महागडी धातू वितळवण्यासाठी सानुकूलित सिलिकॉन नायट्राइड सिरॅमिक क्रूसिबल Si3N4 सिरॅमिक भांडे

संक्षिप्त

सिलिकॉन नायट्राइड क्रूसिबल हे मुख्यत्वे सिलिकॉन नायट्राइडपासून बनलेले क्रूसिबल आहे, ज्यामध्ये उच्च तापमान प्रतिरोधकता, संक्षारण प्रतिरोधकता, घर्षण प्रतिरोधकता इत्यादी फायदे आहेत. धातू, सिरामिक आणि इतर पदार्थ वितळवण्यासाठी त्याचा सामान्यत: वापर केला जातो.

विवरण

सिलिकॉन नायट्राइड उच्च कठोरता क्रूसिबल कठोरता, टिकाऊपणा, उष्णतास्थिरता आणि रासायनिक निष्क्रियता यांचे उत्तम संतुलन प्रदान करते, ज्यामध्ये तीव्र घर्षण, धातूच्या वितळलेल्या द्रव्याचा खरखरीत छेद, उच्च तापमानामुळे होणारे विकृती आणि वारंवार उष्णता चक्र यांचा प्रतिकार आवश्यक असतो, ज्यामुळे ते उच्च मूल्य असलेल्या धातूंच्या अत्यंत नेमक्या वितळवण्यासाठी विशेषतः योग्य ठरते.

Si3N4 सिरॅमिक क्रूसिबलचा उपयोग:

• उच्च शुद्धता/सक्रिय धातू: कार्बन आणि ऑक्सिजन दूषण टाळण्यासाठी, सिलिकॉन मालमेलाविरोधी कठोरता आणि प्रतिरोध यांचे खात्री करण्यासाठी उच्च-शुद्धतेच्या सिलिकॉन (फोटोव्होल्टाइक, सेमीकंडक्टर ग्रेड), जर्मेनियम, गॅलियम, इंडियम इत्यादींचे वितळीकरण.
• अत्यंत मौल्यवान धातू: सोने, चांदी, प्लॅटिनम गटातील धातू आणि त्यांच्या मिश्रधातूंचे वितळीकरण, मालमेलाच्या प्रवाहापासून होणाऱ्या घर्षणाला तोंड देण्यासाठी उच्च कठोरता, वितळलेल्या पदार्थाच्या शुद्धतेची खात्री करण्यासाठी रासायनिक निष्क्रियता.
• उच्च तापमान मिश्रधातू/अग्निरोधक धातू: टायटॅनियम मिश्रधातू, निकेल-आधारित उच्च तापमान मिश्रधातू, मॉलिब्डेनम मिश्रधातू इत्यादींचे वितळीकरण, ज्यांची उच्च तापमानातील भक्कमपणा आणि उष्णता धक्का प्रतिरोधकता आवश्यकता पूर्ण करते.

वैशिष्ट्ये

• अत्यंत उच्च कठोरता आणि घर्षण प्रतिरोध: 15-18 GPa विकर्स कठोरता त्याला हीरा, घन बोरॉन नायट्राइड आणि काही सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्स नंतरच्या सर्वात कठोर अभियांत्रिकी सिरॅमिक्सपैकी एक बनवते. यामुळे भांड्याला धातूच्या वितळलेल्या पदार्थाच्या घर्षण, द्रावण घर्षण आणि कण घर्षण यांच्यापासून उत्कृष्ट प्रतिकारकता मिळते, ज्यामुळे त्याचे आयुष्य लक्षणीयरीत्या वाढते.
• उत्कृष्ट उच्च-तापमान सामर्थ्य आणि क्रीप प्रतिकार: उच्च तापमानावर (1400 °C पर्यंत) अगदी उच्च सामर्थ्य टिकवून ठेवू शकते, ज्यामुळे दीर्घकाळ उच्च तापमानावर वितळण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान क्रूसिबलच्या संरचनात्मक अखंडता आणि मितीय स्थिरतेची खात्री होते.

उत्कृष्ट उष्णता-आघात प्रतिकार: कमी उष्णता प्रसरण गुणांक (~3.2 × 10⁻⁶/K) आणि मध्यम उष्णता वाहकता (~20-30 W/mK) यांच्या संयोगामुळे वितळवण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान (जसे की अन्न टाकणे आणि बाहेर काढणे) तीव्र तापमानातील चढ-उतार सहन करणे शक्य होते आणि फुटणे टाळले जाते.

• चांगली रासायनिक स्थिरता: बहुतेक धातूंच्या वितळलेल्या रूपांविशेषत: अलौह धातू) आणि वितळलेल्या मीठांशी निष्क्रिय असते, ज्यामुळे वितळलेल्या पदार्थाशी रासायनिक प्रतिक्रिया होणे किंवा दूषित होणे टाळले जाते. ऑक्सिडायझिंग वातावरणात पृष्ठभागावर SiO₂ ची संरक्षक परत तयार करून अपरदन प्रतिकार वाढवते.
• कमी भिंगण्याची क्षमता: त्याचा अॅल्युमिनियम, तांबे आणि त्यांच्या संमिश्रणांसारख्या अनेक वितळलेल्या धातूंसोबत मोठा संपर्क कोन असतो, ज्यामुळे धातूवर चिकटणे कठीण होते आणि वितळलेले पदार्थ ओतणे आणि क्रूसिबल स्वच्छ करणे सुलभ होते.

पॅरामीटर