Zirconium carbide
ಜಿರ್ಕೋನಿಯಮ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (ಜೆಡ್ಆರ್ಸಿ) ಅತ್ಯಂತ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಸ್ತುವಾಗಿದ್ದು, ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಕತ್ತರಿಸಲು ಟೂಲ್ ಬಿಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಇದು ಘನ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಬೂದು ಲೋಹದ ಪುಡಿಯಾಗಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚು ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕವಾಗಿದೆ. ಈ ಗ್ರೂಪ್ IV ತೆರಪಿನ ಪರಿವರ್ತನೆ-ಲೋಹದ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅಲ್ಟ್ರಾ ಹೈ ಟೆಂಪರೇಚರ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅಥವಾ (ಯುಹೆಚ್ಟಿಸಿ) ಯ ಸದಸ್ಯವಾಗಿದೆ. ಲೋಹದ ಬಂಧದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದಾಗಿ, ZrC ಯು 20.5 W/m·K ನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು (ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆಯು ~ 43 μ· cm) ಹೊಂದಿದೆ, ಇವೆರಡೂ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಮ್ ಲೋಹಕ್ಕೆ ಹೋಲುತ್ತವೆ. ಬಲವಾದ ಕೋವೆಲೆಂಟ್ Zr-C ಬಂಧವು ಈ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರಗುವ ಬಿಂದು (~ 3530 °C), ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ (~ 440 ಜಿಪಿಎ) ಮತ್ತು ಗಡಸುತನವನ್ನು (25 ಜಿಪಿಎ) ನೀಡುತ್ತದೆ. ಡಬ್ಲ್ಯೂಸಿ (15.8 ಗ್ರಾಂ/ಸೆಂ. ಮೀ. 3), ಟಿಎಸಿ (14.5 ಗ್ರಾಂ/ಸೆಂ. ಮೀ. 3) ಅಥವಾ ಎಚ್ಎಫ್ಸಿ (12.67 ಜಿ/ಸೆಂ. ಮೀ. 3) ನಂತಹ ಇತರ ಕಾರ್ಬೈಡ್ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಜೆಡ್ಆರ್ಸಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು (6.73 ಗ್ರಾಂ/ಸೆಂ. ಮೀ. 3) ಹೊಂದಿದೆ. ಮರು-ಪ್ರವೇಶ ವಾಹನಗಳು, ರಾಕೆಟ್/ಸ್ಕ್ರಾಮ್ಜೆಟ್ ಎಂಜಿನ್ಗಳು ಅಥವಾ ಸೂಪರ್ಸಾನಿಕ್ ವಾಹನಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ZrC ಸೂಕ್ತವೆಂದು ತೋರುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಲೋಡ್-ಬೇರಿಂಗ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಾಗಿವೆ. ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಲೋಹಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಬೈಡ್ಗಳಂತೆ, ಜಿರ್ಕೋನಿಯಮ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಉಪ-ಸ್ಟೋಯಿಕಿಯೋಮೆಟ್ರಿಕ್ ಆಗಿದೆ, ಅಂದರೆ, ಇದು ಇಂಗಾಲದ ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಸರಿಸುಮಾರು ZrC0.98 ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವು ಮುಕ್ತ ಇಂಗಾಲವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. 0. 65 ರಿಂದ 0.98 ರವರೆಗಿನ ಇಂಗಾಲದಿಂದ ಲೋಹದ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ ZrC ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ. ಐವಿಎ ಲೋಹದ ಕಾರ್ಬೈಡ್ಗಳು, ಟಿಐಸಿ, ಜೆಡ್ಆರ್ಸಿ, ಮತ್ತು ಸಿಐಸಿ ಗುಂಪುಗಳು 100 'ಸಿ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿದ್ದರೂ ಸಹ ಬಲವಾದ ಜಲೀಯ ಆಮ್ಲಗಳು (ಎಚ್ಸಿಎಲ್) ಮತ್ತು ಬಲವಾದ ಜಲೀಯ ಬೇಸ್ಗಳು (ಎನ್ಎಒಹೆಚ್) ದಾಳಿ ಮಾಡಲು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿವೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಜೆಡ್ಆರ್ಸಿ ಎಚ್ಎಫ್ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ. ಜಿರ್ಕೋನಿಯಮ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಮತ್ತು ಟ್ಯಾಂಟಲಮ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ನ ಮಿಶ್ರಣವು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸೆರ್ಮೆಟ್ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಹಾಫ್ನಿಯಮ್-ಮುಕ್ತ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಮ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಮತ್ತು ನಿಯೋಬಿಯಂ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ಪರಮಾಣು ರಿಯಾಕ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಲೇಪನಗಳಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಕಡಿಮೆ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗ ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ದುರ್ಬಲ ಹಾನಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯಿಂದಾಗಿ, ಇದು ಯುರೇನಿಯಂ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಥೋರಿಯಂ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಪರಮಾಣು ಇಂಧನದ ಕಣಗಳ ಲೇಪನವಾಗಿ ಬಳಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಲೇಪನವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದ್ರವೀಕೃತ ಹಾಸಿಗೆ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ನಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಥರ್ಮೋ-ಫೋಟೊವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ರೇಡಿಯೇಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ಷೇತ್ರ ಹೊರಸೂಸುವ ತುದಿಗಳು ಮತ್ತು ಸರಣಿಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಇದು ಭರವಸೆಯ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಕ್ಲ್ಯಾಡಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ, ಸೆರ್ಮೆಟ್ಗಳಲ್ಲಿ, ಪ್ರಕಾಶಮಾನ ತಂತುಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಕತ್ತರಿಸುವ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಅಪಘರ್ಷಕವಾಗಿಯೂ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜಿರ್ಕೋನಿಯಮ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಹಲವಾರು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ನಿಂದ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾದ ಕಾರ್ಬೋಥರ್ಮಿಕ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಒಂದು ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಪುಡಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಜೆಡ್ಆರ್ಸಿಯ ಪುಡಿಯನ್ನು 2000 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ನ ಮೇಲೆ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ದಟ್ಟವಾದ ಜೆಡ್ಆರ್ಸಿಯನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಝೆಡ್ಆರ್ಸಿಯ ಬಿಸಿ ಒತ್ತುವಿಕೆಯು ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಧಾನ್ಯದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಝೆಡ್ಆರ್ಸಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ದಟ್ಟವಾದ ZrC ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಹ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜಿರ್ಕೋನಿಯಮ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ದ್ರಾವಣ ಆಧಾರಿತ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಮೂಲಕವೂ ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಅಸಿಟೈಲಾಸೆಟೋನ್ನೊಂದಿಗೆ ರಿಫ್ಲಕ್ಸ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಯಾರಿಕೆಯ ಮತ್ತೊಂದು ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ. ಜಿರ್ಕೋನಿಯಮ್ ಸ್ಪಾಂಜ್ ಅನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಅದರ ಮೂಲಕ ಹಾಲೈಡ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಪಾರ್ಸಿಂಗ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 800 °C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಳಪೆ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ನಿರೋಧಕತೆಯು ZrCಯ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಜೆಡ್ಆರ್ಸಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಒಂದು ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವುದು. ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ಪ್ರಮುಖ ಸಂಯೋಜನೆಗಳೆಂದರೆ ZrC-ZrB2 ಮತ್ತು ZrC-ZrB2-SiC ಸಂಯುಕ್ತಗಳು. ಈ ಸಂಯೋಜನೆಗಳು 1800 °C ವರೆಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಲ್ಲವು. ಇದನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಮತ್ತೊಂದು ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಟ್ರಿಸೋ ಇಂಧನ ಕಣಗಳಂತಹ ಮತ್ತೊಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು ತಡೆಗೋಡೆ ಪದರವಾಗಿ ಬಳಸುವುದು. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಜಿರ್ಕೋನಿಯಮ್ (IV) ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಕಾರ್ಬೈಡ್ಸ್ ಸೂಪರ್ಹಾರ್ಡ್ ವಸ್ತುಗಳು ವಕ್ರೀಕಾರಕ ವಸ್ತುಗಳು ರಾಕ್ ಉಪ್ಪು ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆ