ਪੋਰਸ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਕੀ ਹੈ?

ਜਦੋਂ ਦੇ ਨਮੂਨੇਪੋਰਸ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਿਰੇਮਿਕਸਜਦੋਂ ਪਹਿਲੀ ਵਾਰ ਪ੍ਰਯੋਗਸ਼ਾਲਾ ਵਿੱਚ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਤਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਪੇਸ਼ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸ਼ਹਿਦ ਦੇ ਛੱਤੇ ਵਰਗੇ ਢਾਂਚੇ ਬਿਲਕੁਲ ਇੱਕ ਲੱਖ ਵਾਰ ਵਧੇ ਹੋਏ ਮਧੂ-ਮੱਖੀ ਦੇ ਛੱਤੇ ਵਾਂਗ ਦਿਖਾਈ ਦਿੰਦੇ ਸਨ। 15-60% ਦੀ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਵਾਲਾ ਇਹ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਪਦਾਰਥ ਏਰੋਸਪੇਸ ਇੰਜਣਾਂ ਦੇ ਕੰਬਸ਼ਨ ਚੈਂਬਰਾਂ ਤੋਂ ਚੁੱਪ-ਚਾਪ ਸਾਡੇ ਰੋਜ਼ਾਨਾ ਜੀਵਨ ਵਿੱਚ ਆ ਰਿਹਾ ਹੈ।

1600℃ 'ਤੇ ਇੱਕ ਗੈਸ ਟਰਬਾਈਨ ਵਿੱਚ, ਆਮ ਸਮੱਗਰੀ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਤੋਂ ਪਿਘਲੇ ਹੋਏ ਲੋਹੇ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਗਈ ਹੈ, ਪਰ ਪੋਰਸ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਹੈਰਾਨੀਜਨਕ ਸਥਿਰਤਾ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। ਪਿਛਲੇ ਸਾਲ, ਜਦੋਂ ਚਾਈਨੀਜ਼ ਅਕੈਡਮੀ ਆਫ਼ ਸਾਇੰਸਜ਼ ਦੇ ਸ਼ੰਘਾਈ ਇੰਸਟੀਚਿਊਟ ਆਫ਼ ਸਿਰੇਮਿਕਸ ਦਾ ਦੌਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ, ਤਾਂ ਇੱਕ ਖੋਜਕਰਤਾ ਨੇ ਇੱਕ ਦਿਲਚਸਪ ਪ੍ਰਯੋਗ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ: ਇੱਕ ਆਕਸੀਜਨ-ਐਸੀਟੀਲੀਨ ਲਾਟ (ਲਗਭਗ 3000℃) ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪੋਰਸ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸ਼ੀਟ ਰੱਖਣ ਨਾਲ, ਪਿਛਲੇ ਪਾਸੇ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਇਹ ਸਿਰਫ 72℃ ਵਧਿਆ ਹੈ। β-SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਢਾਂਚੇ ਤੋਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਇਹ ਗਰਮੀ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਇਸਨੂੰ ਪੁਲਾੜ ਯਾਨ ਦੇ ਥਰਮਲ ਸੁਰੱਖਿਆ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਲਈ ਇੱਕ "ਅਦਿੱਖ ਕਵਚ" ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਵੀ ਵਧੀਆ, ਉਹ ਮਾਈਕ੍ਰੋਨ-ਆਕਾਰ ਦੇ ਪੋਰਸ ਅਣਗਿਣਤ ਛੋਟੇ ਚਿਮਨੀਆਂ ਵਾਂਗ ਹਨ, ਜੋ ਠੋਸ ਵਸਰਾਵਿਕਸ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਗਰਮੀ ਸੰਚਾਲਨ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ 40-60% ਘਟਾਉਂਦੇ ਹਨ।

ਸ਼ਾਇਦ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਵੀ ਇਹ ਉਮੀਦ ਨਹੀਂ ਕੀਤੀ ਸੀ ਕਿ ਇਸ ਕਿਸਮ ਦੇ ਸਿਰੇਮਿਕ, ਜੋ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਅਤਿਅੰਤ ਵਾਤਾਵਰਣਾਂ ਲਈ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ, ਡਾਕਟਰੀ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਦੂਜੀ ਬਸੰਤ ਦਾ ਅਨੁਭਵ ਕਰਨਗੇ। 2024 ਵਿੱਚ ਜਰਨਲ ਆਫ਼ ਬਾਇਓਮੈਟੀਰੀਅਲਜ਼ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਕਲੀਨਿਕਲ ਖੋਜ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ ਕਿ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਪੋਰ ਸਾਈਜ਼ ਸਟ੍ਰਕਚਰ (ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ 5μm ਅਤੇ ਹੇਠਾਂ 200μm) ਵਾਲੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਕੈਫੋਲਡਾਂ ਵਿੱਚ ਹੱਡੀਆਂ ਦੀ ਏਕੀਕਰਨ ਦਰ ਰਵਾਇਤੀ ਟਾਈਟੇਨੀਅਮ ਮਿਸ਼ਰਤ ਇਮਪਲਾਂਟ ਨਾਲੋਂ 2.3 ​​ਗੁਣਾ ਵੱਧ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

ਪੋਰਸ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਆਪਣੇ ਆਪ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਰਸਾਇਣਕ ਜਾਦੂ ਹੈ। ਪੋਰ-ਫਾਰਮਿੰਗ ਏਜੰਟ ਵਿਧੀ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪੌਲੀਮਿਥਾਈਲ ਮੈਥਾਕ੍ਰਾਈਲੇਟ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਫੀਅਰ) ਜਾਂ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਸਿੰਟਰਿੰਗ ਵਿਧੀ ਦੇ ਜ਼ਰੀਏ, ਮਟੀਰੀਅਲ ਇੰਜੀਨੀਅਰ ਪਰਫਿਊਮਰਾਂ ਵਾਂਗ ਪੋਰ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਦਿਲਚਸਪ ਗੱਲ ਇਹ ਹੈ ਕਿ, ਸੰਯੁਕਤ ਰਾਜ ਅਮਰੀਕਾ ਵਿੱਚ 3M ਕੰਪਨੀ ਦਾ ਨਵੀਨਤਮ ਪੇਟੈਂਟ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਰੀਸਾਈਕਲ ਕੀਤੇ ਡਾਇਟੋਮਾਈਟ ਨੂੰ ਕੁਦਰਤੀ ਟੈਂਪਲੇਟ ਵਜੋਂ ਵਰਤਣ ਨਾਲ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਉਤਪਾਦਨ ਲਾਗਤ 18% ਘਟਦੀ ਹੈ, ਸਗੋਂ ਅਚਾਨਕ ਕੋਰਲ ਹੱਡੀਆਂ ਵਰਗੀ ਬਾਇਓਨਿਕ ਬਣਤਰ ਵੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ "ਕਚਰੇ ਨੂੰ ਖਜ਼ਾਨੇ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ" ਤਕਨੀਕ "ਬੇਕਾਰ ਦੀ ਉਪਯੋਗਤਾ" ਦੀ ਤਾਓਵਾਦੀ ਬੁੱਧੀ ਨਾਲ ਬਿਲਕੁਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਹੈ।

ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ

• ਵਾਤਾਵਰਣ ਸੁਰੱਖਿਆ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ:ਡੀਜ਼ਲ ਵਾਹਨ ਕਣ ਫਿਲਟਰ (DPF) ਦੇ ਮੁੱਖ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, ਇਹ PM2.5 ਦੇ 99.7% ਨੂੰ ਹਾਸਲ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।
•  ਊਰਜਾ ਕ੍ਰਾਂਤੀ:ਸਾਲਿਡ ਆਕਸਾਈਡ ਫਿਊਲ ਸੈੱਲਾਂ (SOFC) ਲਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸਪੋਰਟ ਬਿਜਲੀ ਉਤਪਾਦਨ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ 65% ਤੱਕ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ
•  ਬਾਇਓਮੈਡੀਕਲ:3D-ਪ੍ਰਿੰਟਿਡ ਹੱਡੀਆਂ ਦੇ ਸਕੈਫੋਲਡ ਦੀ ਪੋਰ ਬਣਤਰ ਸੈੱਲ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਕਲੀਨਿਕਲ ਇਲਾਜ ਚੱਕਰ ਨੂੰ 30% ਤੱਕ ਛੋਟਾ ਕਰਦੀ ਹੈ।
•  ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਨਿਰਮਾਣ:ਵੇਫਰ ਪਾਲਿਸ਼ਿੰਗ ਪੈਡਾਂ ਦੀ ਉਮਰ ਤਿੰਨ ਗੁਣਾ ਵਧਾਈ ਗਈ ਹੈ, ਅਤੇ TSMC ਦੀ 3nm ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਥੋਕ ਵਿੱਚ ਖਰੀਦੀ ਗਈ ਹੈ।