د بوران کاربایډ سپارک پلازما سینټرینګ: په دودیز سینټرینګ کې یو انقلابي "تور ټیکنالوژۍ" پرمختګ.
د موادو د ساینس په برخه کې،بوران کاربایډ (B4C)، چې د لوړ سختۍ، ټیټ کثافت، د اغوستلو مقاومت، او نیوټرون جذب ظرفیت له امله د "تور الماس" په نوم پیژندل کیږي، په پراخه کچه د لوړ پای برخو لکه بلیټ پروف زغره، اټومي صنعت، او فضا کې کارول کیږي. په هرصورت، دودیز سینټرینګ پروسې (لکه د فشار پرته سینټرینګ او ګرم فشار سینټرینګ) د ننګونو سره مخ دي لکه د سینټرینګ لوړه تودوخه، د سینټرینګ اوږد وختونه، او د غلو اسانه کول، د بوران کاربایډ فعالیت کې نور پرمختګونه محدودوي. په وروستیو کلونو کې، د سپارک پلازما سینټرینګ (SPS) ټیکنالوژي، د هغې د ټیټ تودوخې، چټک سرعت، او لوړ موثریت سره، د بوران کاربایډ لپاره د څیړنې ګرمه ساحه ګرځیدلې، د دې سوپر هارډ موادو د غوښتنلیک حدود بیا شکل ورکوي.
I. د SPS ټیکنالوژي: د سینټرینګ لپاره یو انقلابي نوی مثال
د SPS ټیکنالوژي د نبض شوي جریان، میخانیکي فشار، او تودوخې ساحې د همغږۍ اغیزې له لارې د بوران کاربایډ چټک کثافت ترلاسه کوي. د دې اصلي اصل په لاندې ډول دی:
د پلازما فعالول: نبض شوی جریان د ذراتو په مینځ کې تشو کې سمدلاسه لوړ تودوخې پلازما تولیدوي، د سطحې اکسایډونه لرې کوي او د اټومي خپریدو هڅوي.
د جول تودوخه او د تودوخې تدریجي: بریښنایی جریان د ګرافایټ مولډ له لارې د جول تودوخه رامینځته کوي، او تودوخه په چټکۍ سره لوړیږي (تر 600 ℃/دقیقې پورې)، د تودوخې تدریجي جوړوي چې کثافت ګړندی کوي او د غلو وده مخنیوی کوي.
د بریښنایی ساحې په مرسته خپریدل: بریښنایی ساحه د سینټرینګ فعالولو انرژي کموي، بوران کاربایډ ته اجازه ورکوي چې په 1700-2100 ℃ کې لوړ کثافت (>95٪) ترلاسه کړي، کوم چې د دودیز پروسې په پرتله 300-500 ℃ ټیټ دی.
د دودیز سینټرینګ په پرتله، د SPS لخوا چمتو شوی بوران کاربایډ ښه غله (نانو څخه مایکرون پیمانه) او غوره میخانیکي ځانګړتیاوې لري. د مثال په توګه، په 1600 ℃ او 300MPa لوړ فشار کې، د SPS لخوا چمتو شوي بوران کاربایډ د فریکچر سختۍ 5.56MPa・m¹/² ته لوړه شوې، او متحرک سختۍ د پام وړ لوړه شوې ده.
II. ټیکنالوژیکي پرمختګ: له لابراتوار څخه صنعتي کیدو ته کلیدي ټوپ
۱. د پیرامیټر اصلاح او د مایکرو جوړښت کنټرول
د تودوخې او فشار همغږي: څیړنې موندلې چې په ټیټه تودوخه (1700-2000℃) کې، د ذراتو د حد کمیدل په عمده توګه د کثافت لامل کیږي، پداسې حال کې چې په لوړه تودوخه (>2000℃) کې، د بې ځایه کیدو لوړوالی غالب دی. د تودوخې کچه او فشار په دقیق ډول کنټرولولو سره، د غلو اندازه د 4μm څخه تر نانومیټر پیمانه پورې په سمه توګه کنټرول کیدی شي.
د سینټرینګ مرستو نوښتګر غوښتنلیکونه: د Al، SiC، او ګرافین په څیر اضافه کونکي کولی شي فعالیت نور هم ښه کړي. د مثال په توګه، د 1.5٪ ګرافین (GPLs) سره B4C/SiC/Al ملټي فیز سیرامیکونه د فریکچر سختۍ کې 25.6٪ زیاتوالی او د انعطاف ځواک کې 99٪ زیاتوالی ښیې.
۲. د فعالې درجې موادو یو ګام جوړول
د ناپو موادو ټیم د لومړي ځل لپاره د SPS ټیکنالوژۍ په کارولو سره د B4C/Al په فعاله توګه درجه بندي شوي موادو یو ګام سینټرینګ ترلاسه کړ. دا مواد د خالص B4C (سختۍ 32 GPa) څخه خالص Al (سختۍ 1 GPa) ته د تدریجي لیږد ترلاسه کوي، په بریالیتوب سره د لویو ویلې نقطو توپیرونو ستونزې حل کوي او په دودیزو پروسو کې د ناپاکۍ مرحلو اسانه جوړښت، د بلیټ پروف زغره او لوړ حرارتي چالکتیا مرکب موادو لپاره نوي نظرونه چمتو کوي.
۳. په سختو چاپیریالونو کې د فعالیت پرمختګ
په اټومي صنعت کې، د SPS لخوا چمتو شوي B4C نیوټرون جذبونکي د 99.9٪ پاکوالي ترلاسه کوي، د وړانګو غوره مقاومت ښیې، او د ضایعاتو د ضایع کولو لګښتونه لري چې د دودیزو کیډیمیم پر بنسټ موادو یوازې پنځمه برخه ده. په فضايي صنعت کې، د بوران کاربایډ / المونیم مرکب مواد د ټربوفین انجن مخکښ محافظتي پلیټونو وزن 40٪ کموي او د سونګ موثریت 2.3٪ ښه کوي.
III. د صنعت امکانات: په یو ټریلیون ډالرو بازار کې یو نوی نیلي سمندر
۱. غوښتنلیکونه په ټولو برخو کې وده کوي.
دفاع او پوځي صنعت: د امریکا د پوځ د اوسپرې ترانسپورتي الوتکې د B4C مرکب زغره کاروي، کوم چې وزن یې 40٪ کموي او د دودیزو فولادي زغرو په پرتله غوره محافظت چمتو کوي.
سیمیکمډکټرونه او الکترونیکي توکي: د بورون کاربایډ ویفر مرحلې فلیټنس تېروتنه < 1μm، د EUV لیتوګرافي ماشینونو خورا لوړ دقیق اړتیاوې پوره کوي. د ژیهي نوي موادو د ټیټ تودوخې سینټرینګ ټیکنالوژي د B4C سینټرینګ تودوخه 1950 ℃ ته راټیټوي، چې د سیمیکمډکټر پالش کولو پیډ ساحه کې یې کارول هڅوي.
نوې انرژي او چاپیریال ساتنه: د بورون کاربایډ نوزلونه د لوړ فشار شګه بلاسټینګ تجهیزاتو عمر له 3 میاشتو څخه تر 2 کلونو پورې اوږدوي، د ساتنې لګښتونه 80٪ کموي. په اټومي انرژۍ، لمریز حجرو او نورو برخو کې د دوی کارول هم په چټکۍ سره پراخیږي.
۲. د بازار اندازه او د پالیسۍ ګټه
اټکل کیږي چې د بوران کاربایډ نړیوال بازار به په ۲۰۲۵ کې له ۱۸۰ ملیون ډالرو څخه په ۲۰۳۰ کې ۳۲۰ ملیون ډالرو ته وده وکړي، چې د ۹.۵٪ CAGR استازیتوب کوي. د نړۍ ترټولو لوی تولیدونکي په توګه، چین د پالیسۍ ملاتړ او ټیکنالوژیکي پرمختګونو له لارې د صنعت مخکښ مقام نیسي.
د سپارک پلازما سینټرینګ (SPCS) ټیکنالوژي د بوران کاربایډ موادو څخه د لابراتوار څخه صنعتي کیدو ته رهبري کوي. د سختۍ، تودوخې ثبات، او نیوټرون جذب کې د هغې غوره فعالیت د دفاع، انرژۍ او برقیاتو لپاره ګډوډونکي حلونه چمتو کوي. د ټیکنالوژیکي پرمختګونو او پالیسۍ ملاتړ سره، بوران کاربایډ، دا "تور الماس"، بې له شکه به په لا زیاتو غوښتنلیکونو کې ځلیږي، چې د انسان ټیکنالوژیکي پرمختګ چلوي یو له مهمو موادو څخه شي.