16 جنوری 2020 کو، ہماری کمپنی نے فوجی نئے مواد کے خصوصی سیرامکس کی تیاری میں نئی کامیابیاں حاصل کی ہیں، جن میں سپر ایلوئیز، کاربن فائبرز اور خصوصی سیرامک مواد شامل ہیں۔ روایتی مواد کے مقابلے میں خصوصی سیرامک مواد کے بہت زیادہ فوائد ہیں: اس کی کثافت اعلی درجہ حرارت کے دھاتی مرکب کا صرف 1/4 سے 1/3 ہے، اعلی طاقت، لباس مزاحمت، اچھی اعلی درجہ حرارت مزاحمت، اعلی درجہ حرارت کی کریپ مزاحمت، میں لاگو کیا جا سکتا ہے ہوا بازی، فوجی اور صنعتی شعبوں، خاص طور پر ایرو اسپیس انجن گرم آخر حصوں میں فوائد ہیں. 1) ایرو انجن فیلڈ: یہ ہائی تھرسٹ ٹو ویٹ ریشو ایرو انجن کی نشوونما کے لیے مثالی مواد ہے، جس سے سپر الائے کی جگہ لینے کی امید ہے۔ 2) ایرو اسپیس فیلڈ: راکٹ انجن کے تھرمل ساختی حصوں، ہوائی جہاز کے تھرمل پروٹیکشن سسٹم وغیرہ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 3) آٹوموٹو انڈسٹری: گاڑی کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور جسمانی وزن کو کم کرنا؛ 4) جوہری طاقت: جوہری اعلی درجہ حرارت کے اجزاء اور جوہری ایندھن کی کلڈنگ مواد کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے؛ 5) ہتھیار: بیرل کے لیے۔
ٹربائن انجنوں کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
سیرامکس میں درجہ حرارت کی مزاحمت زیادہ ہوتی ہے، اور سیرامک میٹرکس کمپوزٹ اور سیرامک تھرمل بیریئر کوٹنگز کو ٹربائن انجنوں کی کارکردگی بڑھانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سیرامکس 1100 ڈگری سینٹی گریڈ سے اوپر کے درجہ حرارت پر کم یا بغیر ٹھنڈک کے کام کر سکتے ہیں، اور سیرامک میٹرکس مرکبات موجودہ استعمال شدہ دھاتی مرکبات سے 30 سے 50 فیصد ہلکے ہوتے ہیں۔ جب جامع برنر لائنر اور ٹربائن بلیڈ دونوں کو سیرامک کے ساتھ لیپت کیا جاتا ہے، تو آپریٹنگ درجہ حرارت کو 1650 ڈگری سینٹی گریڈ تک بڑھایا جا سکتا ہے اور اجزاء کو دہن کے ماحول میں محفوظ کیا جا سکتا ہے۔ ہفنیم آکسائیڈ پر مبنی ملٹی کمپوننٹ سیرامک کوٹنگز کا 1650 ڈگری پر 300 گھنٹے تک مسلسل تجربہ کیا گیا۔
ہوائی جہاز کے انجن اور ہوائی جہاز کے بریک ڈسک کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
ایرو انجن کے لیے، ٹربائن فرنٹ گیس کا درجہ حرارت بڑھانا انجن کے زور کو بڑھانے کا اہم تکنیکی طریقہ ہے۔ تاہم، ٹربائن فرنٹ گیس کا موجودہ درجہ حرارت بتدریج خود سپر الائے کے پگھلنے کے مقام تک پہنچ گیا ہے، اور درجہ حرارت میں اضافے کی بہت کم گنجائش ہے۔ لہذا، متبادل مواد کی ضرورت ہے. سیرامک میٹرکس کمپوزٹ میں درجہ حرارت کی مزاحمت زیادہ ہوتی ہے اور اسے گرم آخر والے اجزاء کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ سیرامک میٹرکس مرکبات ٹربائن فرنٹ کے گیس درجہ حرارت کو 300K سے زیادہ بڑھا سکتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، سیرامک میٹرکس مرکب مواد کی کثافت چھوٹی ہے، جو انجن کے وزن میں کمی کے لیے موزوں ہے۔ چونکہ شہری ہوا بازی کی صنعت ایندھن کی زیادہ کارکردگی کو جاری رکھے ہوئے ہے، GE کو توقع ہے کہ اگلی دہائی میں ہوا بازی میں سیرامک میٹرکس کمپوزٹ کا استعمال دس گنا بڑھ جائے گا۔ کاربن سیرامک بریک ڈسک کی پچھلی نسل کے مقابلے میں، جامد رگڑ کے گتانک میں 1-2 گنا اضافہ ہوا ہے، گیلے رگڑ کی کارکردگی کی کشندگی 60% سے زیادہ کم ہو گئی ہے، پہننے کی شرح 50% سے زیادہ کم ہو گئی ہے، اور سروس کی زندگی میں 1-2 گنا اضافہ ہوا ہے۔ پیداواری چکر 2/3 کم ہو گیا، پیداواری لاگت 1/3 کم ہو گئی، توانائی کی کھپت 2/3 کم ہو گئی، اور لاگت کی کارکردگی 2-3 گنا بڑھ گئی۔ اس وقت دنیا میں پایا جانے والا یہ واحد مادہ ہے جو 1500 ڈگری کے اعلی درجہ حرارت والے ماحول میں جسمانی خصوصیات کو کم نہیں کر سکتا۔ فروغ اور درخواست کے بعد، یہ ہر سال چین کے سول ہوائی جہاز کی لاگت کے لئے تقریبا 300 ملین یوآن بچا سکتا ہے.
راکٹ انجن کے تھرمل ڈھانچے کے اجزاء کے لیے
سیرامک میٹرکس کمپوزٹ کو راکٹ انجنوں میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سیرامک میٹرکس کمپوزٹ مائع راکٹ انجن کے لیے ایک مثالی تھرمل ڈھانچہ مواد ہے کیونکہ اس کی زیادہ گرمی کے جھٹکے کے خلاف مزاحمت، مائع پروپیلنٹ کے لیے اعلی کیمیائی استحکام، دھاتی مواد کے مقابلے میں اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت، اور ہائی کریپ مزاحمت۔
خلائی گاڑیوں اور میزائلوں کے لیے تھرمل تحفظ کا سامان
خلائی جہاز کے فضا میں داخل ہونے کے عمل کے دوران، خلائی جہاز کے ناک کون اور پروں کے کنارے کا درجہ حرارت مضبوط ایرو ڈائنامک ہیٹنگ کی وجہ سے 1650 ڈگری تک زیادہ ہے۔ تھرمل پروٹیکشن سسٹم خلائی جہاز کی اہم ٹیکنالوجیز میں سے ایک ہے۔ پہلی نسل کے تھرمل پروٹیکشن سسٹم کا ڈیزائن ہیٹ ریلیز کو ڈھانچے سے الگ کرنے کے خیال پر مبنی ہے، یعنی کولنگ سٹرکچر کے باہر ہیٹ ریلیز سسٹم کو شامل کرنا۔ C/SiC کمپوزٹ کی ترقی نے ہوائی جہاز کے لے جانے والے ڈھانچے اور گرمی کی رہائی کو مربوط کر دیا ہے۔ خاص طور پر کولمبیا کے تھرمل پروٹیکشن سسٹم کی ناکامی کی وجہ سے ہونے والے حادثے کے بعد، C/SiC سیرامک میٹرکس کمپوزٹ نے زیادہ توجہ مبذول کرائی ہے۔ تھرمل ساختی مواد کے اجزاء میں ناک کونز، گائیڈ پنکھ، پروں اور خلائی شٹل اور میزائلوں کی کور پلیٹیں شامل ہیں۔
سیرامک غیر محفوظ موصلیت کے مواد میں مساموں کی یکساں تقسیم، اعلی پوراسٹی، چھوٹے حجم کی کثافت، ترقی یافتہ مخصوص سطح کے رقبے اور منفرد کارکردگی کے ساتھ، دھاتی تھرمل تحفظ کے ڈھانچے کے مقابلے میں، سیرامک غیر محفوظ موصلیت کا ٹائل تھرمل ایکسپینشن گتانک کم ہے، چاہے درجہ حرارت کا فرق ہی کیوں نہ ہو۔ بڑے، مواد کی ایک بڑی تھرمل کشیدگی اور اخترتی پیدا نہیں کرے گا. ایک ہی وقت میں، کیونکہ تھرمل شیلڈ پرت کی کثافت جتنی کم ہوگی، تھرمل شیلڈ پرت کی کارکردگی اتنی ہی زیادہ ہوگی اور کمیت کم ہوگی، سیرامک غیر محفوظ موصلیت ٹائل کی کم کثافت ہوائی جہاز میں بہتر تدبیر لا سکتی ہے، مزید بڑھ سکتی ہے۔ پے لوڈ، اور اعلی درجہ حرارت کا سامنا. لچکدار تھرمل پروٹیکشن ڈھانچے کے مقابلے میں، سیرامک غیر محفوظ موصلیت کی ٹائلیں زیادہ گرمی کے بہاؤ کو برداشت کر سکتی ہیں، ایک خاص بوجھ کو برداشت کر سکتی ہیں، اور ہوائی جہاز کی ایروڈینامک شکل کو بغیر کسی تبدیلی کے رکھ سکتی ہیں۔ مندرجہ بالا فوائد کی بنیاد پر، سیرامک پورس انسولیشن ٹائل تھرمل پروٹیکشن سٹرکچر کو دوبارہ قابل استعمال لانچ گاڑیوں میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے، جو خلائی جہاز کے زیادہ تر تھرمل پروٹیکشن سسٹم پر قابض ہے۔ مواد کی اندرونی ساخت کے مطابق، سیرامک غیر محفوظ موصلیت کا مواد سیرامک فائبر موصلیت کے مواد اور سیرامک تاکنا موصلیت کے مواد میں تقسیم کیا جا سکتا ہے. کچھ فوجی ہیلی کاپٹر سیرامک آرمر سسٹم سے لیس ہوتے ہیں، بشمول سیرامک آرمر سیٹس، سیرامک پرزے اور سیرامک پینل سسٹم۔ اس کے علاوہ، سیرامک میٹرکس کمپوزٹ فوج کی بکتر بند لڑاکا گاڑیوں میں بھی استعمال ہوتے ہیں، جیسے اسٹرائیکر میڈیم بکتر بند گاڑی۔
آپٹیکل سسٹمز جیسے سیٹلائٹ آئینے میں استعمال ہوتا ہے۔
سیرامک مواد کچھ خاص قسم کی توانائی کے لیے شفاف ہوتے ہیں، جیسے کہ روشنی، یا اس سے ملتی جلتی کوئی دوسری شکل، اس لیے سیرامک کو انفراریڈ ڈومز، سینسر پروٹیکشن، اور ملٹی اسپیکٹرل ونڈوز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ آپٹیکل خصوصیات کے علاوہ، جدید سیرامک مواد میں پہننے کی مزاحمت، اعلی طاقت اور تھرمل استحکام ان آلات کو مطلوب ہے۔ سیٹلائٹ آئینے کے مواد کی کارکردگی کے تقاضے کم کثافت، بڑی مخصوص سختی، کم تھرمل ایکسپینشن گتانک CTE، اعلی تھرمل چالکتا، اور مناسب طاقت اور سختی، ڈیزائن کی اہلیت وغیرہ ہیں۔ حدود لہذا، C/SiC کمپوزٹ آئینے کا اندرون اور بیرون ملک مطالعہ کیا جا رہا ہے، جامع مواد میں کم کثافت، زیادہ سختی، کم درجہ حرارت پر چھوٹے تھرمل توسیعی گتانک اور اچھی تھرمل چالکتا ہے، تھرمل اور مکینیکل خصوصیات مثالی ہیں، اور بہترین سطح حاصل کر سکتے ہیں۔ پالش، ایک بہت ہی مثالی سیٹلائٹ آئینہ بیس مواد ہے. امریکہ، روس، جرمنی، کینیڈا وغیرہ، کاربن فائبر ریئنفورسڈ سلکان کاربائیڈ کمپوزٹ میٹریل (Cf/SiC) کا استعمال کرتے ہوئے تیار
اعلی کارکردگی کا آئینہ
برقی مقناطیسی ونڈو آرٹلری شیلز میں خصوصی خصوصیات کے ساتھ شیشے کا سیرامک مواد استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ اس کی بہترین برقی خصوصیات اور اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت ہوتی ہے۔ گن لانچر کی برقی مقناطیسی کھڑکی میں ایک خاص شیشے کا سرامک استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ اس کے اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت اور مناسب برقی خصوصیات ہیں۔ سلکان نائٹرائڈ (نان آکسائیڈ سیرامکس) بہترین میکانکی طاقت اور ڈائی الیکٹرک خصوصیات کا حامل ہے اور جدید ترین میزائل ایئر ڈیفنس سسٹم کے ریڈار ریڈومز میں استعمال ہوتا ہے۔ مائیکرو ویوز یا دیگر توانائی اہداف کو تلاش کرنے کے لیے اس مواد سے گزر سکتی ہے۔ اس کی اعلی مکینیکل طاقت میزائل سسٹم کو فضا میں ہائیپر ویلوسٹی پرواز کے دوران ہونے والے کٹاؤ اور درجہ حرارت کی تبدیلیوں کا مقابلہ کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ نینو-یٹریئم آکسائیڈ سیرامکس (ایک قسم کا آکسائیڈ سیرامکس) بھی میزائل انفراریڈ شفاف ونڈوز میں استعمال کے لیے تیار کیا جا رہا ہے۔
ہوا بازی میں استعمال کے لیے شفاف مواد جیسے ونڈ شیلڈز، بلاسٹ شیلڈز اور ہوائی جہاز کے سینسر بھی تیار کیے جا رہے ہیں۔ سینسر کے لیے موزوں اسپنل سیرامک میٹریل (میگنیشیم ایلومینیٹ) انفراریڈ ریجن میں بہترین آپٹیکل خصوصیات رکھتا ہے، جبکہ پچھلا پروٹیکشن ڈیوائس توانائی جذب کرتا ہے، جس سے سگنل کمیونیکیشن کی کارکردگی متاثر ہوتی ہے۔ معلوماتی الیکٹرانک آلات کے لیے ملٹری سیرامک کیپسیٹرز کی مانگ مضبوط ہے۔ الیکٹرانک سیرامکس شہری میدان میں وسیع پیمانے پر استعمال ہونے کے علاوہ، ہتھیاروں اور آلات کی انفارمیشن ٹیکنالوجی میں تیزی کے ساتھ، جیسے سیرامک کپیسیٹرز جیسے کہ فوجی میدان میں الیکٹرانک سیرامکس کی مانگ بڑھ رہی ہے، خاص طور پر چپ ملٹی لیئر سیرامک کیپسیٹر (MLCC) 90% سے زیادہ کا مارکیٹ شیئر)، اور ملٹری مارکیٹ میں capacitors کے لیے اعلیٰ معیار کی ضروریات ہیں۔ چین کے ملٹری سیرامک کیپسیٹرز کی مارکیٹ کے سائز نے گزشتہ سالوں میں 10 فیصد سے زیادہ کی ترقی کو برقرار رکھا ہے۔
سیرامک مٹیریل اور سیرامک میٹرکس کمپوزٹ کوچ میں استعمال ہوتے ہیں۔
جیسے باڈی آرمر، جنگی طیارے اور بکتر بند گاڑیوں کی حفاظتی تہہ۔ باڈی آرمر بنیادی طور پر جیکٹ اور بلٹ پروف پرت کے دو حصوں پر مشتمل ہوتا ہے، بلٹ پروف پرت وار ہیڈ یا شریپنل کی حرکی توانائی کو جذب کر سکتی ہے، کم رفتار وارہیڈ یا شارپنل کا واضح حفاظتی اثر ہوتا ہے، کسی خاص ڈپریشن کے کنٹرول میں انسانی سینے، پیٹ کو نقصان. ہاٹ پریسڈ بوران کاربائیڈ اور سلکان کاربائیڈ سیرامک میٹرکس کمپوزائٹس کو مضبوط اینٹی اٹیک ہیلمیٹ ڈیک بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ چین باڈی آرمر بنانے والا دنیا کا تین بڑا ملک ہے، بین الاقوامی مارکیٹ میں ہمارے ملک میں باڈی آرمر کی قیمت تقریباً 500 امریکی ڈالر ہے، جب کہ دیگر ممالک میں باڈی آرمر کی قیمت تقریباً 800 امریکی ڈالر ہے، مینوفیکچرنگ لاگت کے لحاظ سے۔ ہمارے ملک کے فوائد ہیں۔ روایتی مواد جیسے پلاسٹک اور دھاتوں کے مقابلے میں، جدید سیرامک مواد میں ہلکے وزن، اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت، اعلی سختی، رگڑ مزاحمت، سنکنرن مزاحمت، چھوٹے رگڑ گتانک اور خصوصی چالکتا کے فوائد ہوتے ہیں۔ عام طور پر استعمال شدہ سیرامک شیٹ مواد ٹائٹینیم ڈائبورائیڈ، بوران کاربائیڈ، سلکان کاربائیڈ، ایلومینا وغیرہ ہیں۔ یہ درمیانے درجے کی کیلیبر بندوقوں کے خلاف ہلکے وزن اور پائیدار باڈی آرمر میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ ہاٹ پریسڈ بوران کاربائیڈ اور سلکان کاربائیڈ سیرامکس مرکب مواد کے ساختی امتزاج کو بہتر بنا سکتے ہیں تاکہ متعدد اثرات کے خلاف مزاحم مضبوط آرمر پلیٹیں بنائیں۔ اپاچی، گزیل، سپر پوما، سپر کوبرا، بلیک ہاک، چنوک، اور دیگر فوجی ہیلی کاپٹر سیرامک آرمر سسٹم سے لیس ہیں جن میں سیرامک آرمر سیٹس، سیرامک پرزے اور سیرامک پینل سسٹم جیسے اجزاء شامل ہیں۔