Taighde agus Feidhmiú Táirgí Gaineamh Zirconia Nuálacha
Maidir le hábhair thionsclaíocha, d'fhéadfadh go leor daoine neamhghnácha a mheas go bhfuil an topaic leadránach, ach tá roinnt castachtaí ann i ndáiríre.siorcóin, mar shampla. San am atá thart, b’fhéidir nach mbeadh daoine den tuairim go n-úsáidfí é ach le haghaidh rudaí cosúil le sceana ceirmeacha agus fiacla bréige, rud crua agus lonrach. Ach dóibh siúd againn atá bainteach le taighde agus forbairt ábhar agus feidhmeanna tionsclaíocha, is seoid é. Tá fadhbanna suntasacha réitithe ag na táirgí gaineamh siorcóinia nuálacha atá tagtha chun cinn le blianta beaga anuas, go háirithe, agus cuireann siad ionchais iontacha úsáide ar fáil.
Is cuimhin liom a bheith i láthair ag taispeántas tionscail dhá bhliain ó shin agus comhrá a dhéanamh le hinnealtóir sinsearach a bhí ag obair in ábhair theasfhulangacha le blianta fada. Bhuail sé a leis agus dúirt sé, “A dheartháir, ní thuigfidh tú! Cuireann an tionscal leáite anois éilimh thar a bheith ard ar ábhair! Tá na teochtaí ag éirí níos airde agus níos airde, agus tá an timpeallacht ag éirí níos déine. Ní féidir le hábhair thraidisiúnta déileáil leis. Mar shampla, siorcóinia. Tá a fhios ag gach duine go bhfuil sé iontach - frithsheasmhach in aghaidh ardteochta agus cobhsaí ó thaobh ceimice de. Ach tá easpa íonachta, droch-aonfhoirmeachta cáithníní, nó éagobhsaíochta ar ghaineamh siorcóinia a tháirgtear ag baint úsáide as próisis thraidisiúnta. Tá sé thar a bheith costasach freisin, rud a fhágann go bhfuil sé deacair a úsáid. Is minic a bhíonn sé cosúil le 'tá an toil ann, níl an cumas ann.'”
Bhuail sé an ingne ar an ceann. Seo go díreach cuspóir bunaidh ár dtaighde agus forbartha nuálaí ar ghaineamh siorcóinia—nach é an aidhm atá leis na sean-dhúshláin seo a shárú?
Mar sin, cá bhfuil an nuálaíocht suite go díreach? Lig dom a mhíniú.
Ar dtús, ní mór don “chroí” athrú. Bhí fadhb ag an siorcóinia roimhe seo: bhí a struchtúr criostail éagobhsaí. Nuair a luainigh an teocht, d’fhéadfadh sé “troid” go hinmheánach, rud a chruthaigh micrea-scoilteanna. Le himeacht ama, chuaigh an fheidhmíocht in olcas. Baineann athchóirithe móra i bhfoirmliú agus i bpróiseáil lenár gcur chuige nua. Trí chobhsaitheoirí níos forbartha a thabhairt isteach, amhail itriam, in éineacht le sintéiriú ardteochta agus teicnící brúite agus aicmithe níos sofaisticiúla, tá an táirge iontach seo bainte amach againn: “siorcóinia atá cobhsaithe go páirteach.” Ar bhealach eile, tá sé cosúil le “cnámharlach cruach” a thógáil laistigh de na cáithníní siorcóinia, ag cinntiú go bhfuil siad crua nuair is gá agus insínte nuair is gá, murab ionann agus an t-ábhar sobhriste, a ndearnadh damáiste dó go héasca san am atá thart. Ina theannta sin, tá an íonacht ag méadú go seasta, agus leibhéil eisíontas á gcoinneáil ag leibhéal thar a bheith íseal.
Ar an dara dul síos, ní mór aird a thabhairt ar chuma agus ar chruth freisin. Cuireann gaineamh siorcóinia nuálach béim ar leith ar chuma—ní hamháin le haghaidh comórtais áilleachta, ach i dtéarmaí moirfeolaíocht na gcáithníní agus dáileadh méide. Ba thubaiste iad na cáithníní “garbha” a bhíodh uilleacha agus míchothroma d’fheidhmchláir bheachtais. Anois, trí phróisis sofaisticiúla cosúil le muilleoireacht scaird aeir agus aicmiú lártheifeacha, is féidir linn micreaphúdair siorcóinia beagnach sféarúla a tháirgeadh le méideanna cáithníní thar a bheith aonfhoirmeacha. Tóg dornán agus mothaíonn sé cosúil leis an bplúr is míne, ach tá a chruas thar a bheith ard. Tugann an aonfhoirmeacht seo buntáistí ollmhóra: cibé acu a úsáidtear é mar sciath nó mar scríobach, bíonn na torthaí cobhsaí agus aonfhoirmeach, gan cur i bhfeidhm míchothrom.
Níl aon úsáid le bheith ag caint go mór; ní mór forbairt a chur i bhfeidhm go praiticiúil. Na rudaí nuálacha seo.gaineamh siorcóiniatá an-éileamh orthu anois i réimsí éagsúla ard-deireadh.
Ar an gcéad dul síos, tá réitigh chruinnis ríthábhachtach, go háirithe i gcás páirteanna sár-chóimhiotail chasta ballaí tanaí cosúil le lanna innill aerárthaí agus lanna tuirbín gáis. Sroicheann teochtaí réitigh os cionn 1,000 céim Celsius, rud a chuireann éilimh thar a bheith ard ar ábhar bhlaosc an mhúnla. Cuireann barrchótaí a dhéantar leis an gaineamh siorcóinia nua seo cobhsaíocht den scoth agus comhéifeacht leathnaithe teirmeach meaitseála ar fáil. Feabhsaíonn sé seo bailchríoch dromchla na réitigh go suntasach, rud a fhágann lochtanna cosúil le piocadh suas gaineamh agus burrs beagnach dofheicthe, rud a laghdaíonn costas an chríochnaithe ina dhiaidh sin go suntasach. Deir ceardaithe a bhfuil taithí acu, “Ag baint úsáide as an gaineamh nua seo, tá an obair fíor-iontach!”
Feidhmchlár eile is ea ard-deireadhmeilt agus snasúÉilíonn gloine ár bhfón póca, lionsa ceamara, agus sliseáin leathsheoltóra éagsúla dromchlaí thar a bheith réidh; fiú an scríobadh is lú, beidh siad scríobtha. Is sreabhán snasta an-éifeachtach é micreaphúdar ocsaíd siorcóiniam nua, lena chruas ard, méid aonfhoirmeach na gcáithníní, agus airíonna ceimiceacha agus meicniúla den scoth. Rialaítear an ráta bainte go beacht, agus tá an fhriotaíocht scríobtha íosta, rud a fhágann go mbaintear dromchla fíor-réidh amach ag an leibhéal nanoscála nó fiú ag an leibhéal adamhach. Go simplí, mothaíonn scáileán do ghutháin chomh réidh sin a bhuíochas leis.
Tá bratuithe bacainn theirmeacha ann freisin. Conas is féidir le hinnill aeraspáis agus tuirbíní gáis seasamh in aghaidh teochtaí chomh dian sin? Spraeáiltear comhpháirteanna tábhachtacha le “seaicéad inslithe theirmigh.” Ceann de na príomhábhair a úsáidtear sa seaicéad seo ná criadóireacht atá bunaithe ar ocsaíd shiorcóiniam. Is é gaineamh ocsaíd shiorcóiniam nuálach, lena fhriotaíocht ardteochta agus a chobhsaíocht céime den scoth, an t-amhábhar lárnach chun na púdair brataithe den scoth seo a ullmhú, a bhfuil baint dhíreach acu le héifeachtúlacht agus saolré innill.
Ina theannta sin, is féidir é a fháil i gcriadóireacht struchtúrach le haghaidh timpeallachtaí crua, ábhair theasfhulangacha ardteicneolaíochta, agus fiú bithábhair leighis. Tá a fheidhmeanna ag leathnú.
Amach anseo, creidim go mbeidh an cosán do ghaineamh siorcóinia nuálach níos leithne fós. Leis na dul chun cinn tapa i dtionscail cosúil le fótavoltaíocht, sceallóga leathsheoltóra, agus aeraspás, ní dhéanfaidh na ceanglais feidhmíochta d’ábhair ach éirí níos déine. Gan amhras forbrófar táirgí gaineamh siorcóinia a bhfuil airíonna níos íonaí, níos míne, níos aonfhoirmí acu, agus feidhmíocht níos inrialaithe acu. B’fhéidir lá éigin, go lonróidh sé i réimsí nach féidir linn a shamhlú fiú faoi láthair.
Mar sin, ná déan beag is fiú de na gráinní beaga gainimh seo. Tá eagna ollmhór iontu agus is féidir leo cumhacht a thabhairt do thionscail mhóra. Tá luach na nuálaíochta i lánacmhainneacht ábhair a scaoileadh saor chun freastal ar riachtanais dhiana ár linne.