সিলিকন নাইট্রাইড বনাম সিলিকন কার্বাইড- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

সিলিকন নাইট্রাইড ( $সি_{3} এন_{4}$ ) এবং সিলিকন কার্বাইড ( $সিগ$ ) দুটি উন্নত সিরামিক উপকরণ তাদের ব্যতিক্রমী বৈশিষ্ট্যের জন্য বিখ্যাত, যা ঐতিহ্যবাহী ধাতু এবং পলিমারগুলি ব্যর্থ হলে শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের চাহিদার জন্য তাদের অপরিহার্য করে তোলে। যদিও উভয়ই একটি সিলিকন বেস ভাগ করে এবং উচ্চ তাপমাত্রায় উচ্চতর কর্মক্ষমতা প্রদান করে, তাদের নির্দিষ্ট রচনা এবং স্ফটিক কাঠামোগুলি স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্যের দিকে পরিচালিত করে যা তাদের নিজ নিজ ব্যবহারকে নির্দেশ করে।

রচনা এবং গঠন

সিলিকন নাইট্রাইড সিলিকন এবং নাইট্রোজেনের একটি রাসায়নিক যৌগ, সাধারণত সূত্র সহ $সি_{3} এন_{4}$ . এটি দুটি প্রাথমিক ফর্ম সহ একটি জটিল স্ফটিক কাঠামো বৈশিষ্ট্যযুক্ত, $α$ - এবং $β$ -সিলিকন নাইট্রাইড, সহ $β$ -ফর্মটি উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সবচেয়ে সাধারণ কারণ এর সুচের মতো দানা যা ফাটল বিস্তারকে প্রতিরোধ করে। সিলিকন পাউডারের সরাসরি নাইট্রিডেশন বা সিলিকন টেট্রাক্লোরাইড এবং অ্যামোনিয়ার প্রতিক্রিয়া সহ বিভিন্ন পদ্ধতির মাধ্যমে উপাদানটি সংশ্লেষিত হয়।

সিলিকন কার্বাইড সিলিকন এবং কার্বনের একটি যৌগ, একটি সমযোজী নেটওয়ার্ক কঠিন গঠন করে। এটি অসংখ্য পলিটাইপের মধ্যে বিদ্যমান, সবচেয়ে সাধারণ $α$ -সিগ এবং $β$ -সিC. এর গঠন হীরার সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ, এটির চরম কঠোরতায় অবদান রাখে। স্বাভাবিকভাবেই ঘটছে $SiC$ অত্যন্ত বিরল (খনিজ ময়সানাইট নামে পরিচিত), তাই শিল্প উপাদান প্রায় সম্পূর্ণ সিন্থেটিক, সাধারণত আচেসন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে উত্পাদিত হয়।

মূল যান্ত্রিক এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্য

উভয় সিরামিকেরই অসামান্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তবে একটি সরাসরি তুলনা মূল পার্থক্যগুলিকে হাইলাইট করে:

সম্পত্তি	সিলিকন নাইট্রাইড ( $সি_{3} এন_{4}$ )	সিlicon Carbide ( $সিগ$ )
কঠোরতা (Mohs)	$8 - 9$	$\approx 9 - 9.5$
ফ্র্যাকচার টাফনেস	$\approx 6 - 8 এমপিএ মি$	$\approx 3 - 5 এমপিএ মি$
তাপ পরিবাহিতা	কম ( $\approx 20 - 30 ডব্লিউ / mK$ )	উচ্চ ( $\approx 120 - 200 ডব্লিউ / mK$ )
তাপীয় সম্প্রসারণ	খুব কম	খুব কম
উচ্চ-তাপমাত্রার শক্তি	চমৎকার ( পর্যন্ত শক্তি বজায় রাখে $\approx 140 0^{\circ} C$ )	চমৎকার ( পর্যন্ত শক্তি বজায় রাখে $\approx 160 0^{\circ} C$ )

দ $সি_{3} এন_{4}$ পণ্য তার জন্য পরিচিত হয় উচ্চতর ফ্র্যাকচার দৃঢ়তা এবং তাপীয় শক উচ্চ প্রতিরোধের . এই উচ্চ দৃঢ়তা, যার অর্থ উপাদানটি অভ্যন্তরীণ ফাটল থেকে বিপর্যয়কর ব্যর্থতার জন্য আরও বেশি প্রতিরোধী, এটি অন্যান্য অনেক সিরামিকের তুলনায় একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা, যার মধ্যে রয়েছে $SiC$ , উল্লেখযোগ্য যান্ত্রিক চাপ বা দ্রুত তাপমাত্রা পরিবর্তন জড়িত অ্যাপ্লিকেশনে.

বিপরীতভাবে, $SiC$ এর জন্য পুরস্কৃত হয় চরম কঠোরতা , হীরা এবং বোরন নাইট্রাইডের পরে দ্বিতীয়, এবং এর ব্যতিক্রমী তাপ পরিবাহিতা . দ high thermal conductivity makes $SiC$ কার্যকর তাপ স্থানান্তর প্রয়োজন ইলেকট্রনিক উপাদান এবং অ্যাপ্লিকেশন তাপ অপচয়ের জন্য আদর্শ।

শিল্পে অ্যাপ্লিকেশন

এই দুটি সিরামিকের স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্যগুলি তাদের বিভিন্ন, তবুও কখনও কখনও ওভারল্যাপিং, সেক্টরে আধিপত্য করতে পরিচালিত করে:

সিলিকন নাইট্রাইড Applications

সিলিকন নাইট্রাইড উচ্চ শক্তি, কম ঘনত্ব এবং তাপীয় শকের অসামান্য প্রতিরোধের সংমিশ্রণ এটিকে পছন্দের উপাদান করে তোলে:

ইঞ্জিন উপাদান: টার্বোচার্জার রোটর, গ্লো প্লাগ এবং ডিজেল এবং পেট্রল ইঞ্জিনের ভালভ, যেখানে এর উচ্চ শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা কর্মক্ষমতা লাভের প্রস্তাব দেয়।
বিয়ারিং: উচ্চ-গতি, উচ্চ-তাপমাত্রা এবং ক্ষয়কারী পরিবেশে, $সি_{3} এন_{4}$ বল এবং রোলারগুলি তাদের নিম্ন ঘনত্ব (কেন্দ্রাতিগ্য শক্তি হ্রাস) এবং দীর্ঘ আয়ুর কারণে ইস্পাতের চেয়ে উচ্চতর।
গলিত ধাতু হ্যান্ডলিং: এর নন-ওয়েটিং বৈশিষ্ট্য এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এটিকে অ্যালুমিনিয়াম এবং অ লৌহঘটিত ধাতব প্রক্রিয়াকরণে ক্রুসিবল, টিউব এবং চুল্লির উপাদানগুলিতে ব্যবহারের জন্য দুর্দান্ত করে তোলে।

সিলিকন কার্বাইড Applications

সিলিকন কার্বাইড সর্বাধিক কঠোরতা, পরিধান প্রতিরোধের এবং উচ্চ তাপ ব্যবস্থাপনার দাবিদার অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পছন্দ করা হয়:

ঘর্ষণকারী এবং নাকাল: এর চরম কঠোরতার কারণে, এটি কাটার সরঞ্জাম, চাকা নাকাল এবং ল্যাপিং পাউডারগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স: এর প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ, উচ্চ ইলেক্ট্রন গতিশীলতা এবং উচ্চ তাপ পরিবাহিতা এটিকে উচ্চ-শক্তি, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি, এবং উচ্চ-তাপমাত্রা সেমিকন্ডাক্টর (ডায়োড, MOSFET) এর জন্য একটি বৈপ্লবিক উপাদান করে তোলে যা বৈদ্যুতিক যান এবং সোলার ইনভার্টারগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ।
গরম করার উপাদান: খুব উচ্চ তাপমাত্রায় শক্তি বজায় রাখার ক্ষমতার কারণে শিল্প চুল্লি এবং ভাটায় ব্যবহৃত হয়।
বডি আর্মার: এর উচ্চ কঠোরতা এবং কম ঘনত্ব এটিকে সিরামিক স্ট্রাইক প্লেটের জন্য একটি কার্যকর উপাদান করে তোলে।

সংক্ষেপে, যদিও সিলিকন নাইট্রাইড এবং সিলিকন কার্বাইড উভয়ই উন্নত সিরামিকের শিখর প্রতিনিধিত্ব করে, তারা সাধারণত নির্দিষ্ট কর্মক্ষমতা মানদণ্ডের উপর ভিত্তি করে নির্বাচিত হয়। সিলিকন নাইট্রাইড যেখানে excels তাপ শক প্রতিরোধের এবং ফ্র্যাকচার দৃঢ়তা সর্বোপরি, যদিও সিলিকন কার্বাইড জন্য স্পষ্ট বিজয়ী চরম কঠোরতা, ঘর্ষণ প্রতিরোধের, এবং উচ্চ শক্তি তাপ ব্যবস্থাপনা ইলেকট্রনিক্সে।