Өндөр цэвэршилттэй α-Al2O3 үйлдвэрлэлийн шинэ дэвшил: Материалын шинжлэх ухааны нээлт

****

Материалын шинжлэх ухааны салбарт томоохон бүтээн байгуулалт болж, судлаачид өндөр цэвэршилттэй α-Al2O3 (альфа-хөнгөн цагаан) үйлдвэрлэхэд ахиц дэвшил гаргасан бөгөөд энэ нь онцгой шинж чанар, өргөн хүрээний хэрэглээгээрээ алдартай материал юм. Энэ нь Амруте нар өмнө нь гаргасан нэхэмжлэлийн дараа гарч байна. Тэдний 2019 оны тайланд одоо байгаа аргуудын аль нь ч өндөр цэвэршилттэй, тодорхой босго хэмжээнээс давсан гадаргуугийн талбайтай α-Al2O3 гаргаж чадахгүй гэж заасан. Тэдний олж мэдсэн зүйл нь одоогийн үйлдвэрлэлийн техникүүдийн хязгаарлалт, энэ чухал материалд тулгуурласан үйлдвэрүүдэд үзүүлэх үр дагаварт санаа зовниж байв.

Альфа-хөнгөн цагаан исэл нь хатуулаг, дулааны тогтвортой байдал, цахилгаан тусгаарлагч шинж чанараараа өндөр үнэлэгддэг хөнгөн цагаан ислийн нэг хэлбэр юм. Энэ нь керамик, зүлгүүр, электрон төхөөрөмжүүдийн субстрат зэрэг янз бүрийн хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг. Өндөр цэвэршилттэй α-Al2O3-ийн эрэлт хэрэгцээ, ялангуяа электроникийн болон дэвшилтэт керамикийн салбарт нэмэгдэж байгаа тул хольц нь гүйцэтгэл, найдвартай байдалд ихээхэн нөлөөлдөг.

Amrute нар 2019 оны тайлан. Хүссэн цэвэршилтийн түвшин болон гадаргуугийн шинж чанарт хүрэхэд судлаачид болон үйлдвэрлэгчдэд тулгарч буй сорилтуудыг онцлон тэмдэглэв. Сол-гелийн процесс, гидротермаль синтез гэх мэт уламжлалт аргууд нь хамгийн сүүлийн үеийн хэрэглээнд шаардагдах өндөр стандартын шаардлагад нийцэхгүй материалд хүргэдэг болохыг тэд тэмдэглэв. Энэхүү хязгаарлалт нь өндөр технологийн хэд хэдэн салбарт инноваци, хөгжилд саад учруулж байв.

Гэсэн хэдий ч сүүлийн үеийн дэвшилтүүд эдгээр бэрхшээлийг даван туулж эхэлсэн. Хэд хэдэн тэргүүлэх байгууллагуудын эрдэмтдийн хамтарсан судалгааны хүчин чармайлт нь гадаргуугийн талбайг мэдэгдэхүйц сайжруулж, өндөр цэвэршилттэй α-Al2O3 үйлдвэрлэх дэвшилтэт техникийг хослуулсан синтезийн шинэ аргыг боловсруулахад хүргэсэн. Энэхүү шинэ арга нь богино долгионы тусламжтайгаар синтез болон хяналттай шохойжуулах үйл явцыг хослуулан ашигладаг бөгөөд энэ нь материалын шинж чанарыг илүү сайн хянах боломжийг олгодог.

Судлаачдын мэдээлснээр тэдний арга нь цэвэршилтийн өндөр түвшинд хүрсэн төдийгүй α-Al2O3-ийн гадаргуугийн талбайн хэмжээ нь өмнө нь уран зохиолд мэдээлэгдсэнээс давсан байна. Энэхүү нээлт нь α-Al2O3-ийг янз бүрийн хэрэглээнд, ялангуяа өндөр хүчин чадалтай материалын эрэлт хэрэгцээ байнга өсөн нэмэгдэж буй электроникийн салбарт ашиглах шинэ боломжуудыг нээх боломжтой юм.

Өндөр цэвэршилттэй α-Al2O3 нь электроникийн хэрэглээнээс гадна сансар огторгуй, автомашин, биоанагаах ухаан зэрэг төрөл бүрийн салбарт хэрэглэгддэг дэвшилтэт керамик эдлэл үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Сайжруулсан шинж чанар бүхий α-Al2O3 үйлдвэрлэх чадвар нь илүү хөнгөн, бат бөх, элэгдэл, зэврэлтэнд тэсвэртэй шинэ материалыг бий болгоход хүргэдэг.

Энэхүү судалгааны үр дагавар нь зөвхөн материаллаг үйлдвэрлэлээс давж гардаг. Сайжруулсан гадаргуугийн талбай бүхий өндөр цэвэршилттэй α-Al2O3 үүсгэх чадвар нь катализ болон байгаль орчны хэрэглээнд ахиц дэвшил гаргахад хүргэдэг. Жишээлбэл, α-Al2O3 нь ихэвчлэн химийн урвалд катализаторын дэмжлэг болгон ашигладаг бөгөөд түүний шинж чанарыг сайжруулах нь янз бүрийн катализаторын үр ашиг, үр нөлөөг сайжруулдаг.

Нэмж дурдахад шинэ синтезийн арга нь хөнгөн цагаан ислийн бусад үе шатууд болон тэдгээрийн боломжит хэрэглээг судлах замыг нээж өгч чадна. Судлаачид эдгээр материалын шинж чанар, зан үйлийг үргэлжлүүлэн судалж байгаа тул тэдгээрийг эрчим хүч хадгалах, байгаль орчныг нөхөн сэргээх, тэр ч байтугай дараагийн үеийн батерейг хөгжүүлэхэд ашиглах сонирхол нэмэгдэж байна.

Энэхүү сүүлийн үеийн судалгааны үр дүнг материал судлалын тэргүүлэх сэтгүүлд нийтэлсэн бөгөөд тэдгээр нь эрдэм шинжилгээний болон үйлдвэрлэлийн хүрээний хүмүүсийн анхаарлыг татсан байна. Амруте нар тогтоосон хязгаарлалтыг даван туулахад чухал алхам болсон ажлыг салбарын мэргэжилтнүүд өндрөөр үнэлэв. мөн α-Al2O3 үйлдвэрлэлийн ирээдүйн талаар өөдрөг үзэлтэй байгаагаа илэрхийлэв.

Өндөр хүчин чадалтай материалын эрэлт хэрэгцээ өссөөр байгаа тул сайжруулсан шинж чанар бүхий өндөр цэвэршилттэй α-Al2O3 үйлдвэрлэх чадвар маш чухал байх болно. Энэхүү нээлт нь өмнөх судалгаанд онцолж байсан сорилтуудыг шийдвэрлэхээс гадна материаллаг шинжлэх ухаанд цаашдын шинэчлэл хийх үе шатыг бий болгож байна. Судлаачид болон салбарын оролцогч талуудын хамтын ажиллагаа нь эдгээр олдворуудыг өргөн хүрээний салбарт ашиг тустай практик хэрэглээ болгон хөрвүүлэхэд чухал ач холбогдолтой юм.

Эцэст нь хэлэхэд, өндөр цэвэршилттэй α-Al2O3-ийн үйлдвэрлэлийн сүүлийн үеийн дэвшил нь материаллаг шинжлэх ухаанд чухал үе шатыг харуулж байна. Эртний судалгаанд тодорхойлсон сорилтуудыг даван туулж чадсанаар судлаачид энэхүү олон талын материалыг өндөр технологийн янз бүрийн хэрэглээнд ашиглах шинэ боломжийг нээж өгсөн. Энэ салбар үргэлжлэн хөгжиж байгаа тул α-Al2O3 болон түүний деривативуудын ирээдүй нь олон салбарыг хамарсан инноваци, хөгжилд маш том амлалт өгөх нь тодорхой байна.