हनीकॉम्ब सिरेमिक्स पर चर्चा

हनीकॉम्ब सिरेमिक्स क्या हैं?

हनीकॉम्ब सिरेमिक्स एक नए प्रकार के औद्योगिक सिरेमिक्स हैं जिनकी मुख्य संरचना हनीकॉम्ब जैसी होती है। अंदर, कई आपस में जुड़े हुए हनीकॉम्ब आकार के समानांतर चैनल होते हैं, और ये हनीकॉम्ब इकाइयाँ विभिन्न आकार के जालों के साथ पतली दीवारों में विभाजित होती हैं। इसकी सबसे पहले छोटी कार की निकास शुद्धिकरण में उपयोग से लेकर आज के रासायनिक, बिजली, धातुकर्म, पेट्रोलियम, इलेक्ट्रॉनिक्स, मशीनरी आदि जैसे उद्योगों में व्यापक उपयोग तक, इसका उपयोग बढ़ता जा रहा है और इसमें पर्याप्त विकास संभावनाएँ हैं।

हनीकॉम्ब सिरेमिक्स की सामग्री और उपयोग की वर्गीकरण

हनीकॉम्ब सिरेमिक्स विभिन्न सामग्रियों से बनाए जा सकते हैं। मुख्य सामग्री में शामिल हैं: कॉर्डियराइट, मुलाइट, एल्यूमिनियम टाइटेनेट, सक्रिय कार्बन, सिलिकॉन कार्बाइड, सक्रिय एल्यूमिना, जिरकोनिया, सिलिकॉन नाइट्राइड, और मिश्रित मैट्रिक्स जैसे मुलाइट कॉर्डियराइट और कॉर्डियराइट एल्यूमिनियम टाइटेनेट। सक्रिय कार्बन पाउडर या कणों को हनीकॉम्ब सिरेमिक आकार में बनाने के बाद, जल उपचार की शुद्धिकरण और अपशिष्ट जल उपचार क्षमताएँ बहुत बढ़ जाती हैं, विशेष रूप से फार्मास्युटिकल उद्योग में, जहां एंटीबायोटिक्स, हार्मोन, विटामिन, न्यूक्लिक एसिड इंजेक्शन, और विभिन्न इंजेक्शन, दवाओं आदि को निर्जलीकरण, रंग हटाने, और अशुद्धियों को हटाने के लिए उपयोग किया जाता है।
हनीकॉम्ब सिरेमिक उत्पादों को उनके उद्देश्य के अनुसार चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: गर्मी भंडारण सामग्री, फिलर्स, उत्प्रेरक वाहक, और फिल्टर सामग्री।

हनीकॉम्ब सिरेमिक्स का प्रदर्शन

1. बड़ी विशिष्ट सतह क्षेत्र
2. हल्के वजन
3. निम्न थर्मल विस्तार गुणांक
4. बड़ी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता
5. एसिड और क्षार प्रतिरोधी
6. अच्छी रासायनिक स्थिरता
7. अच्छी इन्सुलेशन प्रदर्शन
8. अच्छी थर्मल शॉक प्रतिरोध
9. उच्च छिद्रता

हनीकॉम्ब सिरेमिक्स की तैयारी विधियाँ

1. एक्सट्रूज़न मोल्डिंग विधि
2. हॉट डाई कास्टिंग फॉर्मिंग
3. ग्राउटिंग विधि
4. दमन विधि

इनमें, हॉट प्रेस कास्टिंग, इंजेक्शन मोल्डिंग, और संपीड़न विधियाँ उच्च छिद्र घनत्व, बड़े आकार, और पतली दीवार वाले हनीकॉम्ब सिरेमिक्स तैयार करने में कठिन होती हैं। वास्तविक उत्पादन प्रक्रियाओं में, हनीकॉम्ब सिरेमिक्स तैयार करने के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि एक्सट्रूज़न मोल्डिंग है।

हनीकॉम्ब सिरेमिक्स के सामान्य सामग्री

एल्यूमिनियम पोर्सिलेन

ऑक्साइड सिरेमिक्स जो मुख्य रूप से Al2O3-SiO2 से बने होते हैं और जिनमें Ba, Ca, Zr, Mg जैसे कुछ खनिजकारक होते हैं, वे एल्यूमिनियम सिरेमिक्स की श्रेणी में आते हैं। Al2O3 की सामग्री 45% से 99% तक होती है। विभिन्न मुख्य क्रिस्टल चरणों के अनुसार, एल्यूमिनियम सिरेमिक्स को कोरंडम सिरेमिक्स (Al2O3>95%), मुलाइट सिरेमिक्स (Al2O3-50%), और मुलाइट कोरंडम सिरेमिक्स (Al2O3-75%) में विभाजित किया जा सकता है। एल्यूमिनियम सिरेमिक्स का मुख्य रूप से पेट्रोकेमिकल, धातु पिघलने, डीसल्फराइजेशन टावरों, प्रतिक्रिया भट्टियों, पैक्ड टावरों आदि में उपयोग किया जाता है। वे रिएक्टरों में उत्प्रेरक के लिए समर्थन सामग्री और टावर फिलर्स के रूप में कार्य करते हैं। उनकी अच्छी यांत्रिक गुण, रासायनिक स्थिरता, और गर्मी प्रतिरोध के कारण, एल्यूमिनियम सिरेमिक्स उच्च तापमान, उच्च दबाव, और मजबूत संक्षारक कार्य वातावरण के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हो सकते हैं।

मुलाइट

मुलाइट एक श्रृंखला के खनिज होते हैं जो एल्यूमिनियम सिलिकेट से बने होते हैं, मुख्य रूप से उच्च-शुद्धता फ्यूज्ड मुलाइट, साधारण फ्यूज्ड मुलाइट, सभी प्राकृतिक बॉक्साइट कंसंट्रेट सिनेर्ड मुलाइट, और हल्के सिनेर्ड मुलाइट शामिल होते हैं। प्राकृतिक मुलाइट क्रिस्टल पतले सुई जैसे और रेडियल क्लस्टर जैसे होते हैं, जिनका पिघलने का तापमान लगभग 1910°C होता है। इस प्रकार का खनिज अपेक्षाकृत दुर्लभ होता है और इसे ज्यादातर कृत्रिम रूप से संश्लेषित किया जाता है। मुलाइट एक खनिज है जो उच्च तापमान पर एल्यूमिनियम सिलिकेट द्वारा बनता है, और यह तब बनता है जब एल्यूमिनियम सिलिकेट को कृत्रिम रूप से गर्म किया जाता है। मुलाइट में उच्च तापमान प्रतिरोध, उच्च शक्ति, कम थर्मल चालकता, और महत्वपूर्ण ऊर्जा-बचत प्रभाव होते हैं। इनमें, इसकी अग्नि प्रतिरोध विशेष रूप से उत्कृष्ट होती है, और यह 1800°C पर स्थिर रहती है, और 1810°C पर कोरंडम और तरल चरण में विघटित हो जाती है। इसका मुख्य रूप से अपवर्तक सामग्री के उत्पादन में उपयोग किया जाता है और यह सिरेमिक्स, धातुकर्म, कास्टिंग, और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

सिलिकॉन कार्बाइड

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) को क्वार्ट्ज रेत, पेट्रोलियम कोक (या कोयला कोक), और आरी की धूल (हरा सिलिकॉन कार्बाइड बनाने के लिए नमक की आवश्यकता होती है) जैसे कच्चे माल को उच्च तापमान पर प्रतिरोध भट्टी के माध्यम से पिघलाकर बनाया जाता है। यह एक प्रकार का कार्बाइड है जिसकी मोह्स कठोरता उच्च होती है, जिसका ग्रेड 9.5 होता है, जो दुनिया के सबसे कठोर हीरे (ग्रेड 10) के बाद दूसरे स्थान पर होता है, और इसमें उत्कृष्ट थर्मल चालकता होती है। यह एक अर्धचालक है जो उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण का प्रतिरोध कर सकता है। समकालीन गैर ऑक्साइड उच्च-तकनीकी अपवर्तक कच्चे माल जैसे C, N, और B में, सिलिकॉन कार्बाइड सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला और किफायती है, जिसे स्टील रेत या अपवर्तक रेत कहा जा सकता है। सामान्य औद्योगिक उत्पादित सिलिकॉन कार्बाइड को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: काला सिलिकॉन कार्बाइड और हरा सिलिकॉन कार्बाइड, दोनों हेक्सागोनल क्रिस्टल होते हैं जिनका विशिष्ट गुरुत्व 3.20-3.25 और माइक्रोहर्डनेस 2840-3320kg/mm² होता है। सिलिकॉन कार्बाइड में स्थिर रासायनिक गुण, उच्च थर्मल चालकता, छोटा थर्मल विस्तार गुणांक, और अच्छी पहनने की प्रतिरोधकता होती है। इससे बने उन्नत अपवर्तक सामग्री गर्मी-प्रतिरोधी, झटका-प्रतिरोधी, छोटे आकार के, हल्के वजन के, और उच्च-शक्ति के होते हैं, जिनमें अच्छा ऊर्जा-बचत प्रभाव होता है।

कोर्डियराइट

कोर्डियराइट, जिसे वाटर सैफायर या डाइक्रोइट भी कहा जाता है, का रासायनिक सूत्र Mg2Al4Si5O18 है; इसमें Na, K, Ca, Fe, Mn, और H2O जैसे तत्व हो सकते हैं। यह शिस्ट, गनीस, और परिवर्तित आग्नेय चट्टानों में उत्पन्न होता है, यह एक सिलिकेट खनिज है जो रंगहीन हो सकता है लेकिन आमतौर पर हल्का नीला या हल्का बैंगनी, कांचीय चमक वाला होता है। मैग्नीशियम कोर्डियराइट को कृत्रिम रूप से संश्लेषित किया जा सकता है और इसे अपवर्तक सामग्री के रूप में उपयोग किया जा सकता है। कोर्डियराइट, अपनी अच्छी अग्नि प्रतिरोधकता और कम थर्मल विस्तार दर के कारण, सिरेमिक और कांच जैसी सामग्री बनाने के लिए उपयोग किया जा सकता है। अब यह ऑटोमोटिव प्यूरीफायर में हनीकॉम्ब कैरियर्स के लिए कच्चे माल के रूप में सामान्यतः उपयोग किया जाता है।

जिरकोनियम ऑक्साइड

संरचनात्मक सिरेमिक के क्षेत्र में उच्च कठोरता, उच्च झुकाव शक्ति, उच्च पहनाव प्रतिरोध, उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदर्शन, और स्टील के समान थर्मल विस्तार गुणांक के कारण जिरकोनिया सिरेमिक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कार्यात्मक सिरेमिक के संदर्भ में, उनके उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध के कारण, उन्हें प्रेरण हीटिंग ट्यूब, अपवर्तक सामग्री, और हीटिंग तत्वों के मुख्य कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, जिरकोनिया का व्यापक रूप से थर्मल बैरियर कोटिंग्स, उत्प्रेरक कैरियर्स, चिकित्सा, स्वास्थ्य देखभाल, अपवर्तक सामग्री, वस्त्र, और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

कोरंडम

कोरंडम एक रत्न है जो एल्यूमिनियम ऑक्साइड (Al2O3) के क्रिस्टलीकरण से बनता है, जिसमें अत्यधिक उच्च एल्यूमिनियम सामग्री होती है। कोरंडम में धात्विक क्रोमियम मिलाने पर इसका रंग चमकीला लाल हो जाता है और इसे सामान्यतः रूबी कहा जाता है; नीला या रंगहीन कोरंडम सामान्यतः नीलम के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। कोरंडम मोह्स कठोरता तालिका में 9वें स्थान पर है। इसका विशिष्ट गुरुत्व 4.00 है, और इसका क्रिस्टल संरचना षट्कोणीय स्तंभों की होती है। कोरंडम की कठोरता और हीरों की तुलना में इसकी अपेक्षाकृत कम कीमत के कारण, यह सैंडपेपर और पीसने के उपकरणों के लिए एक अच्छा सामग्री बन गया है।

विकास प्रवृत्ति

- उच्च-स्तरीय बाजार में घरेलू हनीकॉम्ब सिरेमिक की प्रवेश दर बढ़ेगी -

घरेलू हनीकॉम्ब सिरेमिक ने ऊर्जा संरक्षण और निम्न-स्तरीय औद्योगिक अपशिष्ट गैसों के शुद्धिकरण के क्षेत्र में 90% से अधिक स्थानीयकरण प्रवेश दर प्राप्त की है। यह उम्मीद की जाती है कि अगले पांच वर्षों में, चीनी हनीकॉम्ब सिरेमिक उत्पादन उद्यम उच्च-स्तरीय बाजार में तकनीकी बाधाओं को लगातार तोड़ेंगे, और उच्च-स्तरीय बाजार उत्पादों की प्रवेश दर बढ़ाने की उम्मीद है। लंबे समय से, ऑटोमोबाइल निकास शुद्धिकरण उपचार की मुख्य तकनीक और उत्पाद बाजार विदेशी दिग्गजों द्वारा एकाधिकार किया गया है, और संयुक्त राज्य अमेरिका में कॉर्निंग और जापान में एनजीके दोनों ने ऑटोमोबाइल उद्योग में उच्च गति विकास के लाभांश अवधि का आनंद लिया है। चीन के छठे राष्ट्रीय मानक के उन्नयन के साथ, चीन में घरेलू हनीकॉम्ब सिरेमिक विकास की एक खिड़की अवधि में प्रवेश करेंगे।

ऑटोमोटिव निकास उपचार प्रणालियों में उपयोग के अलावा, हनीकॉम्ब सिरेमिक का उपयोग सटीक निस्पंदन और पृथक्करण, शोर में कमी और इन्सुलेशन, गैस पृथक्करण और शुद्धिकरण, और निर्जलीकरण जैसे क्षेत्रों में भी किया जा सकता है। इसका अनुप्रयोग क्षेत्र पारंपरिक धातुकर्म, रासायनिक इंजीनियरिंग, और निर्माण सामग्री से लेकर जैव रसायन, इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग, खाद्य और पेय उद्योग, एयरोस्पेस आदि के कई पहलुओं तक विस्तारित हो गया है, जिसमें व्यापक बाजार अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। नए प्रक्रियाओं और सामग्रियों के अनुकूलन और सुधार के साथ, हनीकॉम्ब सिरेमिक के अनुप्रयोग क्षेत्रों का और विस्तार होगा, जिससे उनकी आर्थिक मूल्य और सामाजिक लाभों को बहुत अधिक उजागर किया जाएगा।