सरमेट

एक सिरामेट एक मिश्रित सामग्री है जो सिरेमिक और धातु सामग्री से बना है।

एक सिरामेट एक सिरेमिक, जैसे उच्च तापमान प्रतिरोध और कठोरता, और धातु के उन दोनों के आकर्षक गुणों को जोड़ सकता है, जैसे प्लास्टिक विरूपण से गुजरने की क्षमता। धातु का उपयोग ऑक्साइड, boride  या [[ करबैड ]] के लिए बाइंडर के रूप में किया जाता है। आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले धातु तत्व निकल, मोलिब्डेनम और कोबाल्ट हैं। सामग्री की भौतिक संरचना के आधार पर, cermets धातु मैट्रिक्स समग्र भी हो सकते हैं, लेकिन cermets आमतौर पर मात्रा के हिसाब से 20% से कम धातु होते हैं।

प्रतिरोधों (विशेष रूप से तनाव नापने का यंत्र ),  संधारित्र  और अन्य इलेक्ट्रानिक्स घटकों के निर्माण में सरमेट्स का उपयोग किया जाता है जो उच्च तापमान का अनुभव कर सकते हैं।

आरी और अन्य टांकना  उपकरणों में उनके बेहतर पहनने और संक्षारण गुणों के कारण टंगस्टन कार्बाइड के बजाय सरमेट्स का उपयोग किया जाता है। [[टाइटेनियम नाइट्राइड]] (टीआईएन), टीआईसीएन # अन्य वाणिज्यिक वेरिएंट (टीआईसीएन), टाइटेनियम कार्बाइड (टीआईसी) और इसी तरह के टंगस्टन कार्बाइड की तरह ब्रेज़्ड किया जा सकता है अगर ठीक से तैयार किया जाए, हालांकि उन्हें पीसने के दौरान विशेष हैंडलिंग की आवश्यकता होती है।

मैक्स चरणों के सम्मिश्र, अल्युमीनियम  या टाइटेनियम मिश्र धातु के साथ टर्नरी कार्बाइड या नाइट्राइड के एक उभरते हुए वर्ग का अध्ययन 2006 से उच्च मूल्य वाली सामग्री के रूप में किया गया है, जो आमतौर पर धातुओं से जुड़े लचीलेपन और फ्रैक्चर क्रूरता के साथ-साथ कठोरता और संपीड़ित शक्ति के मामले में सिरेमिक के अनुकूल गुणों को प्रदर्शित करता है। एल्यूमीनियम-मैक्स चरण कंपोजिट सहित ऐसी सीरमेट सामग्री, ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में संभावित अनुप्रयोग हैं।

अंतरिक्ष यान के परिरक्षण के रूप में उपयोग के लिए कुछ प्रकार के cermets पर भी विचार किया जा रहा है क्योंकि वे एल्यूमीनियम और अन्य धातुओं जैसे अधिक पारंपरिक अंतरिक्ष यान सामग्री की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से micrometeoroids और कक्षीय मलबे के उच्च वेग प्रभावों का विरोध करते हैं।

इतिहास
द्वितीय विश्व युद्ध के बाद, उच्च तापमान और उच्च तनाव प्रतिरोधी सामग्री विकसित करने की आवश्यकता स्पष्ट हो गई। युद्ध के दौरान, जर्मन वैज्ञानिकों ने मिश्र धातुओं के विकल्प के रूप में ऑक्साइड बेस सिरमेट विकसित किए। उन्होंने इसके लिए नए जेट इंजनों के उच्च तापमान वर्गों के साथ-साथ उच्च तापमान टरबाइन ब्लेड के लिए उपयोग देखा। आज जेट इंजनों के ज्वलनशील हिस्से में सिरेमिक को नियमित रूप से लागू किया जाता है क्योंकि यह एक गर्मी प्रतिरोधी कक्ष प्रदान करता है। सिरेमिक टर्बाइन ब्लेड भी विकसित किए गए हैं। ये ब्लेड स्टील की तुलना में हल्के होते हैं और ब्लेड असेंबली के अधिक त्वरण की अनुमति देते हैं। संयुक्त राज्य वायु सेना ने सामग्री प्रौद्योगिकी में क्षमता देखी और अमेरिका में विभिन्न शोध कार्यक्रमों के प्रमुख प्रायोजकों में से एक बन गया। अनुसंधान करने वाले पहले विश्वविद्यालयों में से कुछ ओहियो [[रटगर्स यूनिवर्सिटी]], अर्बाना-शैंपेन में इलिनोइस विश्वविद्यालय और रटगर्स विश्वविद्यालय थे।

सेरमेट शब्द वास्तव में संयुक्त राज्य वायु सेना द्वारा गढ़ा गया था, यह विचार कि वे दो सामग्रियों, एक धातु और एक सिरेमिक का संयोजन हैं। धातुओं के बुनियादी भौतिक गुणों में लचीलापन, उच्च शक्ति और उच्च तापीय चालकता शामिल हैं। मिट्टी के पात्र में बुनियादी भौतिक गुण होते हैं जैसे उच्च गलनांक, रासायनिक स्थिरता और विशेष रूप से रिडॉक्स ।

मैग्नीशियम ऑक्साइड (MgO), बेरिलियम ऑक्साइड (BeO) और एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Al) का उपयोग करके विकसित की गई पहली सिरेमिक धातु सामग्री2O3) सिरेमिक भाग के लिए। उच्च तनाव टूटने की ताकत पर जोर लगभग 980 डिग्री सेल्सियस था। ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी अल विकसित करने वाला पहला था2O3 1200 डिग्री सेल्सियस के आसपास उच्च तनाव टूटने की ताकत के साथ आधारित सरमेट्स। लैट्रोब, पीए, यूएसए में स्थित मेटल-वर्किंग और टूल कंपनी केन्नामेटल ने पहला टाइटेनियम कार्बाइड सेरमेट विकसित किया। 2800 psi और 980 डिग्री सेल्सियस पर 100 घंटे की तनाव-से-टूटने की ताकत। जेट इंजन इस तापमान पर काम करते हैं और घटकों के लिए इन सामग्रियों का उपयोग करने पर और शोध किया गया।

इन सिरेमिक धातु सम्मिश्रों के निर्माण में गुणवत्ता नियंत्रण का मानकीकरण कठिन था। उत्पादन को छोटे बैचों में रखा जाना था और इन बैचों के भीतर गुणों में काफी भिन्नता थी। सामग्री की विफलता आम तौर पर प्रसंस्करण के दौरान आम तौर पर केंद्रक की अनदेखी खामियों का परिणाम होती है।

1950 के दशक में मौजूदा तकनीक जेट इंजनों के लिए एक सीमा तक पहुंच गई थी जहां थोड़ा और सुधार किया जा सकता था। इसके बाद, इंजन निर्माता सिरेमिक धातु इंजन विकसित करने के लिए अनिच्छुक थे। 1960 के दशक में रुचि का नवीनीकरण किया गया जब सिलिकॉन नाइट्राइड और सिलिकॉन कार्बाइड को अधिक बारीकी से देखा गया। दोनों सामग्रियों में बेहतर थर्मल शॉक प्रतिरोध, उच्च शक्ति और मध्यम तापीय चालकता है।

===सेरमेट प्रोडक्शन, बेकमैन इंस्ट्रूमेंट्स का हेलीपोट डिवीजन, 1966 ===

सिरेमिक से धातु के जोड़ और सील
सिरेमिक-टू-मेटल संयुक्त अनुप्रयोगों में पहली बार Cermets का बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया था। वैक्यूम ट्यूबों का निर्माण पहली महत्वपूर्ण प्रणालियों में से एक था, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग ऐसे मुहरों को नियोजित और विकसित कर रहा था। जर्मन वैज्ञानिकों ने माना कि बेहतर प्रदर्शन और विश्वसनीयता के साथ वैक्यूम ट्यूबों को कांच के लिए सिरेमिक को प्रतिस्थापित करके उत्पादित किया जा सकता है। उच्च तापमान पर सिरेमिक ट्यूबों को उखाड़ फेंका जा सकता है। उच्च तापमान सील के कारण, सिरेमिक ट्यूब ग्लास ट्यूबों की तुलना में उच्च तापमान का सामना करती हैं। सिरेमिक ट्यूब भी यांत्रिक रूप से मजबूत होती हैं और ग्लास ट्यूब की तुलना में थर्मल शॉक के प्रति कम संवेदनशील होती हैं। आज, cermet वैक्यूम ट्यूब कोटिंग्स सौर गर्म पानी प्रणालियों के लिए महत्वपूर्ण साबित हुई हैं।

सिरेमिक-टू-मेटल यांत्रिक मुहर  का भी उपयोग किया गया है। परंपरागत रूप से उनका उपयोग ईंधन कोशिकाओं और अन्य उपकरणों में किया जाता है जो रासायनिक, परमाणु या तापीय ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करते हैं। संक्षारक तरल-धातु वाष्प में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए टरबाइन चालित जनरेटर के विद्युत वर्गों को अलग करने के लिए सिरेमिक-टू-मेटल सील की आवश्यकता होती है।

जैव चीनी मिट्टी
बायोसिरेमिक्स बायोमेडिकल सामग्री में एक व्यापक भूमिका निभाते हैं। इन सामग्रियों के विकास और निर्माण तकनीकों की विविधता ने उन अनुप्रयोगों को व्यापक बना दिया है जिनका उपयोग मानव शरीर में किया जा सकता है। वे धातु के प्रत्यारोपण पर पतली परतों के रूप में हो सकते हैं, एक बहुलक घटक के साथ कंपोजिट, या यहां तक ​​​​कि झरझरा नेटवर्क भी हो सकते हैं। ये सामग्रियां कई कारणों से मानव शरीर के भीतर अच्छी तरह से काम करती हैं। वे निष्क्रिय हैं, और क्योंकि वे पुन: अवशोषित और सक्रिय हैं, सामग्री शरीर में अपरिवर्तित रह सकती है। वे भंग भी कर सकते हैं और सक्रिय रूप से शारीरिक प्रक्रियाओं में भाग ले सकते हैं, उदाहरण के लिए, जब हाइड्रॉक्सिलपैटाइट, रासायनिक रूप से हड्डी की संरचना के समान सामग्री, एकीकृत हो सकती है और हड्डी को बढ़ने में मदद कर सकती है। बायोसेरामिक्स के लिए उपयोग की जाने वाली सामान्य सामग्रियों में एल्यूमिना, ज़िरकोनिया, कैल्शियम फॉस्फेट, ग्लास सिरेमिक और पायरोलाइटिक कार्बन शामिल हैं।

बायोकेरामिक्स का एक महत्वपूर्ण उपयोग हिप रिप्लेसमेंट सर्जरी में है। प्रतिस्थापन हिप जोड़ों के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री आमतौर पर टाइटेनियम जैसी धातु होती थी, हिप सॉकेट आमतौर पर प्लास्टिक के साथ रेखांकित होती थी। बहु-अक्षीय गेंद कठोर धातु की गेंद थी लेकिन अंततः इसे लंबे समय तक चलने वाली सिरेमिक गेंद से बदल दिया गया। इसने कृत्रिम हिप सॉकेट के प्लास्टिक अस्तर के विरुद्ध धातु की दीवार से जुड़े खुरदुरेपन को कम किया। सिरेमिक इम्प्लांट्स के उपयोग ने हिप रिप्लेसमेंट भागों के जीवन को बढ़ाया। दंत सरमेट का उपयोग दंत चिकित्सा में भरने और कृत्रिम अंग के लिए सामग्री के रूप में भी किया जाता है।

परिवहन
ब्रेक और क्लच के लिए घर्षण सामग्री के रूप में धातु के हिस्सों के संयोजन के साथ सिरेमिक भागों का उपयोग किया गया है।

विद्युत हीटर
जूल हीटिंग में Cermets हीटिंग तत्वों के रूप में उपयोग किया जाता है। एक निर्माण तकनीक एक स्याही के रूप में तैयार की गई सीरमेट सामग्री से शुरू होती है, फिर इसे एक सब्सट्रेट पर प्रिंट करती है और इसे गर्मी से ठीक करती है। यह तकनीक हीटिंग तत्वों के जटिल आकार के निर्माण की अनुमति देती है। सरमेट ताप तत्वों के अनुप्रयोगों के उदाहरणों में थर्मोस्टैट हीटर, बोतल नसबंदी के लिए ऊष्मा स्रोत, कॉफी कैफ़े वार्मर, ओवन नियंत्रण के लिए हीटर और लेजर प्रिंटर फ्यूज़र हीटर शामिल हैं।

अन्य अनुप्रयोग
संयुक्त राज्य सेना और  ब्रिटिश सेना  ने सेरमेट के विकास में व्यापक शोध किया है। इनमें सैनिकों के लिए हल्के सिरेमिक प्रोजेक्टाइल-प्रूफ कवच और चोभम कवच का विकास शामिल है।

काटने के उपकरण (मशीनिंग) पर मशीनिंग में भी Cermets का उपयोग किया जाता है।

मछली पकड़ने की छड़ के लिए उच्च गुणवत्ता वाली लाइन गाइड में रिंग सामग्री के रूप में भी Cermets का उपयोग किया जाता है।

परमाणु कचरे के भंडारण में इसके लाभों के लिए घटिया विखंडनीय सामग्री (जैसे यूरेनियम, प्लूटोनियम) और सोडालाइट का शोध किया गया है। परमाणु रिएक्टरों के लिए ईंधन के रूप में उपयोग के लिए इसी तरह के कंपोजिट का भी शोध किया गया है और परमाणु थर्मल रॉकेट।

नैनोस्ट्रक्चर्ड सेरमेट के रूप में, इस सामग्री का उपयोग ऑप्टिकल क्षेत्र में किया जाता है, जैसे कि सौर अवशोषक / चयनात्मक सतह। कणों के आकार (~5 एनएम) के लिए धन्यवाद, धातु के कणों पर सतह के प्लास्मॉन उत्पन्न होते हैं और गर्मी संचरण को सक्षम करते हैं।

विलासिता के कारणों के लिए, कभी-कभी शुद्ध ऊनी कपड़ा- LeCoultre की डीप सी क्रोनोग्रफ़ विंटेज सेरमेट घड़ी सहित कुछ घड़ियों के लिए सरमेट केस सामग्री के रूप में पाया जाता है। इसका उपयोग (नवंबर 2019) प्रमुख गोताखोर Seiko Prospex LX Line Limited Edition घड़ी के बेज़ेल पर भी किया गया था।

यह भी देखें

 * ग्लिडकॉप
 * परमाणु ईंधन
 * परमाणु ईंधन चक्र

बाहरी संबंध

 * A Review of Fifty Years of Space Nuclear Fuel Development Programs (broken)