কীভাবে এসআইসি লেপ কার্বনের জারণ প্রতিরোধের উন্নতি করে？

কার্বন অনুভূতকম তাপীয় পরিবাহিতা, ছোট নির্দিষ্ট তাপ এবং ভাল উচ্চ তাপমাত্রার তাপ স্থায়িত্বের মতো দুর্দান্ত বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি প্রায়শই শূন্যতা বা প্রতিরক্ষামূলক পরিবেশে তাপ নিরোধক উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং অর্ধপরিবাহী ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, 450 ℃ এর চেয়ে বেশি তাপমাত্রা সহ পরিবেশে, কার্বন অনুভূত দ্রুত জারণ করা হবে, যার ফলে উপাদানটি দ্রুত ধ্বংস হয়ে যায়। সেমিকন্ডাক্টরগুলির প্রক্রিয়াজাতকরণ পরিবেশ প্রায়শই 450 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের চেয়ে বেশি থাকে, তাই কার্বন অনুভূতির জারণ প্রতিরোধের উন্নতি করা বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

কেন চয়ন করুনসিক লেপ?

সারফেস লেপ কার্বন ফাইবার পণ্যগুলির জন্য একটি আদর্শ অ্যান্টি-অক্সিডেশন পদ্ধতি। অ্যান্টি-অক্সিডেশন লেপগুলির মধ্যে ধাতব আবরণ, সিরামিক আবরণ, কাচের আবরণ ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে সিরামিক আবরণগুলির মধ্যে এসআইসির মধ্যে দুর্দান্ত উচ্চ-তাপমাত্রা জারণ প্রতিরোধের এবং কার্বন ফাইবার পণ্যগুলির সাথে ভাল শারীরিক এবং রাসায়নিক সামঞ্জস্যতা রয়েছে। যখন এসআইসি উচ্চ তাপমাত্রায় অক্সিডাইজ করা হয়, তখন এর পৃষ্ঠে উত্পন্ন সিআইও 2 লেপের ফাটল এবং অন্যান্য ত্রুটিগুলি পূরণ করতে পারে এবং ও 2 এর অনুপ্রবেশকে অবরুদ্ধ করতে পারে, এটি কার্বন ফাইবার পণ্য আবরণগুলিতে সর্বাধিক ব্যবহৃত আবরণ উপাদান হিসাবে তৈরি করে।

কার্বনে এসআইসি লেপ কীভাবে সম্পাদন করবেন?

এসআইসি লেপ রাসায়নিক বাষ্প জমার দ্বারা কার্বন ফাইবারের পৃষ্ঠের পৃষ্ঠে প্রস্তুত করা হয়েছিল। অতিস্বনক পরিষ্কারের পরে, প্রস্তুত কার্বন অনুভূত অনুভূত হয়ে একটি সময়ের জন্য 100 at এ শুকানো হয়েছিল। কার্বন অনুভূত একটি ভ্যাকুয়াম টিউব চুল্লীতে 1100 ℃ এ উত্তপ্ত করা হয়েছিল, এআর এআর ডিলিউশন গ্যাস এবং এইচ 2 সহ ক্যারিয়ার গ্যাস হিসাবে, এবং উত্তপ্ত ট্রাইক্লোরোমেথাইল সিলোক্সেনকে বুদ্বুদ পদ্ধতিতে প্রতিক্রিয়া চেম্বারে নিয়ে যাওয়া হয়েছিল। জমা দেওয়ার নীতিটি নিম্নরূপ:

Ch₃শিক (ছ) → সিক (গুলি) +3 এইচসিএল (জি)

এসআইসি লেপ কার্বন অনুভূত পৃষ্ঠটি দেখতে কেমন?

আমরা এসআইসি লেপ কার্বন অনুভূতির ফেজ রচনাটি বিশ্লেষণ করতে ডি 8 অ্যাডভান্স এক্স-রে ডিফ্র্যাক্টোমিটার (এক্সআরডি) ব্যবহার করেছি। এসআইসি লেপ কার্বনের এক্সআরডি স্পেকট্রাম থেকে অনুভূত হয়েছে, চিত্র 1-তে দেখানো হয়েছে, যথাক্রমে (111), (220), এবং (311) স্ফটিক প্লেনগুলির সাথে মিলে 2θ = 35.8 °, 60.2 °, এবং 72 ° এ তিনটি সুস্পষ্ট বিচ্ছিন্নতা শিখর রয়েছে। এটি দেখা যায় যে কার্বনের পৃষ্ঠে গঠিত লেপটি β- সিক।

চিত্র 1 এসআইসি লেপ কার্বনের এক্সআরডি স্পেকট্রাম অনুভূত

আমরা আবরণের আগে এবং পরে অনুভূত কার্বনের মাইক্রোস্কোপিক মরফোলজি পর্যবেক্ষণ করতে একটি ম্যাগেলান 400 স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (এসইএম) ব্যবহার করেছি। চিত্র 2 থেকে দেখা যায়, মূল কার্বনের অভ্যন্তরের কার্বন ফাইবারগুলি বেধে অসম, বিশৃঙ্খলাবদ্ধভাবে বিতরণ করা হয়, প্রচুর পরিমাণে ভয়েড এবং একটি কম সামগ্রিক ঘনত্ব (প্রায় 0.14 গ্রাম/সেমি 3) সহ। বিপুল সংখ্যক ভয়েডস এবং কম ঘনত্বের উপস্থিতি হ'ল কারণ কারণ কার্বন অনুভূত হয় তাপ নিরোধক উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। মূল কার্বনের অভ্যন্তরে কার্বন ফাইবারগুলির পৃষ্ঠে প্রচুর পরিমাণে খাঁজ রয়েছে যা ফাইবার অক্ষের সাথে অনুভূত হয়, যা লেপ এবং ম্যাট্রিক্সের মধ্যে বন্ধনের শক্তি উন্নত করতে সহায়তা করে। 

চিত্র 2 এবং 3 এর তুলনা থেকে দেখা যায় যে লেপ কার্বনের অভ্যন্তরের কার্বন ফাইবারগুলি এসআইসি আবরণ দ্বারা আবৃত। এসআইসি আবরণগুলি শক্তভাবে স্ট্যাক করা ছোট কণা দ্বারা গঠিত হয় এবং আবরণগুলি অভিন্ন এবং ঘন হয়। এগুলি স্পষ্টভাবে খোসা ছাড়ানো, ফাটল এবং গর্ত ছাড়াই কার্বন ফাইবার ম্যাট্রিক্সের সাথে দৃ ly ়ভাবে বন্ধনযুক্ত এবং ম্যাট্রিক্সের সাথে বন্ধনে কোনও স্পষ্ট ক্র্যাকিং নেই।

চিত্র 2 লেপের আগে কার্বন অনুভূত এবং একক কার্বন ফাইবার শেষের রূপবিজ্ঞান

চিত্র 3 লেপ পরে কার্বন অনুভূত এবং একক কার্বন ফাইবার শেষের রূপচর্চা

এসআইসি লেপ কার্বনের জারণ প্রতিরোধের কীভাবে প্রকাশিত হয়?

আমরা যথাক্রমে সাধারণ কার্বন অনুভূত এবং এসআইসি লেপ কার্বন অনুভূতির উপর থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (টিজি) পরিচালনা করেছি। উত্তাপের হারটি ছিল 10 ℃/মিনিট এবং বায়ু প্রবাহের হার 20 মিলি/মিনিট ছিল। চিত্র 4 হ'ল কার্বন অনুভূতির টিজি বক্ররেখা, যেখানে চিত্র 4 এ হ'ল টিজি কার্বনের টিজি বক্ররেখা অনুভূত হয় এবং চিত্র 4 বি হ'ল এসআইসি লেপ কার্বন অনুভূতির টিজি বক্ররেখা। এটি চিত্র 4 এ থেকে দেখা যায় যে আনকোটিং কার্বন অনুভূত নমুনা প্রায় 600 এর নীচে ধীরে ধীরে জারণ করে এবং জারণ হার 600 ℃ বহির্মুখী হওয়ার পরে উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত হয়। ℃ প্রায় 790 ℃ এ, নমুনার অবশিষ্টাংশের ভর ভগ্নাংশ 0, যার অর্থ এটি সম্পূর্ণরূপে জারণ করা হয়েছে। 

চিত্র 4 বি -তে দেখানো হয়েছে, তাপমাত্রা ঘরের তাপমাত্রা থেকে 280 ℃ এ উঠলে লেপ কার্বন অনুভূতির নমুনার কোনও ব্যাপক ক্ষতি হয় না ℃ 280-345 at এ, নমুনাটি ধীরে ধীরে অক্সিডাইজ করতে শুরু করে এবং জারণ হার তুলনামূলকভাবে দ্রুত। 345-520 at এ, জারণ অগ্রগতি ধীর হয়ে যায়। প্রায় 760 ℃ এ, নমুনার ব্যাপক ক্ষতি সর্বাধিক পৌঁছায়, যা প্রায় 4%। 760-1200 at এ, তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে নমুনার ভর বাড়তে শুরু করে। অর্থাৎ ওজন বৃদ্ধি ঘটে। এটি কারণ কার্বন ফাইবারের পৃষ্ঠের এসআইসি উচ্চ তাপমাত্রায় এসআইও 2 গঠনের জন্য অক্সিডাইজড হয়। এই প্রতিক্রিয়া হ'ল ওজন বাড়ানোর প্রতিক্রিয়া, যা নমুনার ভর বাড়িয়ে তোলে।

চিত্র 4 এ এবং চিত্র 4 বি এর তুলনা করে, এটি পাওয়া যাবে যে 790 ℃ এ, সাধারণ কার্বন অনুভূত সম্পূর্ণরূপে জারণ করা হয়েছে, যখন এসআইসি লেপ কার্বন অনুভূতির জারণ ওজন হ্রাস হার নমুনা প্রায় 4%। যখন তাপমাত্রা 1200 ℃ এ বেড়ে যায়, তখন এসআইসি লেপ কার্বনের ভরটি এসআইও 2 প্রজন্মের কারণে এমনকি কিছুটা বৃদ্ধি পায়, এটি ইঙ্গিত করে যে এসআইসি লেপ কার্বনটির উচ্চ তাপমাত্রার জারণ প্রতিরোধের উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নতি করতে পারে।

চিত্র 4 কার্বনের টিজি বক্ররেখা অনুভূত

দ্যসিক লেপরাসায়নিক বাষ্প জবানবন্দি দ্বারা অনুভূত কার্বন সম্পর্কে সফলভাবে প্রস্তুত করা সমানভাবে বিতরণ করা হয়, অবিচ্ছিন্ন, ঘন স্ট্যাক করা হয় এবং এর কোনও সুস্পষ্ট গর্ত বা ফাটল নেই। এসআইসি লেপ সুস্পষ্ট ফাঁক ছাড়াই সাবস্ট্রেটের সাথে দৃ ly ়ভাবে বন্ধনযুক্ত। এটিতে খুব শক্তিশালী অ্যান্টি-অক্সিডেশন ক্ষমতা রয়েছে।