টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (টিআইএন) একটি কঠিন, রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল সিরামিক আবরণ ধাতব এবং কিছু সিরামিক উপাদানগুলির পৃষ্ঠের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়.
এটি তার বৈশিষ্ট্যযুক্ত সোনার রঙের জন্য সর্বাধিক পরিচিত, উচ্চ কঠোরতা, কম পরিধান হার, এবং ভাল রাসায়নিক জড়তা.
টিআইএন প্রাথমিকভাবে শারীরিক বাষ্প জমার মাধ্যমে প্রয়োগ করা হয় (পিভিডি) এবং, ঐতিহাসিকভাবে, রাসায়নিক বাষ্প জমার মাধ্যমে (সিভিডি).
সাধারণ ব্যবহারে কাটার সরঞ্জাম অন্তর্ভুক্ত, গঠন মরে, চিকিত্সা যন্ত্র (পৃষ্ঠ শক্ত করা এবং রঙ), আলংকারিক শেষ এবং পরিধান-প্রবণ মেশিন উপাদান.
1. টাইটানিয়াম নাইট্রাইড লেপ কি??
টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (টিআইএন) আবরণ একটি সোনার রঙের, সিরামিক পাতলা ফিল্ম পৃষ্ঠের কঠোরতা উন্নত করতে ধাতু এবং কাটিয়া সরঞ্জামগুলিতে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়, প্রতিরোধ পরুন, জারা সুরক্ষা, এবং নান্দনিক চেহারা.
এটি সবচেয়ে প্রতিষ্ঠিত শারীরিক বাষ্প জমার মধ্যে একটি (পিভিডি) শিল্প জুড়ে ব্যবহৃত আবরণ, চিকিত্সা, এবং ভোক্তা খাত.
টাইটানিয়াম নাইট্রাইড একটি কঠিন, টাইটানিয়াম গঠিত রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল যৌগ (এর) এবং নাইট্রোজেন (এন).
যখন একটি আবরণ হিসাবে প্রয়োগ করা হয় - সাধারণত এর মধ্যে 1 থেকে 5 মাইক্রোমিটার (µm) পুরু - এটি একটি ঘন গঠন করে, অনুগত, এবং জড় পৃষ্ঠ স্তর যা নাটকীয়ভাবে অন্তর্নিহিত উপাদানের কর্মক্ষমতা বাড়ায়.
আবরণটি একটি সোনালি রঙের সাথে একটি ধাতব দীপ্তি বজায় রাখে, প্রায়ই উচ্চ-শেষ কাটিয়া সরঞ্জাম বা অস্ত্রোপচার যন্ত্রের সাথে যুক্ত.
2. টাইটানিয়াম নাইট্রাইড কেমন হয় (টিআইএন) জমা হয়েছে?
শারীরিক বাষ্প জমা (পিভিডি)
- স্পুটারিং (ডিসি বা স্পন্দিত ডিসি): টাইটানিয়াম লক্ষ্য একটি জড় + নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডলে sputtered; নাইট্রোজেন সাবস্ট্রেটে টিআইএন গঠনের জন্য বিক্রিয়া করে.
সাবস্ট্রেটের সাধারণ তাপমাত্রা: ~200–500 °সে. জমার হার পরিবর্তিত হয় (শক্তি এবং স্কেলের উপর নির্ভর করে এনএম/মিনিট থেকে এনএম/সেকেন্ড). - আর্ক বাষ্পীভবন: উচ্চ-শক্তির ক্যাথোডিক আর্ক টাইটানিয়ামকে বাষ্পীভূত করে, এবং চেম্বারে নাইট্রোজেন টিআইএন গঠন করে; ঘন আবরণ প্রদান করে কিন্তু ম্যাক্রো পার্টিকেল প্রবর্তন করতে পারে (বিন্দু) যদি ফিল্টার করা না হয়.
- PVD এর সুবিধা: অপেক্ষাকৃত কম স্তর তাপমাত্রা (অনেক টুল স্টিলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ), ঘন, অনুগত ছায়াছবি, এবং বেধ ভাল নিয়ন্ত্রণ (সাধারণ পরিসীমা 0.5–5 µm).
রাসায়নিক বাষ্প জমা (সিভিডি)
- পদ্ধতি: টাইটানিয়াম অগ্রদূত (যেমন, TiCl₄) উচ্চ তাপমাত্রায় নাইট্রোজেন/হাইড্রোজেন/অ্যামোনিয়ার সাথে বিক্রিয়া করে অংশে TiN তৈরি করে. সাবস্ট্রেটের সাধারণ তাপমাত্রা: ~700–1000 °সে.
- CVD এর সুবিধা: জটিল জ্যামিতি এবং চমৎকার আবরণ মানের জন্য চমৎকার সামঞ্জস্যপূর্ণ, কিন্তু উচ্চ প্রক্রিয়া তাপমাত্রা সাবস্ট্রেট উপকরণ সীমিত (স্টিলের মেজাজ পরিবর্তন করতে পারে).
- আজ: নিম্ন তাপমাত্রা এবং নমনীয়তার কারণে পিভিডি সরঞ্জাম এবং নির্ভুল অংশগুলির জন্য প্রাধান্য পায়; CVD ব্যবহার করা হয় যেখানে এর নির্দিষ্ট কনফরমাল সুবিধা গুরুত্বপূর্ণ এবং সাবস্ট্রেট তাপ সহ্য করতে পারে.
3. টাইটানিয়াম নাইট্রাইডের মূল ভৌত ও যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য (টিআইএন) আবরণ
টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (টিআইএন) আবরণ একটি অনন্য সমন্বয় প্রদর্শন যান্ত্রিক কঠোরতা, তাপ স্থায়িত্ব, এবং কম রাসায়নিক বিক্রিয়া, উচ্চ চাপের সংস্পর্শে থাকা উপাদানগুলির পরিষেবা জীবন এবং নির্ভরযোগ্যতা বাড়ানোর জন্য তাদের আদর্শ করে তোলে, পরা, বা তাপমাত্রা.
টিআইএন আবরণের প্রতিনিধি ভৌত এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য
| সম্পত্তি | সাধারণ পরিসীমা / মান | পরীক্ষা পদ্ধতি / স্ট্যান্ডার্ড | ইঞ্জিনিয়ারিং তাৎপর্য |
| মাইক্রোহার্ডনেস (ভিকারস, এইচভি) | 1800 - 2500 এইচভি | ASTM E384 | শক্ত স্টিলের তুলনায় ~3–4× বেশি পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে; কাটা সরঞ্জাম এবং মারা জন্য গুরুত্বপূর্ণ. |
| ইলাস্টিক মডুলাস (ই) | 400 - 600 জিপিএ | ন্যানোইন্ডনেশন / ASTM C1259 | প্লাস্টিকের বিকৃতি প্রতিরোধ করতে সক্ষম একটি অত্যন্ত কঠোর সিরামিক আবরণ নির্দেশ করে. |
| আনুগত্য শক্তি | >70 এন (স্ক্র্যাচ পরীক্ষা) | ASTM C1624 | প্রভাব অধীনে আবরণ অখণ্ডতা নিশ্চিত করে, মেশিনিং কম্পন, এবং চক্রীয় লোড. |
| ঘর্ষণ সহগ (বনাম. ইস্পাত) | 0.4 - 0.6 (আনলুব্রিকেটেড) | পিন-অন-ডিস্ক / ASTM G99 | উচ্চ-গতির যোগাযোগ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ঘর্ষণ এবং তাপ উত্পাদন হ্রাস করে. |
| তাপ পরিবাহিতা | 20 - 25 ডাব্লু/এম · কে | লেজার ফ্ল্যাশ / ASTM E1461 | দক্ষ তাপ অপচয় স্থানীয় টুল ওভারহিটিং প্রতিরোধ করে. |
| তাপ সম্প্রসারণ সহগ | 9.35 × 10⁻⁶ /K | ডাইলাটোমেট্রি / ASTM E228 | ইস্পাত সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ; তাপীয় অমিল এবং ডিলামিনেশন কমিয়ে দেয়. |
গলনাঙ্ক |
~2950°C | - | উচ্চ-তাপমাত্রা কাটা বা গঠন অপারেশন সময় চমৎকার স্থায়িত্ব. |
| সর্বোচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা (বাতাসে) | 500 - 600 ডিগ্রি সে | - | উচ্চ তাপমাত্রা পরিষেবার অধীনে কঠোরতা এবং অক্সিডেশন প্রতিরোধের বজায় রাখে. |
| ঘনত্ব | 5.2 - 5.4 জি/সেমি³ | ASTM B962 | ঘন মাইক্রোস্ট্রাকচার কঠোরতা এবং জারা প্রতিরোধে অবদান রাখে. |
| বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ক্ষমতা | 25-30 μΩ· সেমি | চার-দফা তদন্ত | আধা-পরিবাহী; মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স এবং ডিফিউশন বাধাগুলির জন্য প্রাসঙ্গিক. |
| রঙ / চেহারা | ধাতব সোনা | - | নান্দনিক এবং কার্যকরী — পরিধান বা অবনতির চাক্ষুষ সূচক. |
কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের
টিআইএন এর কঠোরতা (≈2000 HV) এর থেকে ফলাফল শক্তিশালী Ti-N সমযোজী বন্ধন, যা ঘর্ষণ উচ্চ প্রতিরোধের প্রদান, galling, এবং পৃষ্ঠের ক্লান্তি.
uncoated উচ্চ গতির ইস্পাত তুলনায় (≈700 HV), TiN আবরণ দ্বারা টুল জীবন প্রসারিত 200-500% অভিন্ন কাটিয়া অবস্থার অধীনে.
স্থিতিস্থাপকতা এবং আনুগত্য
তার সিরামিক প্রকৃতি সত্ত্বেও, টিআইএন তুলনামূলকভাবে বেশি প্রদর্শন করে ইলাস্টিক মডুলাস এবং দৃঢ়তা, এটি ক্র্যাক ছাড়াই চক্রীয় চাপ সহ্য করতে সক্ষম করে.
উন্নত PVD প্রক্রিয়া (যেমন, চাপ আয়ন কলাই) চমৎকার আনুগত্য প্রচার (>70 এন ক্রিটিক্যাল লোড), প্রভাব এবং কম্পনের অধীনে আবরণের অখণ্ডতা নিশ্চিত করা.
তাপ এবং অক্সিডেশন স্থিতিশীলতা
টিআইএন পর্যন্ত স্থিতিশীল থাকে 600অক্সিডাইজিং পরিবেশে °সে এবং পর্যন্ত 900নিষ্ক্রিয় বায়ুমণ্ডলে °সে, একটি প্রতিরক্ষামূলক TiO₂ ফিল্ম গঠন করে যা আরও জারণ ধীর করে দেয়.
এই স্থিতিশীলতা জন্য গুরুত্বপূর্ণ উচ্চ গতির কাটিয়া সরঞ্জাম এবং ইঞ্জিন উপাদান যেখানে পৃষ্ঠের তাপমাত্রা দ্রুত ওঠানামা করে.
ঘর্ষণ এবং লুব্রিসিটি
ঘর্ষণ এর মাঝারি সহগ (0.4-0.6 বনাম. ইস্পাত) ঘর্ষণীয় গরম এবং আঠালো পরিধান হ্রাস করে, কাটিং নির্ভুলতা উন্নত করা এবং শক্তি খরচ কমানো.
যখন লুব্রিকেন্ট বা মাল্টিলেয়ার সিস্টেমের সাথে পেয়ার করা হয় (যেমন, TiN/TiCN বা TiAlN), কার্যকর ঘর্ষণ সহগ নীচে নেমে যেতে পারে 0.3.
সামঞ্জস্য এবং মাত্রিক নিয়ন্ত্রণ
সঙ্গে a টুল স্টিলের কাছাকাছি নিম্ন তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ, টিআইএন আবরণ চমৎকার মাত্রিক স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে, এমনকি বারবার তাপীয় সাইকেল চালানোর সময়ও.
আবরণ এর পাতলাতা (1–5 µm) এটিকে মাত্রিক সহনশীলতা পরিবর্তন না করেই পৃষ্ঠের কার্যকারিতা বাড়াতে দেয় - নির্ভুল ছাঁচ এবং মহাকাশ অংশগুলির জন্য অপরিহার্য.
4. কেন ইঞ্জিনিয়াররা টাইটানিয়াম নাইট্রাইড ব্যবহার করেন (টিআইএন) - সুবিধা এবং ট্রেড-অফ
টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (টিআইএন) আবরণ ব্যাপকভাবে তাদের কারণে ইঞ্জিনিয়ারিং এবং উত্পাদন ব্যবহৃত হয় কঠোরতার অনন্য সমন্বয়, প্রতিরোধ পরুন, জারা স্থিতিশীলতা, এবং চাক্ষুষ আবেদন.
তবে, সমস্ত প্রকৌশলী উপকরণের মত, টিআইএন কিছু নির্দিষ্ট সীমাবদ্ধতা উপস্থাপন করে যা প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তার সাথে ভারসাম্যপূর্ণ হতে হবে, ব্যয়, এবং বিকল্প আবরণ প্রযুক্তি.
টিআইএন আবরণের প্রাথমিক সুবিধা
| সুবিধা | প্রযুক্তিগত ব্যাখ্যা | ব্যবহারিক প্রভাব / উদাহরণ |
| ব্যতিক্রমী কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের | টিআইএন এর কঠোরতা (≈2000–2500 HV) ঘর্ষণ প্রতিরোধ করে, ক্ষয়, এবং আঠালো পরিধান. | কাটিং টুল পর্যন্ত প্রদর্শনী 4× দীর্ঘ সেবা জীবন uncoated উচ্চ গতির ইস্পাত তুলনায়. |
| হ্রাস ঘর্ষণ এবং তাপ উত্পাদন | ~0.4–0.6 বনাম ঘর্ষণ সহগ. ইস্পাত টুল-ওয়ার্কপিস ঘর্ষণ হ্রাস করে. | দ্বারা মেশিনিং তাপমাত্রা হ্রাস করে 10-20%, লুব্রিকেন্ট জীবন এবং মাত্রিক নির্ভুলতা প্রসারিত. |
| জারা এবং জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা | TiN একটি প্যাসিভ TiO₂ স্তর গঠন করে যা অক্সিডেশন এবং ক্লোরাইড আক্রমণ থেকে অন্তর্নিহিত ধাতুকে রক্ষা করে. | জন্য উপযুক্ত সামুদ্রিক, মহাকাশ, এবং রাসায়নিক প্রক্রিয়াজাতকরণ উপাদান. |
| তাপীয় স্থিতিশীলতা | পর্যন্ত স্থিতিশীল 600বাতাসে °সে এবং 900নিষ্ক্রিয় পরিবেশে °সে. | ব্যবহার করতে সক্ষম করে উচ্চ গতির কাটিয়া সরঞ্জাম, টারবাইন ব্লেড, এবং ইনজেকশন ছাঁচ. |
রাসায়নিক জড়তা |
টিআইএন বেশিরভাগ অ্যাসিড প্রতিরোধী, ক্ষার, এবং গলিত ধাতু. | ইলেকট্রনিক ছাঁচে সোল্ডার আটকে যাওয়া বা মারা যাওয়া প্রতিরোধ করে. |
| নান্দনিক এবং কার্যকরী চেহারা | ধাতব সোনার রঙ সনাক্তকরণ এবং আলংকারিক আবেদন উভয়ই প্রদান করে. | ব্যবহৃত মেডিকেল ইমপ্লান্ট, ভোক্তা পণ্য, এবং স্থাপত্য হার্ডওয়্যার. |
| মাত্রিক নির্ভুলতা | 1-5 µm আবরণ বেধ অংশ জ্যামিতি পরিবর্তন করে না. | জন্য আদর্শ নির্ভুল যন্ত্র সরঞ্জাম, গেজ, এবং মহাকাশ ফাস্টেনার. |
| বিভিন্ন সাবস্ট্রেটের সাথে সামঞ্জস্য | স্টিলের সাথে ভালভাবে মেনে চলে, কার্বাইড, টাইটানিয়াম অ্যালো, এবং নিকেল-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয়. | জুড়ে নমনীয় একাধিক শিল্প, খাদ-নির্দিষ্ট আবরণ জন্য প্রয়োজন হ্রাস. |
ইঞ্জিনিয়ারিং ট্রেড-অফ এবং সীমাবদ্ধতা
| বাণিজ্য বন্ধ / সীমাবদ্ধতা | অন্তর্নিহিত কারণ | ইঞ্জিনিয়ারিং প্রশমন |
| মাঝারি ঘর্ষণ (বনাম. উন্নত আবরণ) | TiN এর ঘর্ষণ সহগ (0.4-0.6) TiAlN বা DLC এর চেয়ে বেশি (~0.2–0.3). | ব্যবহার বহু-স্তর আবরণ (যেমন, টিআইএন/টিআইসিএন) বা কঠিন লুব্রিকেন্ট. |
| সীমিত উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের | বাতাসে 600°C এর উপরে অক্সিডাইজ করা শুরু করে, TiO₂ গঠন করে. | প্রচন্ড গরমের জন্য, ব্যবহার TiAlN বা AlCrN আবরণ. |
| তুলনামূলকভাবে ভঙ্গুর | সিরামিক প্রকৃতি প্রভাব অধীনে সীমিত নমনীয়তা বাড়ে. | অপ্টিমাইজ করুন স্তর কঠোরতা এবং PVD পরামিতি; ভারী শক লোড এড়ান. |
| জটিল জমা প্রক্রিয়া | PVD এর জন্য ভ্যাকুয়াম সিস্টেম এবং সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন. | উচ্চ-মূল্যের অংশগুলির জন্য ন্যায়সঙ্গত; বিকল্প মত ইলেক্ট্রোলেস আবরণ কম দামের আইটেমগুলির জন্য. |
| অ-পরিবাহী অক্সাইড গঠন | সারফেস TiO₂ সময়ের সাথে সাথে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা কমাতে পারে. | ব্যবহার করুন অ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বা পরিবাহিতা সমালোচনামূলক হলে পৃষ্ঠকে পুনরায় পলিশ করুন. |
| সীমিত পুরুত্ব (≤5 µm) | PVD আবরণ ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায় এবং পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি পূরণ করতে পারে না. | প্রাক-পলিশ এবং সাবস্ট্রেট প্রস্তুত করুন সর্বোত্তম আনুগত্য জন্য. |
5. সাবস্ট্রেট সামঞ্জস্য, প্রাক-চিকিত্সা এবং আনুগত্য কৌশল
- সাধারণ সাবস্ট্রেট: এইচএসএস এবং কার্বাইড কাটার সরঞ্জাম, সরঞ্জাম স্টিল (এআইএসআই পি, এম সিরিজ), স্টেইনলেস স্টিল, অ্যালুমিনিয়াম (প্রক্রিয়া tweaks সঙ্গে), পরিবাহী বীজ স্তর সঙ্গে পলিমার, এবং সিরামিক (যত্ন সহকারে).
- প্রাক-চিকিৎসা: পুঙ্খানুপুঙ্খ পরিষ্কার করা, গ্রিট ব্লাস্টিং (নিয়ন্ত্রিত), এবং কখনও কখনও অক্সাইড অপসারণ করতে এবং যান্ত্রিক নোঙ্গরিংয়ের জন্য রুক্ষতা বাড়াতে আয়ন এচিং.
- ইন্টারলেয়ার / বন্ড কোট: পাতলা ধাতব interlayers (এর, সিআর, বা গ্রেডেড Ti/TiN) আনুগত্য উন্নত করতে এবং অবশিষ্ট চাপ কমাতে সাধারণত প্রয়োগ করা হয়.
- অবশিষ্ট চাপ ব্যবস্থাপনা: প্রসেস প্যারামিটার এবং বায়াসিং কৌশলগুলি ক্র্যাকিং এড়াতে সংকোচনশীল/টেনসিল স্ট্রেস কমায়.
সম্ভাব্য প্রসারণ সমস্যার কারণে PVD TiN-এর জন্য পোস্ট-অ্যানিলিং খুব কমই ব্যবহৃত হয়.
6. টাইটানিয়াম নাইট্রাইড আবরণ সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন
টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (টিআইএন) লেপগুলি বিস্তৃত শিল্পে ব্যবহার করা হয় - নির্ভুল মেশিনিং থেকে মহাকাশ এবং বায়োমেডিকাল প্রযুক্তি - তাদের ধন্যবাদ ব্যতিক্রমী কঠোরতা, জারা প্রতিরোধের, এবং উচ্চ-তাপমাত্রা স্থিতিশীলতা.
শিল্প এবং উত্পাদন অ্যাপ্লিকেশন
| আবেদন এলাকা | প্রতিনিধি উপাদান | টিআইএন আবরণের কার্যকরী উদ্দেশ্য | সাধারণ সুবিধা |
| কাটিং এবং গঠন সরঞ্জাম | ড্রিলস, শেষ মিলস, reamers, ট্যাপ, ব্লেড দেখেছি, গঠন মরে | পরিধান কমায়, ঘর্ষণ, এবং উচ্চ গতির কাটিয়া অবস্থার অধীনে প্রান্ত চিপিং | হাতিয়ার জীবন প্রসারিত 3-5× আনকোটেড এইচএসএস টুলের তুলনায় |
| ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ এবং ডাই কাস্টিং | মূল পিন, ছাঁচ, ইজেক্টর হাতা, মারা | আঠালো পরিধান এবং স্টিকিং প্রতিরোধ করে, ছাঁচ মুক্তি উন্নত করে | 30-50% ছোট চক্র সময়, কম রক্ষণাবেক্ষণ ডাউনটাইম |
| ধাতু গঠন এবং মুদ্রাঙ্কন | খোঁচা, মারা, রিং আঁকা | স্টেইনলেস স্টিল বা অ্যালুমিনিয়াম তৈরি করার সময় গলদ এবং ঘামাচি কম করে | দ্বারা বর্ধিত ডাই জীবন 2-4×, ভাল পৃষ্ঠ ফিনিস |
| স্বয়ংচালিত উপাদান | পিস্টন রিং, ভালভ, ফুয়েল ইনজেক্টর অগ্রভাগ | পরিধান কমায়, ঘর্ষণ, এবং তাপীয় ক্লান্তি | উন্নত কর্মক্ষমতা এবং উন্নত ইঞ্জিন দক্ষতা |
মহাকাশ এবং প্রতিরক্ষা |
টারবাইন ব্লেড, ফাস্টেনার, actuators | চরম অবস্থার মধ্যে উচ্চ তাপ স্থিতিশীলতা এবং জারা প্রতিরোধের | পর্যন্ত সততা বজায় রাখে 600° সে, টারবাইন হার্ডওয়্যারের জন্য গুরুত্বপূর্ণ |
| ইলেকট্রনিক্স উত্পাদন | সেমিকন্ডাক্টর টুলস, প্রসারণ বাধা, সংযোগকারী | উচ্চ-তাপমাত্রা প্রক্রিয়াকরণের সময় প্রসারণ এবং অক্সিডেশন প্রতিরোধ করে | চমৎকার পরিবাহিতা ধারণ এবং মাইক্রো-স্কেল পরিধান প্রতিরোধের |
| প্লাস্টিক এবং রাবার প্রক্রিয়াকরণ | এক্সট্রুশন মারা যায়, ক্যালেন্ডার রোলস, ছুরি কাটা | ক্রমাগত অপারেশন অধীনে মুক্তি এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধের উন্নতি | কম স্টিকিং, দীর্ঘ পৃষ্ঠ জীবন, সামঞ্জস্যপূর্ণ পণ্যের গুণমান |
চিকিত্সা এবং বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশন
টিআইএন এফডিএ-অনুমোদিত এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় মেডিকেল-গ্রেড এবং অস্ত্রোপচারের উপাদান এর কারণে জৈব সামঞ্জস্য, রাসায়নিক জড়তা, এবং অ সাইটোটক্সিক পৃষ্ঠ.
| আবেদন | উদ্দেশ্য | বেনিফিট |
| অস্ত্রোপচারের যন্ত্রপাতি | স্কাল্পেল, ফোর্সপস, অর্থোপেডিক ড্রিলস | পরিধান প্রতিরোধের এবং নির্বীজন স্থায়িত্ব প্রদান করে |
| ইমপ্লান্ট | অর্থোপেডিক ইমপ্লান্ট, ডেন্টাল abutments, কৃত্রিম জয়েন্টগুলি | জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ পৃষ্ঠ অন্তর্নিহিত ধাতু থেকে আয়ন লিচিং প্রতিরোধ করে |
| মেডিকেল রোবোটিক্স | অ্যাকচুয়েটর, জয়েন্টগুলোতে, চলমান উপাদান | সুনির্দিষ্টভাবে ঘর্ষণ কমিয়ে দেয়, পুনরাবৃত্তিমূলক গতি সিস্টেম |
আলংকারিক এবং কার্যকরী অ্যাপ্লিকেশন
শিল্প কার্যকারিতা অতিক্রম, টিআইএন এর স্বতন্ত্র সোনার রঙের ধাতব ফিনিস যেখানে নান্দনিক অ্যাপ্লিকেশনে গ্রহণ চালিত হয়েছে স্থায়িত্ব এবং চেহারা সহাবস্থান করতে হবে:
| সেক্টর | উপাদান | টিআইএন আবরণের কারণ |
| ভোক্তা পণ্য | ঘড়ি, চশমার ফ্রেম, গহনা, বিলাসবহুল কলম | স্ক্র্যাচ প্রতিরোধের সঙ্গে উচ্চ নান্দনিক আপিল |
| আর্কিটেকচার এবং হার্ডওয়্যার | দরজার হাতল, কল, ফিক্সচার | আর্দ্র পরিবেশে দীর্ঘমেয়াদী জারা এবং কলঙ্ক প্রতিরোধের |
| খেলাধুলা এবং আউটডোর সরঞ্জাম | ছুরি, আগ্নেয়াস্ত্র উপাদান | বর্ধিত পৃষ্ঠ কঠোরতা, কম ঝলক, এবং সুরক্ষা পরেন |
উদীয়মান এবং উন্নত অ্যাপ্লিকেশন
সাম্প্রতিক গবেষণা এবং প্রযুক্তিগত অগ্রগতি টিআইএন এর উপযোগিতাকে এর মধ্যে প্রসারিত করেছে মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক্স, শক্তি সিস্টেম, এবং অপটিক্স:
- মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স এবং এমইএমএস:
TiN পাতলা ছায়াছবি হিসাবে পরিবেশন বাধা স্তর এবং গেট ইলেক্ট্রোড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট এবং সেন্সর মধ্যে, চমৎকার পরিবাহিতা প্রদান এবং তামার বিস্তার প্রতিরোধ. - এনার্জি সিস্টেম:
টিআইএন আবরণ উন্নত ইলেক্ট্রোড স্থায়িত্ব মধ্যে জ্বালানী কোষ, লিথিয়াম ব্যাটারি, এবং হাইড্রোজেন উৎপাদন ব্যবস্থা, ক্ষয়কারী পরিবেশে বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা বজায় রাখা. - অপটিক্স এবং ফটোনিক্স:
টিআইএন এর সোনার মত অপটিক্যাল প্রতিফলন এবং প্লাজমোনিক আচরণ মধ্যে ব্যবহার করা হয় আলংকারিক আবরণ, ইনফ্রারেড আয়না, এবং ন্যানোফোটোনিক ডিভাইস.
7. টাইটানিয়াম নাইট্রাইড বিকল্প আবরণ সঙ্গে তুলনা
যখন টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (টিআইএন) সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত PVD আবরণ এক, প্রকৌশলী প্রায়ই যেমন বিকল্প বিবেচনা TiAlN, CrN, ডিএলসি, এবং টিআইসিএন নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করতে.
প্রতিটি আবরণ সম্পর্কিত স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য আছে কঠোরতা, তাপ স্থায়িত্ব, ঘর্ষণ, জারা প্রতিরোধের, এবং ব্যয়, চূড়ান্ত নির্বাচনকে প্রভাবিত করে.
সরাসরি তুলনা টেবিল: টিআইএন বনাম. TiAlN বনাম. CrN বনাম. DLC বনাম. টিআইসিএন
| সম্পত্তি / আবরণ | টিআইএন | TiAlN | CrN | ডিএলসি (হীরার মতো কার্বন) | টিআইসিএন |
| কঠোরতা (এইচভি) | 1800-2500 | 3200-3600 | 1500-2000 | 1500-2500 | 2500-3000 |
| সর্বোচ্চ পরিষেবা টেম্প (° সে, বায়ু) | 500-600 | 700-900 | 500-600 | 250-400 | 600–700 |
| ঘর্ষণ সহগ (বনাম. ইস্পাত) | 0.4-0.6 | 0.35–0.45 | 0.4-0.5 | 0.05-0.15 | 0.35–0.45 |
| জারা প্রতিরোধের | ভাল | মাঝারি | দুর্দান্ত | দুর্দান্ত | ভাল |
| পরিধান / গ্যালিং প্রতিরোধ | মাঝারি | উচ্চ | মাঝারি | কম ঘর্ষণ, মাঝারি পরিধান | উচ্চ |
| রঙ / চেহারা | স্বর্ণ | গাঢ় ধূসর / কালো | সিলভার-ধূসর | কালো | ধূসর-নীল |
সাধারণ পুরুত্ব (µm) |
1–5 | 1–5 | 1–4 | 1–3 | 1–5 |
| সাবস্ট্রেট সামঞ্জস্য | ইস্পাত, কার্বাইড, টাইটানিয়াম | ইস্পাত, কার্বাইড, টাইটানিয়াম | অ্যালুমিনিয়াম, ইস্পাত, | ইস্পাত, পলিমার, গ্লাস | ইস্পাত, কার্বাইড, টাইটানিয়াম |
| জমা দেওয়ার পদ্ধতি | পিভিডি (চাপ, sputtering) | পিভিডি | ক্যাথোডিক চাপ, পিভিডি | পিভিডি, সিভিডি | পিভিডি |
| ব্যয় / জটিলতা | মাঝারি | উচ্চ | মাঝারি | উচ্চ | উচ্চ |
| সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন | কাটা সরঞ্জাম, ছাঁচ, মারা, চিকিত্সা যন্ত্র | উচ্চ গতির কাটিয়া, শুকনো যন্ত্র, মহাকাশ | জারা-প্রবণ উপাদান, ছাঁচ, আলংকারিক | অতি-নিম্ন ঘর্ষণ অংশ, স্বয়ংচালিত, মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক্স | উচ্চ গতির কাটিয়া, পরিধান-সমালোচনা সরঞ্জাম |
8. উপসংহার
টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (টিআইএন) আবরণ সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত এক অবশেষ PVD পৃষ্ঠ চিকিত্সা আধুনিক প্রকৌশলে, সমন্বয় কঠোরতা, প্রতিরোধ পরুন, জারা সুরক্ষা, এবং নান্দনিক আবেদন একটি একক পাতলা স্তরে.
এটি সোনার রঙের, রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল পৃষ্ঠ উপাদান জীবন বাড়ায়, রক্ষণাবেক্ষণ হ্রাস করে,
এবং বিভিন্ন শিল্পে নির্ভরযোগ্য কর্মক্ষমতার জন্য অনুমতি দেয়, সহ ধাতব কাজ, মহাকাশ, স্বয়ংচালিত, বায়োমেডিকাল, এবং ইলেকট্রনিক্স.
FAQS
TiN কিভাবে TiAlN বা DLC আবরণের সাথে তুলনা করে?
টিআইএন হল কঠোরতা মাঝারি, প্রতিরোধ পরুন, এবং ঘর্ষণ.
TiAlN উচ্চ তাপ স্থিতিশীলতা প্রদান করে, DLC অতি-নিম্ন ঘর্ষণ অফার করে, এবং CrN জারা প্রতিরোধের উপর জোর দেয়. নির্বাচন নির্দিষ্ট উপর নির্ভর করে আবেদনের প্রয়োজনীয়তা.
টিআইএন আবরণগুলি জটিল জ্যামিতিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে??
হ্যাঁ. PVD জমা পদ্ধতি যেমন ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং এবং ক্যাথোডিক আর্ক বাষ্পীভবন ইউনিফর্ম কভারেজ চালু করার অনুমতি দিন জটিল আকার, যদিও খুব গভীর অবকাশের জন্য প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশানের প্রয়োজন হতে পারে.
কিভাবে TiN টুল জীবন উন্নত করে?
টিআইএন এর সংমিশ্রণ উচ্চ কঠোরতা, কম ঘর্ষণ, এবং তাপ স্থায়িত্ব পরিধান কমায়, আনুগত্য, এবং কাটা বা গঠনের সময় চিপিং,
সাধারণত টুল লাইফ 2-5× দ্বারা প্রসারিত করা আনকোটেড টুলের তুলনায়.
TiN ব্যবহার করার কোন সীমাবদ্ধতা আছে কি??
টিআইএন তুলনামূলকভাবে ভঙ্গুর ভারী প্রভাব অধীনে, বাতাসে 600 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে অক্সিডাইজ করে, এবং আছে মাঝারি ঘর্ষণ বিশেষ আবরণ তুলনায়.
প্রকৌশলীরা বিকল্প বিবেচনা করতে পারেন TiAlN, টিআইসিএন, বা DLC চরম অবস্থার জন্য.
