বিশেষ সিরামিক বলতে এমন এক শ্রেণীর সিরামিককে বোঝায় যার বিশেষ যান্ত্রিক, ভৌত বা রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং যার ব্যবহৃত কাঁচামাল ও প্রয়োজনীয় উৎপাদন প্রযুক্তি সাধারণ সিরামিক ও তার উন্নয়ন থেকে ব্যাপকভাবে ভিন্ন। বৈশিষ্ট্য ও ব্যবহার অনুসারে, বিশেষ সিরামিককে দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়: কাঠামোগত সিরামিক এবং কার্যকরী সিরামিক। এদের মধ্যে, কাঠামোগত সিরামিক বলতে সেইসব সিরামিককে বোঝায় যা প্রকৌশলগত কাঠামোগত উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং যেগুলোর সাধারণত উচ্চ শক্তি, উচ্চ কাঠিন্য, উচ্চ স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক, উচ্চ তাপমাত্রা সহনশীলতা, ঘর্ষণ সহনশীলতা, ক্ষয় সহনশীলতা, জারণ সহনশীলতা, তাপীয় অভিঘাত সহনশীলতা এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য থাকে।
বিভিন্ন ধরণের স্ট্রাকচারাল সিরামিক রয়েছে, যেগুলোর সুবিধা ও অসুবিধা আছে এবং এই সুবিধা ও অসুবিধাগুলোর প্রয়োগের দিকও ভিন্ন। এদের মধ্যে “সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক” সকল দিকের কর্মক্ষমতার ভারসাম্যের কারণে স্ট্রাকচারাল সিরামিক পরিবারের মধ্যে সর্বোত্তম সার্বিক কর্মক্ষমতাসম্পন্ন হিসেবে পরিচিত এবং এর প্রয়োগক্ষেত্র অত্যন্ত বিস্তৃত।
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের সুবিধাগুলি
সিলিকন নাইট্রাইড (Si3N4)-কে সমযোজী বন্ধনযুক্ত যৌগসমূহের অন্তর্ভুক্ত করা যায়, যার গাঠনিক একক হলো [SiN4] 4-চতুস্তলক। নাইট্রোজেন এবং সিলিকন পরমাণুগুলোর নির্দিষ্ট অবস্থান নিচের চিত্র থেকে দেখা যায়; সিলিকন চতুস্তলকটির কেন্দ্রে থাকে এবং এর চারটি শীর্ষবিন্দুর অবস্থান নাইট্রোজেন পরমাণু দ্বারা পূর্ণ থাকে। এরপর প্রতি তিনটি চতুস্তলক একটি করে পরমাণু ভাগাভাগি করে ত্রিমাত্রিক স্থানে ক্রমাগত প্রসারিত হতে থাকে। অবশেষে, একটি জালিকা কাঠামো গঠিত হয়। সিলিকন নাইট্রাইডের অনেক বৈশিষ্ট্যই এই চতুস্তলকীয় কাঠামোর সাথে সম্পর্কিত।
সিলিকন নাইট্রাইডের তিনটি স্ফটিক কাঠামো রয়েছে, যা হলো α, β এবং γ দশা, যার মধ্যে α এবং β দশা হলো সিলিকন নাইট্রাইডের সবচেয়ে সাধারণ রূপ। যেহেতু নাইট্রোজেন পরমাণুগুলো খুব দৃঢ়ভাবে সংযুক্ত থাকে, তাই সিলিকন নাইট্রাইডের উচ্চ শক্তি, উচ্চ কাঠিন্য এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, এবং এর কাঠিন্য HRA91~93 পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে; এর তাপীয় দৃঢ়তা ভালো, এটি ১৩০০~১৪০০℃-এর উচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে; কার্বন এবং ধাতব উপাদানের সাথে এর রাসায়নিক বিক্রিয়া কম হওয়ায় ঘর্ষণ সহগ কম হয়; এটি স্ব-পিচ্ছিলকারক এবং তাই ক্ষয় প্রতিরোধী; এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা শক্তিশালী, হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড ছাড়া এটি অন্যান্য অজৈব অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে না, উচ্চ তাপমাত্রায় এর জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতাও রয়েছে; এর তাপীয় অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতাও ভালো, বাতাসে দ্রুত শীতল করে আবার দ্রুত উত্তপ্ত করলেও এটি ভেঙে যায় না; উচ্চ তাপমাত্রায় সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের ক্রিপ কমে যায়, এবং উচ্চ তাপমাত্রা ও স্থির ভারের প্রভাবে এর ধীর প্লাস্টিক বিকৃতি কম হয়।
এছাড়াও, সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের উচ্চ আপেক্ষিক শক্তি, উচ্চ আপেক্ষিক মোড, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, চমৎকার বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য এবং অন্যান্য সুবিধাও রয়েছে। তাই উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ গতি, তীব্র ক্ষয়কারী মাধ্যমের মতো চরম পরিবেশে এর বিশেষ প্রয়োগ মূল্য রয়েছে এবং এটিকে উন্নয়ন ও প্রয়োগের জন্য সবচেয়ে সম্ভাবনাময় কাঠামোগত সিরামিক উপাদানগুলির মধ্যে একটি হিসাবে বিবেচনা করা হয়, এবং পরীক্ষা-নিরীক্ষার প্রয়োজন এমন অনেক প্রয়োগের ক্ষেত্রে এটি প্রায়শই প্রথম পছন্দ হয়ে ওঠে।
পোস্ট করার সময়: ১৫-আগস্ট-২০২৩