நைட்ரைடு பிணைக்கப்பட்ட சிலிக்கான் கார்பைடு பாதுகாப்பு குழாய்கள்: உயர் வெப்பநிலை தொழில்களுக்கான முக்கிய பயன்பாடுகள்

Iஉயர் வெப்பநிலை, அரிக்கும் தன்மை கொண்ட ஊடகங்கள் மற்றும் உருகிய உலோக அரிப்பு போன்ற கடுமையான தொழில்துறை சூழல்களில், உற்பத்தித் திறனையும் தயாரிப்புத் தரத்தையும் பராமரிக்க நம்பகமான உபகரணப் பாதுகாப்பு இன்றியமையாதது.நைட்ரைடு பிணைக்கப்பட்ட சிலிக்கான் கார்பைடு (NBSiC) பாதுகாப்பு குழாய்கள்70-80% சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) மற்றும் 20-30% சிலிக்கான் நைட்ரைடு (Si₃N₄) ஆகியவற்றால் ஆன ஒரு உயர் செயல்திறன் கொண்ட கலவைப் பொருளான இது, 1450℃ வரையிலான உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பு (குறிப்பிட்ட சூழல்களில் 1650-1750℃), சிறந்த அரிப்பு/தேய்மான எதிர்ப்பு, சிறப்பான வெப்ப அதிர்ச்சி நிலைத்தன்மை மற்றும் உயர் வெப்பக் கடத்துத்திறன் போன்ற விதிவிலக்கான பண்புகளுடன் தனித்து நிற்கிறது.உலகளாவிய உற்பத்தியாளர்களின் முக்கியச் சிக்கல்களை அவை எவ்வாறு தீர்க்கின்றன என்பதை எடுத்துக்காட்டும் வகையில், அவற்றின் முக்கியப் பயன்பாடுகள் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

1. தெர்மோகப்பிள் பாதுகாப்பு: கடுமையான சூழ்நிலைகளில் துல்லியமான வெப்பநிலை கண்காணிப்பு

தொழில்துறை தரம் மற்றும் பாதுகாப்பிற்கு வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு அடிப்படையானது, மேலும் வெப்பநிலையை அளவிடுவதற்கான முதன்மைக் கருவிகளாக தெர்மோகப்பிள்கள் உள்ளன. இருப்பினும், உயர்-வெப்பநிலை உலைகள், இரும்பு அல்லாத உலோக உருக்காலைகள் மற்றும் வெப்பச் செயலாக்க உபகரணங்களில், பாதுகாப்பற்ற தெர்மோகப்பிள்கள் ஆக்சிஜனேற்றம், அரிப்பு அல்லது உருகிய உலோகச் சிதைவு ஆகியவற்றால் எளிதில் சேதமடைகின்றன. இது தவறான அளவீடுகள், திட்டமிடப்படாத பணிநிறுத்தம் மற்றும் அதிக பராமரிப்புச் செலவுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.NBSiC பாதுகாப்பு குழாய்கள் தெர்மோகப்பிள்களைப் பாதுகாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, இதனால் அவை தீவிர வெப்பநிலை கண்காணிப்பு சூழ்நிலைகளுக்கு முதன்மையான தேர்வாக அமைகின்றன.

அவற்றின் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம் (4.4×10⁻⁶/℃) மற்றும் குறைந்த நுண்துளைத்தன்மை (<1%) ஆகியவை பரிமாண நிலைத்தன்மையை உறுதிசெய்து, அமில/கார வாயுக்கள் மற்றும் உருகிய உலோகங்களால் ஏற்படும் அரிப்பைத் தடுக்கின்றன. சுமார் 9 மோஸ் கடினத்தன்மையுடன், அவை துகள் பொருட்களால் ஏற்படும் தேய்மானத்தை எதிர்க்கின்றன.எஃகு தயாரிக்கும் உலைகள், அலுமினியம் உருக்கும் உலைகள் மற்றும் பீங்கான் சூளைகள் போன்ற முக்கியப் பயன்பாடுகளில், பாரம்பரிய மாற்றுகளுடன் ஒப்பிடும்போது NBSiC குழாய்கள் தெர்மோகப்பிளின் ஆயுட்காலத்தை 3 மடங்கு அல்லது அதற்கும் மேலாக நீட்டிக்கின்றன.

2. இரும்பு அல்லாத உலோக உருக்குதல் மற்றும் வார்ப்பு: முக்கிய செயல்முறைப் பாதுகாப்பு

அலுமினியம், தாமிரம் மற்றும் துத்தநாகம் உருக்குதல்/வார்ப்புத் தொழில்கள், உருகிய உலோக அரிப்பு மற்றும் மாசுபடும் அபாயங்கள் போன்ற பெரும் சவால்களை எதிர்கொள்கின்றன.NBSiC பாதுகாப்பு குழாய்கள், தனிப்பயனாக்கப்பட்ட தீர்வுகளை வழங்குவதன் மூலம், இங்கு இரண்டு முக்கியப் பணிகளைச் செய்கின்றன.

அ. வெப்பமூட்டும் உறுப்பின் பாதுகாப்பிற்கான மூடப்பட்ட முனைக் குழாய்கள்

அலுமினியம் உருக்கும் உலைகளில், சிலிக்கான் கார்பைடு வெப்பமூட்டும் கூறுகள் இன்றியமையாதவை, ஆனால் அவை உருகிய அலுமினிய அரிப்பால் எளிதில் பாதிக்கப்படக்கூடியவை.மூடப்பட்ட முனைகளைக் கொண்ட NBSiC குழாய்கள் ஒரு தடுப்பாகச் செயல்பட்டு, வெப்பமூட்டும் கூறுகளை உருகிய உலோகத்திலிருந்து தனிமைப்படுத்துகின்றன. இதன் மூலம் அவற்றின் ஆயுட்காலம் நீட்டிக்கப்படுவதோடு, மாசுபடுவதையும் தவிர்க்கின்றன.அவற்றின் உயர் வெப்பக் கடத்துத்திறன், திறமையான வெப்பப் பரிமாற்றத்தை உறுதிசெய்து, ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைக்கிறது. விட்டம் (600 மிமீ வரை) மற்றும் நீளம் (3000 மிமீ வரை) ஆகியவற்றில் தனிப்பயனாக்கக்கூடிய இவை, வெவ்வேறு உலை வடிவமைப்புகளுக்கு ஏற்பப் பொருந்துகின்றன.

b. அலுமினிய சக்கர வார்ப்புக்கான ரைசர்கள்

அலுமினிய சக்கர உற்பத்தியில், திறந்த முனை கொண்ட NBSiC ரைசர்கள் (தூக்கும் குழாய்கள்), உருகிய அலுமினியத்தை உலைகளிலிருந்து வார்ப்பு அச்சுகளுக்குக் கொண்டு செல்ல உதவுகின்றன. 150MPa-க்கும் அதிகமான குளிர் முறிவு குணகம் மற்றும் சிறந்த வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்புத் திறன் (1000℃ முதல் அறை வெப்பநிலை வரையிலான 100 சுழற்சிகளைத் தாங்கும் திறன்) ஆகியவற்றைக் கொண்டு, இவை நிலையான, தொடர்ச்சியான ஓட்டத்தை உறுதிசெய்து, வார்ப்பு குறைபாடுகளை (துளைகள், உட்பொருட்கள்) குறைத்து, உற்பத்தி அளவை மேம்படுத்துகின்றன. வார்ப்பு இரும்புக் குழாய்களைப் போலல்லாமல், NBSiC உருகிய அலுமினியத்தை மாசுபடுத்தாது, இதனால் உற்பத்தியின் தூய்மை பாதுகாக்கப்படுகிறது.