
लॅब आणि मेकर्सचे भाग अनेकदा पांढऱ्या फायबर-इन्सुलेशनच्या बॉक्समध्ये किंवा सिलिकॉन कार्बाइडच्या क्रुसिबलमध्ये ठेवलेले असतात.

यांच्याशी तुलना

पावडर मेटॅलर्जी9.1पारंपरिक भट्टी वापरते, जी बाहेरून आत तासन्तास उष्णता देते.स्पार्क प्लाझ्मा सिंटरिंग9.4सुद्धा आतून झटपट तापवते, पण डाइमधून विद्युत प्रवाह आणि दाब वापरून.सोल-जेल प्रक्रिया9.6बारीक सिरॅमिक बनवण्याचा आणखी एक मार्ग, पावडरऐवजी द्रवापासून सुरुवात करून.

पाहा

National Science Foundation News · मायक्रोवेव्ह भट्ट्या सिरॅमिक बनवणे का जलद करतात, लॅबमधील चित्रणासह

Hunan WISE Microwave Technology Co., Ltd · औद्योगिक भट्टीचे भाग: मॅग्नेट्रॉन, वेव्हगाइड, चेंबर

The Virtual Foundry, Inc. · सस्सेप्टरची कल्पना, क्रुसिबलमधील 3D-प्रिंट केलेल्या धातूच्या भागांसह

CERAMBOT · प्रिंट केलेले सिरॅमिक भाग भाजणारी लहान मायक्रोवेव्ह भट्टी

खरी छायाचित्रे पाहा

Wikipedia: Sintering — सिंटरिंगवरील सर्वसाधारण लेख, ज्यात मायक्रोवेव्ह सिंटरिंगचा एक विभाग आहे; इंग्रजी Wikipedia वर स्वतंत्र लेख नाही
Wikimedia Commons फोटो शोध

लक्षात ठेवा

मायक्रोवेव्ह सिंटरिंग भट्टीच्या भिंती नव्हे, तर भागालाच तापवते.
आतून तापवल्याने चक्र लहान होते आणि कण बारीक मिळतात.
थंड असताना कमी शोषण आणि हॉट स्पॉट्स ही मुख्य आव्हाने आहेत; ती सस्सेप्टर आणि काळजीपूर्वक नियंत्रणाने सोडवली जातात.