محققین نے ایک نئی تکنیک کا مظاہرہ کیا ہے جو لیزرز کو سیرامکس بنانے کے لئے استعمال کرتا ہے جو الٹرا - اعلی درجہ حرارت کا مقابلہ کرسکتی ہے ، جس میں ایپلیکار پاور ٹیکنالوجیز سے لے کر خلائی جہاز اور جیٹ راستہ کے نظام تک کی ایپلی کیشنز شامل ہیں۔ اس تکنیک کا استعمال سیرامک کوٹنگز ، ٹائلیں یا پیچیدہ تین - جہتی ڈھانچے بنانے کے لئے کیا جاسکتا ہے ، جو نئے آلات اور ٹکنالوجیوں کو انجینئرنگ کرتے وقت بڑھتی استقامت کی اجازت دیتا ہے۔
چیریل زو کا کہنا ہے کہ ، "سائنٹرنگ وہ عمل ہے جس کے ذریعہ خام مال - یا تو پاؤڈر یا مائعات - کو سیرامک مواد میں تبدیل کیا جاتا ہے ،" اس تحقیق سے متعلق ایک مقالے کے مطابق ، CO - نارتھ کیرولائنا اسٹیٹ یونیورسٹی میں مکینیکل اور ایرو اسپیس انجینئرنگ کے پروفیسر۔ "اس کام کے ل we ، ہم نے ایک الٹرا - اعلی درجہ حرارت کے سیرامک پر توجہ مرکوز کی جس کو ہافنیم کاربائڈ (ایچ ایف سی) کہا جاتا ہے۔ روایتی طور پر ، ایچ ایف سی کو سائنٹر کرنے کے لئے خام مال کو بھٹی میں رکھنے کی ضرورت ہوتی ہے جو کم از کم 2،200 ڈگری سیلسیئس کے درجہ حرارت تک پہنچ سکتا ہے - ایک ایسا عمل ہے جو وقت ہے {{6} استعمال کرنے والا۔
"ہماری تکنیک تیز ، آسان ہے اور کم توانائی کی ضرورت ہے۔"
نئی تکنیک ایک غیر فعال ماحول میں مائع پولیمر پیشگی کی سطح پر 120 واٹ لیزر کا اطلاق کرکے کام کرتی ہے ، جیسے ویکیوم چیمبر یا ارگون سے بھرا ہوا چیمبر۔ لیزر مائع کو سنبھالتا ہے ، اور اسے ٹھوس سیرامک میں تبدیل کرتا ہے۔ اس کو دو مختلف طریقوں سے استعمال کیا جاسکتا ہے۔
پہلے ،مائع پیشگی کو بنیادی ڈھانچے کے لئے کوٹنگ کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے ، جیسے ہائپرسونک ٹیکنالوجیز جیسے میزائل اور خلائی ریسرچ گاڑیوں میں استعمال ہونے والی کاربن کمپوزٹ۔ پیش خیمہ ساخت کی سطح پر لگایا جاسکتا ہے اور پھر لیزر کے ساتھ گھس جاتا ہے۔
سو کا کہنا ہے کہ "چونکہ سائنٹرنگ کے عمل کو بھٹی کی گرمی سے پورے ڈھانچے کو بے نقاب کرنے کی ضرورت نہیں ہے ، اس لئے نئی تکنیک ہمیں الٹرا - اعلی درجہ حرارت کے سیرامک کوٹنگز کو کسی بھٹی میں گھسنے سے نقصان پہنچانے کے لئے اعلی درجہ حرارت کے سیرامک کوٹنگز لگانے کی اجازت دینے کا وعدہ کرتی ہے۔"
دوسراانجینئرز جس طرح سے انجینئرز نئی سائنٹرنگ تکنیک کا استعمال کرسکتے ہیں اس میں اضافی مینوفیکچرنگ شامل ہے ، جسے تھری ڈی پرنٹنگ بھی کہا جاتا ہے۔ خاص طور پر ، لیزر sintering کا طریقہ کسی ایسی تکنیک کے ساتھ مل کر استعمال کیا جاسکتا ہے جو سٹیریوولیتھوگرافی کی طرح ہے۔
اس تکنیک میں ، ایک لیزر ایک ٹیبل پر لگا ہوا ہے جو مائع پیشگی کے غسل میں بیٹھا ہے۔ تین - جہتی ڈھانچہ بنانے کے لئے ، محققین اس ڈھانچے کا ایک ڈیجیٹل ڈیزائن تیار کرتے ہیں اور پھر اس ڈھانچے کو پرتوں میں "سلائس" بناتے ہیں۔ شروع کرنے کے لئے ، لیزر پولیمر میں ڈھانچے کی پہلی پرت کا پروفائل کھینچتا ہے ، جیسے کسی تصویر میں رنگین ہو۔ چونکہ لیزر اس علاقے کو "بھرتا ہے" ، تھرمل توانائی مائع پولیمر کو سیرامک میں تبدیل کرتی ہے۔ اس کے بعد ٹیبل پولیمر غسل میں تھوڑا سا آگے بڑھتا ہے ، اور ایک بلیڈ اوپر سے بھی اوپر کی سطح پر جھاڑو دیتا ہے۔ اس کے بعد لیزر اس ڈھانچے کی دوسری پرت کو سنبھالتا ہے ، اور یہ عمل اس وقت تک دہراتا ہے جب تک کہ آپ کے پاس سنسٹرڈ سیرامک سے بنا کوئی تیار شدہ مصنوع نہ ہو۔
"یہ کہنا حقیقت میں تھوڑا سا ہے کہ لیزر ہےصرفمائع کے پیش خیمہ کو گھیرتے ہوئے ، "سو کہتے ہیں۔" یہ کہنا زیادہ درست ہے کہ لیزر پہلے مائع پولیمر کو ٹھوس پولیمر میں تبدیل کرتا ہے اور پھر ٹھوس پولیمر کو سیرامک میں تبدیل کرتا ہے۔ تاہم ، یہ سب بہت جلد ہوتا ہے - یہ بنیادی طور پر ایک - مرحلہ عمل ہے۔ "
- تصور کی جانچ کے ثبوت - میں ، محققین نے یہ ظاہر کیا کہ لیزر سائنٹرنگ تکنیک نے مائع پولیمر پیشگی سے فیز - خالص HFC تیار کیا۔
سو کا کہنا ہے کہ "یہ پہلا موقع ہے جب ہم جانتے ہیں کہ کوئی مائع پولیمر پیشگی سے اس معیار کا HFC بنانے کے قابل تھا۔" "اور الٹرا - اعلی درجہ حرارت کے سیرامکس ، جیسا کہ نام سے پتہ چلتا ہے ، بہت ساری ایپلی کیشنز کے لئے مفید ہے جہاں ٹیکنالوجیز کو انتہائی درجہ حرارت ، جیسے جوہری توانائی کی پیداوار کا مقابلہ کرنا ہوگا۔"
محققین نے یہ بھی ظاہر کیا کہ لیزر سائنٹرنگ کو کاربن - فائبر کو کمک کاربن کمپوزٹ (C/C) کی اعلی معیار کے HFC کوٹنگز بنانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ بنیادی طور پر ، سیرامک کوٹنگ بنیادی ڈھانچے کے پابند ہے اور چھلکا نہیں تھا۔
سو کا کہنا ہے کہ "سی/سی سبسٹریٹس پر ایچ ایف سی کوٹنگز نے مضبوط آسنجن ، یکساں کوریج ، اور تھرمل تحفظ اور آکسیکرن مزاحم پرت کے طور پر استعمال کے امکانات کا مظاہرہ کیا۔" "یہ خاص طور پر مفید ہے کیونکہ ، ہائپرسونک ایپلی کیشنز کے علاوہ ، کاربن/کاربن ڈھانچے کو راکٹ نوزلز ، بریک ڈسکس اور ایرو اسپیس تھرمل پروٹیکشن سسٹم جیسے ناک شنک اور ونگ کے معروف کناروں میں بھی استعمال کیا جاتا ہے۔"
نئی لیزر سائنٹرنگ تکنیک متعدد طریقوں سے روایتی سائنٹرنگ کے مقابلے میں بھی نمایاں طور پر زیادہ موثر ہے۔
سو کا کہنا ہے کہ "ہماری تکنیک ہمیں سیکنڈ یا منٹ میں اعلی درجہ حرارت کے سیرامک ڈھانچے اور کوٹنگز کو الٹرا - بنانے کی اجازت دیتی ہے ، جبکہ روایتی تکنیکوں میں گھنٹوں یا دن لگتے ہیں۔" "اور چونکہ لیزر سائنٹرنگ تیز اور انتہائی مقامی ہے ، اس میں نمایاں طور پر کم توانائی کا استعمال ہوتا ہے۔ مزید کیا بات ہے ، ہمارا نقطہ نظر زیادہ پیداوار پیدا کرتا ہے۔ خاص طور پر ، لیزر سائنٹرنگ کم سے کم 50 ٪ پیشگی ماس کو سیرامک میں تبدیل کرتا ہے۔ روایتی نقطہ نظر عام طور پر صرف 20-40 ٪ پیشگی کو تبدیل کرتے ہیں۔
سو کا کہنا ہے کہ "آخر میں ، ہماری تکنیک نسبتا پورٹیبل ہے۔" "ہاں ، یہ ایک غیر فعال ماحول میں کرنا ہے ، لیکن ویکیوم چیمبر اور اضافی مینوفیکچرنگ آلات کی نقل و حمل ایک طاقتور ، بڑے- پیمانے کی بھٹی کی نقل و حمل سے کہیں زیادہ آسان ہے۔
زو کا کہنا ہے کہ "ہم سیرامکس میں اس پیشرفت کے بارے میں پرجوش ہیں اور عملی ایپلی کیشنز میں استعمال کے ل this اس ٹکنالوجی کو منتقلی کے لئے سرکاری اور نجی شراکت داروں کے ساتھ مل کر کام کرنے کے لئے کھلے ہیں۔"
"مائع پولیمر پیشگی سے ایک {{0} step مرحلہ سلیکٹو لیزر ری ایکشن پائرولیسس کے ذریعہ ہافنیم کاربائڈ (ایچ ایف سی) کی ترکیب ،"امریکی سیرامک سوسائٹی کا جرنل. CO {{1} paper کاغذ کے متعلقہ مصنف تیگنگ فینگ ہیں ، جو این سی اسٹیٹ میں مکینیکل اور ایرو اسپیس انجینئرنگ کے پروفیسر ہیں۔ CO {{3} paper کاغذ کے پہلے مصنفین شالینی راجپوت ہیں ، جو این سی اسٹیٹ کے پوسٹ ڈاکیٹرل محقق ہیں ، اور پی ایچ ڈی ، کوشک نوناویناکیر ونود ہیں۔ این سی اسٹیٹ میں طالب علم۔
یہ تحقیق ایڈوانسڈ سیرامکس کے سنٹر فار ایڈیٹیو مینوفیکچر کے تعاون سے کی گئی تھی ، جو شارلٹ میں نارتھ کیرولائنا یونیورسٹی میں مقیم ہے۔
