घनत्व, पहनने के प्रतिरोधी सिरेमिक की गुणवत्ता को मापने के लिए एक मुख्य संकेतक है, और इसकी गणना का सूत्र है: घनत्व = द्रव्यमान ÷ आयतन। पहनने के प्रतिरोधी सिरेमिक की उच्च तापमान वाली सिंटरिंग प्रक्रिया में, हरे शरीर का द्रव्यमान केवल थोड़ा बदलता है क्योंकि थोड़ी मात्रा में पानी और अशुद्धियाँ वाष्पित हो जाती हैं, जबकि आयतन संकोचन दर 40% से अधिक तक पहुँच सकती है। "मामूली द्रव्यमान परिवर्तन और तीव्र आयतन में कमी" की यह विशेषता सीधे पहनने के प्रतिरोधी सिरेमिक के घनत्व में महत्वपूर्ण वृद्धि को बढ़ावा देती है। इसलिए, आयतन संकोचन पहनने के प्रतिरोधी सिरेमिक के घनत्व में वृद्धि को बढ़ावा देने वाला एक प्रमुख कारक है। तो, पहनने के प्रतिरोधी सिरेमिक सिंटरिंग चरण के दौरान इतना महत्वपूर्ण आयतन संकोचन क्यों प्रदर्शित करते हैं? विशिष्ट कारणों को इस प्रकार संक्षेपित किया जा सकता है:
छिद्र उन्मूलन और गैस का निकलना
पहनने के प्रतिरोधी सिरेमिक का मुख्य कच्चा माल एल्यूमिना पाउडर है। पाउडर को ड्राई प्रेसिंग, स्लिप कास्टिंग और अन्य मोल्डिंग प्रक्रियाओं के माध्यम से हरे शरीर में बनाने के बाद, यह बड़ी संख्या में छिद्रों से भरा होता है - जिसमें कण संचय द्वारा बने खुले छिद्र और कणों से घिरे बंद छिद्र शामिल हैं। साथ ही, पाउडर कणों की सतह हवा और जल वाष्प जैसी गैसों को भी सोख लेती है। जब सिंटरिंग तापमान 1600℃ के उच्च तापमान रेंज तक बढ़ जाता है, तो गर्मी के कारण हरे शरीर के अंदर के छिद्र फैल जाते हैं। मूल रूप से अलग-थलग पड़े बंद छिद्र धीरे-धीरे जुड़कर छिद्र चैनल बनाते हैं; जैसे-जैसे तापमान बढ़ता रहता है, गैसें जल्दी से चैनलों के साथ निकल जाती हैं, और बड़ी संख्या में छिद्र धीरे-धीरे समाप्त हो जाते हैं। इस बीच, एल्यूमिना कण, छिद्रों के समर्थन के बिना, सतह ऊर्जा की ड्राइविंग बल के तहत लगातार करीब आते हैं और कसकर पैक होते हैं, जिससे हरे शरीर के आयतन में महत्वपूर्ण संकोचन होता है, जो घनत्व में वृद्धि की नींव रखता है।
पानी का वाष्पीकरण और अशुद्धियों का अपघटन
उच्च शुद्धता वाले कच्चे माल के साथ भी, पाउडर में पानी और अशुद्धियों की मात्रा बनी रहेगी, हालाँकि अशुद्धियों की मात्रा साधारण कच्चे माल की तुलना में बहुत कम होती है। सिंटरिंग हीटिंग प्रक्रिया के दौरान, हरे शरीर में मुक्त पानी सबसे पहले वाष्पित हो जाता है; जैसे-जैसे तापमान और बढ़ता है, पाउडर में ट्रेस अशुद्धियाँ जैसे कार्बोनेट और सल्फेट अपघटन प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं, जो कार्बन डाइऑक्साइड और सल्फर डाइऑक्साइड जैसी गैसों में परिवर्तित हो जाते हैं, जिन्हें फिर हरे शरीर से बाहर निकाल दिया जाता है। पानी का वाष्पीकरण और अशुद्धियों का अपघटन न केवल हरे शरीर के अंदर के "अप्रभावित स्थान" को कम करता है, बल्कि एल्यूमिना कणों को अशुद्धियों की बाधा को दूर करने की अनुमति देता है, जिसके परिणामस्वरूप उनके बीच एक मजबूत बंधन बनता है, जिससे आयतन संकोचन और बढ़ जाता है।
कण पुनर्व्यवस्था और संरचनात्मक संघनन
जब सिंटरिंग तापमान एल्यूमिना पाउडर की सिंटरिंग गतिविधि रेंज तक पहुँच जाता है, तो कणों की परमाणु गतिज ऊर्जा काफी बढ़ जाती है, और उनकी तरलता बढ़ जाती है। हरे शरीर के कुछ स्थानीय क्षेत्रों में, सिंटरिंग सहायकों की क्रिया के कारण थोड़ी मात्रा में तरल चरण बनता है। सतह ऊर्जा और केशिका बलों दोनों से संचालित, एल्यूमिना कण प्रवास करते हैं, स्लाइड करते हैं और पुनर्व्यवस्थित होते हैं, जो गैस के निकलने, पानी के वाष्पीकरण और अशुद्धियों के अपघटन से बने छिद्रों को स्वतः भरते हैं। साथ ही, मोल्डिंग के बाद कणों के बीच का संपर्क धीरे-धीरे बिंदु संपर्क से सतह संपर्क में बदल जाता है, क्रिस्टल संरचना लगातार अनुकूलित होती है, और अनाज बढ़ने लगते हैं, जिससे एक सतत अनाज सीमा नेटवर्क बनता है। यह प्रक्रिया न केवल आयतन संकोचन के लिए एक मुख्य प्रेरक शक्ति के रूप में कार्य करती है, बल्कि पहनने के प्रतिरोधी सिरेमिक हरे शरीर के घनत्व को भी महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है, जिसके परिणामस्वरूप तैयार उत्पाद में उत्कृष्ट कठोरता और पहनने का प्रतिरोध होता है।
संक्षेप में, पहनने के प्रतिरोधी सिरेमिक की सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान, हालांकि गैस का निकलना, पानी का वाष्पीकरण और अशुद्धियों का अपघटन हरे शरीर के द्रव्यमान में थोड़ी कमी ला सकता है, लेकिन इसका प्रभाव 40% तक के आयतन संकोचन की तुलना में लगभग नगण्य है। यह महत्वपूर्ण आयतन संकोचन है जो पहनने के प्रतिरोधी सिरेमिक के घनत्व में नाटकीय वृद्धि को सक्षम बनाता है। इसलिए, घनत्व न केवल पहनने के प्रतिरोधी सिरेमिक उत्पादों की गुणवत्ता को मापने के लिए एक महत्वपूर्ण संकेतक है, बल्कि यह निर्धारित करने का एक मुख्य आधार भी है कि क्या सिंटरिंग डिग्री मानकों को पूरा करती है और क्या आंतरिक संरचना घनी है।
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