सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग में कौन से पदार्थ प्रयोग किए जाते हैं?

सीआईएम में सामान्य पदार्थ

संक्षेप में, सीआईएम एल्यूमिना, ज़िरकोनिया, सिलिकॉन कार्बाइड और सिलिकॉन नाइट्राइड जैसे पदार्थों से जटिल सिरेमिक घटकों का बड़े पैमाने पर उत्पादन कर सकता है। प्रत्येक पदार्थ उच्च कठोरता, शक्ति, तापमान क्षमता या संक्षारण प्रतिरोध जैसी असाधारण प्रदर्शन प्रदान करता है। सीआईएन डिज़ाइन विकल्पों का विस्तार करता है और उन्नत संरचनात्मक और कार्यात्मक सिरेमिक का उपयोग करके नए अनुप्रयोगों को सक्षम बनाता है।

सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग (सीआईएम) मोल्डिंग यौगिक के रूप में सिरेमिक पाउडर और बाइंडर पदार्थों का उपयोग करती है। प्रारंभिक पाउडर की संरचना और गुण अंतिम सिरेमिक घटक की विशेषताओं को निर्धारित करते हैं। सीआईएम में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सिरेमिक पदार्थ हैं:

एल्यूमिना (Al2O3)

एल्यूमिना, या एल्यूमीनियम ऑक्साइड, सीआईएम के सबसे बहुमुखी सिरेमिक पदार्थों में से एक है। इसमें उत्कृष्ट कठोरता, घिसाव प्रतिरोध और तापमान स्थिरता है। बारीक नियंत्रित कण आकार वितरण और उच्च शुद्धता स्तर वाले एल्यूमिना पाउडर का उपयोग किया जाता है। कुछ मूलभूत गुण हैं:

- उच्च कठोरता - 1600-1800 HV की विकर्स कठोरता

- 4000 MPa से अधिक संपीड़न शक्ति

- लगभग 330 MPa की झुकने की शक्ति

- 2050°C का गलनांक

- उत्कृष्ट संक्षारण और घिसाव प्रतिरोध

इसकी उच्च शक्ति और घिसाव गुणों के कारण, एल्यूमिना पिस्टन, प्लंजर, सील फेस और नोजल गाइड जैसे ऑटोमोटिव घटकों के लिए आदर्श है। इसका उपयोग कटिंग टूल्स, बियरिंग्स, गियर्स और वियर पैड के लिए भी किया जाता है। बायोइनर्ट एल्यूमिना दंत प्रत्यारोपण और आर्थोपेडिक प्रोस्थेटिक्स के लिए उपयुक्त है।

ज़िरकोनिया (ZrO2)

ज़िरकोनिया अन्य सिरेमिक की तुलना में बहुत उच्च फ्रैक्चर टफनेस और झुकने की शक्ति प्रदान करता है। टेट्रागोनल चरण में स्थिर बारीक ज़िरकोनिया पाउडर का उपयोग सीआईएम में किया जाता है। मुख्य गुण हैं:

- 1200 HV से अधिक विकर्स कठोरता

- 1000 MPa तक झुकने की शक्ति

- लगभग 7-8 MPa√m की फ्रैक्चर टफनेस

- कम तापीय चालकता

- संक्षारण प्रतिरोधी

ज़िरकोनिया की शक्ति और टफनेस इसे वाल्व, एक्सट्रूज़न डाई, चाकू और मिक्सर ब्लेड जैसे उच्च-तनाव घटकों के लिए मूल्यवान बनाती है। इसका उपयोग ऑक्सीजन सेंसर, फ्यूल सेल मेम्ब्रेन और हिप जॉइंट जैसे चिकित्सा प्रत्यारोपण के लिए भी किया जाता है।

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC)

सिलिकॉन कार्बाइड में उत्कृष्ट थर्मल शॉक और संक्षारण प्रतिरोध होता है। इसमें उच्च तापमान पर उच्च कठोरता और शक्ति होती है। प्रतिक्रिया-बंधित SiC पाउडर का उपयोग आमतौर पर सीआईएम में किया जाता है। मुख्य गुण हैं:

- एल्यूमिना के समान कठोरता

- लगभग 550 MPa की झुकने की शक्ति

- 90-120 W/mK तापीय चालकता

- 2700°C गलनांक

- उच्च तापमान पर शक्ति बनाए रखता है

सीआईएम द्वारा निर्मित SiC घटक पार्टिकुलेट फिल्टर, सिरेमिक टरबाइन ब्लेड और एग्जॉस्ट गैस हीट एक्सचेंजर जैसे ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं। यह हीटिंग एलिमेंट्स, बैलिस्टिक आर्मर प्लेट्स और एयरोस्पेस घटक भी बनाता है।

सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4)

सिलिकॉन नाइट्राइड उच्च-तापमान शक्ति और क्रीप प्रतिरोध प्रदान करता है। इसके गुणों में शामिल हैं:

- 1700 HV की कठोरता

- 1000°C पर 650 MPa से अधिक शक्ति

- लगभग 6 MPa√m की फ्रैक्चर टफनेस

- 1900°C गलनांक

- उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध

Si3N4 ऑटोमोटिव इंजन घटकों, गैस टरबाइन पार्ट्स, टर्बोचार्जर रोटर्स, मिसाइल नोज टिप्स और अंतरिक्ष यान थ्रस्टर नोजल के लिए उपयुक्त है। यह ऑक्सीकरण और थर्मल शॉक के प्रति प्रतिरोधी है।

एल्यूमिना-ज़िरकोनिया कम्पोजिट

एल्यूमिना और ज़िरकोनिया के कम्पोजिट उच्च कठोरता, शक्ति और टफनेस जैसे वांछनीय गुणों को जोड़ते हैं। आवश्यकताओं के आधार पर विभिन्न अनुपातों का उपयोग किया जा सकता है। कुछ उदाहरण गुणों में शामिल हैं:

- 1500 HV की कठोरता

- लगभग 1200 MPa की शक्ति

- 4-6 MPa√m की टफनेस

- अच्छा घिसाव प्रतिरोध

- उच्च-तापमान स्थिरता

ये कम्पोजिट आदर्श कटिंग टूल्स, एक्सट्रूज़न डाई, रोलर गाइड और चिकित्सा प्रत्यारोपण के लिए आदर्श हैं जिनमें शक्ति, टफनेस और बायो-इनर्टनेस का संतुलन आवश्यक है। गुणों को विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप तैयार किया जा सकता है।

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