लेजर सिंटरिंग ने अल्ट्रा-हाई टेम्परेचर सिरेमिक उत्पादन में क्रांति ला दी

एनसी स्टेट की प्रोफेसर चेरिल जू का कहना है, "सिरेमिक का भविष्य उज्ज्वल दिखता है क्योंकि नवीन विज्ञान और इंजीनियरिंग का विलय लगातार आगे बढ़ रहा है।" उत्तरी कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने 14 मई, 2025 को अल्ट्रा-हाई टेम्परेचर सिरेमिक बनाने के लिए एक अभूतपूर्व लेजर सिंटरिंग तकनीक का अनावरण किया।

नई विधि हैफ़नियम कार्बाइड (HfC) जैसे सिरेमिक के उत्पादन को महत्वपूर्ण रूप से सुव्यवस्थित करती है, जो अपने असाधारण गर्मी प्रतिरोध के लिए जाना जाता है। पारंपरिक तरीकों के लिए 2,200 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान की आवश्यकता होती है, लेकिन लेजर तकनीक तेज और अधिक ऊर्जा-कुशल है।

प्रक्रिया में एक नियंत्रित वातावरण में एक तरल बहुलक अग्रदूत पर 120-वाट लेजर को निर्देशित करना शामिल है। यह तरल को एक ठोस सिरेमिक सामग्री में परिवर्तित करता है, जो कोटिंग्स या 3डी-मुद्रित संरचनाओं के लिए उपयुक्त है। पारंपरिक सिंटरिंग के विपरीत, लेजर सिंटरिंग तकनीक पोर्टेबल भी है।

एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हाइपरसोनिक प्रौद्योगिकियों में उपयोग किए जाने वाले कार्बन कंपोजिट के लिए सुरक्षात्मक कोटिंग बनाना है। स्थानीयकृत लेजर सिंटरिंग संरचनात्मक क्षति को कम करता है और थर्मल सुरक्षा को बढ़ाता है। यह तकनीक एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के साथ भी एकीकृत होती है, जिससे जटिल 3डी सिरेमिक संरचनाओं का निर्माण संभव हो पाता है।

लेजर तकनीक 50% से अधिक की रूपांतरण दक्षता का दावा करती है, जो पारंपरिक तरीकों के 20-40% से काफी अधिक है। इससे कम अपशिष्ट होता है और एक अधिक टिकाऊ विनिर्माण दृष्टिकोण मिलता है। टीम ने सफलतापूर्वक क्रिस्टलीय, फेज-प्योर HfC का उत्पादन किया, जो चरम वातावरण के लिए प्रौद्योगिकी की क्षमता का प्रदर्शन करता है।

कार्बन-फाइबर कंपोजिट पर लागू HfC कोटिंग्स पर किए गए परीक्षणों में थर्मल सुरक्षा प्रणालियों के लिए आवश्यक मजबूत आसंजन और समान कवरेज दिखाया गया। यह एयरोस्पेस और अन्य उद्योगों में उन्नत इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए दरवाजे खोलता है। अमेरिकन सिरेमिक सोसाइटी के जर्नल में प्रकाशित शोध को इन तकनीकों को अपनाने के लिए प्रेरित करने की उम्मीद है।