সিলিকন পণ্য ফেটে যাওয়ার কারণ?

সিলিকন পণ্য কেন ফাটল ধরে? চমৎকার স্থিতিস্থাপকতা, তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতার কারণে সিলিকন পণ্য চিকিৎসা, ইলেকট্রনিক্স, রান্নাঘরের সরঞ্জাম, মাতৃত্ব এবং শিশু যত্নের মতো ক্ষেত্রগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তবে, প্রকৃত ব্যবহার বা উত্পাদন প্রক্রিয়ায়, সিলিকন পণ্যের ফাটল মাঝে মাঝে দেখা যায়, যা কেবল পণ্যের কার্যকারিতাকেই প্রভাবিত করে না, বরং নিরাপত্তা ঝুঁকিও তৈরি করতে পারে। আমরা চারটি দিক থেকে সিলিকন পণ্যের ফাটলের মূল কারণগুলি গভীরভাবে বিশ্লেষণ করব: কাঁচামালের গুণমান, উত্পাদন প্রক্রিয়া, ব্যবহারের পরিবেশ এবং নকশার গঠন। এর মাধ্যমে শিল্প পেশাদার এবং ভোক্তাদের জন্য বৈজ্ঞানিক তথ্য সরবরাহ করা হবে।

১. কাঁচামালের গুণমান: নিম্নমানের রাবার উপাদানের 'জন্মগত ত্রুটি'
সিলিকন পণ্যের কার্যকারিতা সরাসরি কাঁচামালের গুণমানের উপর নির্ভর করে। যদি পুনর্ব্যবহৃত উপকরণ, ডোপড সিলিকন পাউডার বা কম বিশুদ্ধতার সিলিকা জেল ব্যবহার করা হয়, তবে পণ্যের ছিঁড়ে যাওয়ার ক্ষমতা কমে যাবে এবং সামান্য বাহ্যিক শক্তিতেই ফাটল দেখা দেবে। উদাহরণস্বরূপ, কিছু প্রস্তুতকারক খরচ কমানোর জন্য আঠাতে প্রচুর পরিমাণে সিলিকন পাউডার যোগ করে, যার ফলে যে উপাদানগুলির ছিঁড়ে যাওয়ার ক্ষমতা কম ছিল, সেগুলি আরও ভঙ্গুর হয়ে যায়। এছাড়াও, রাবার উপাদান মিশ্রিত করার সময় যদি বুদবুদ বা অমেধ্য সম্পূর্ণরূপে দূর না করা হয়, তবে পণ্যের ভিতরে স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন পয়েন্ট তৈরি হবে, যা ফাটলের 'ফিউজ' হিসেবে কাজ করবে।
গুরুত্বপূর্ণ সূচক: উচ্চ-মানের সিলিকনের ছিঁড়ে যাওয়ার ক্ষমতা ≥ 30kN/m হওয়া উচিত, প্রসার্য শক্তি ≥ 8MPa হতে হবে এবং FDA এবং LFGB-এর মতো খাদ্য গ্রেডের সার্টিফিকেশন থাকতে হবে। রাবার উপাদান বেশি দিন সংরক্ষণ করা হলে বা সিল না করা হলে, জারণের কারণে এর কার্যকারিতা হ্রাস হতে পারে, যা ফাটলের ঝুঁকি আরও বাড়িয়ে তোলে।
২. উত্পাদন প্রক্রিয়া: তাপমাত্রা এবং সময়ের মধ্যে সূক্ষ্ম ভারসাম্য
সিলিকন পণ্যের উৎপাদনে মিশ্রণ, ভালকানাইজেশন এবং ডিমোল্ডিংয়ের মতো একাধিক প্রক্রিয়া জড়িত থাকে এবং যেকোনো লিঙ্কে সামান্য বিচ্যুতি ঘটলে ফাটল ধরতে পারে:
নিয়ন্ত্রণহীন ভালকানাইজেশন প্রক্রিয়া: অতিরিক্ত ভালকানাইজেশন তাপমাত্রা বা সময় সিলিকন আণবিক শৃঙ্খলের অতিরিক্ত ক্রস-লিংকিং ঘটাতে পারে, যার ফলে পণ্য ভঙ্গুর হয়ে যায়; অন্যদিকে, অপর্যাপ্ত ভালকানাইজেশন রাবার উপাদানের অসম্পূর্ণ নিরাময় ঘটাবে এবং ডিমোল্ডিংয়ের সময় সহজে ছিঁড়ে যাবে। উদাহরণস্বরূপ, একটি পরীক্ষায় দেখা গেছে যে ভালকানাইজেশন তাপমাত্রা ১৮০ ℃ থেকে ২০০ ℃-এ বাড়ানো হলে, পণ্যের ফাটলের হার ৪০% বৃদ্ধি পায়।
ছাঁচের নকশার ত্রুটি: অযৌক্তিক ছাঁচের গঠন (যেমন গোলাকার কোণ এবং অসম প্রাচীর বেধ) সিলিকনের প্রবাহে বাধা সৃষ্টি করতে পারে, যার ফলে পাতলা অংশে স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন হয়। এছাড়াও, রুক্ষ বা ময়লাযুক্ত ছাঁচের পৃষ্ঠ ডিমোল্ডিংয়ে বাধা দিতে পারে এবং জোর করে খোসা ছাড়ানো পণ্যের ক্ষতি করতে পারে।
অনুচিত ডিমোল্ডিং অপারেশন: অতিরিক্ত ডিমোল্ডিং এজেন্ট ব্যবহার বা রুক্ষ হ্যান্ডলিং কৌশল (যেমন ধারালো সরঞ্জাম দিয়ে বাঁকানো) সরাসরি সিলিকনের পৃষ্ঠে আঁচড় ফেলতে পারে, যা মাইক্রো ফাটল তৈরি করে এবং দীর্ঘ ব্যবহারের সাথে সাথে এটি প্রসারিত হয়।
অপটিমাইজেশন দিক: সেগমেন্টেড ভালকানাইজেশন প্রক্রিয়া গ্রহণ করুন, প্রথমে কম তাপমাত্রায় প্রি-ভালকানাইজেশন এবং তারপরে উচ্চ তাপমাত্রায় আকার দিন; ঘর্ষণ কমাতে ছাঁচের পৃষ্ঠে হার্ড ক্রোমিয়াম প্লেটিং বা PTFE কোটিং স্প্রে করুন; ডিমোল্ডিংয়ের সময় সংকুচিত বায়ু সহায়তা বা সিলিকন বিশেষ ডিমোল্ডিং সরঞ্জাম ব্যবহার করুন।

৩. নকশার গঠন: স্ট্রেস বিতরণের 'অদৃশ্য ঘাতক'
ফাটল প্রতিরোধ করার জন্য পণ্য নকশা পর্যায়ে কাঠামোগত অপটিমাইজেশন গুরুত্বপূর্ণ:
অসম প্রাচীর বেধ: পুরু এবং পাতলা অংশের মধ্যে সংযোগস্থলে স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন হওয়ার সম্ভাবনা থাকে এবং মসৃণ পরিবর্তনের জন্য R-এঙ্গেল ডিজাইন (কর্নার রেডিয়াস ≥ 0.5mm) বা ধীরে ধীরে প্রাচীরের বেধ ব্যবহার করা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট ব্র্যান্ডের সিলিকন রান্নাঘরের সরঞ্জামের ক্ষেত্রে, পাত্রের হাতল এবং পাত্রের বডির মধ্যে সংযোগস্থলে প্রাচীরের বেধ ২ মিমি থেকে ৫ মিমি পর্যন্ত ধীরে ধীরে বাড়ানো হয়েছিল, যার ফলে ফাটল সম্পর্কিত অভিযোগের হার ৭৫% কমেছে।
কার্যকরী ফাঁক: স্ক্রু বা বাকেল ইনস্টল করার জন্য ডিজাইন করা খাঁজ এবং ছিদ্রগুলি কাঠামোগত শক্তি দুর্বল করবে এবং এটিকে শক্তিশালী করার জন্য অতিরিক্ত পাঁজর বা স্থানীয়ভাবে পুরু করা প্রয়োজন। একটি নির্দিষ্ট চিকিৎসা গ্রেডের সিলিকন ক্যাথেটার সংযোগস্থলে একটি ঢেউতোলা শক্তিবৃদ্ধি কাঠামো গ্রহণ করে, যা সন্নিবেশ এবং অপসারণের সময় কার্যকরভাবে স্ট্রেসকে বিতরণ করে।
ডাইনামিক বিকৃতি নকশা: যে পণ্যগুলির বারবার বাঁকানো প্রয়োজন (যেমন সিলিকন ডেটা ক্যাবল), সেইগুলির বিকৃতি প্রক্রিয়াটি উপাদান বিতরণ এবং ক্রস-সেকশনাল আকার অপটিমাইজ করার জন্য ফাইনাইট এলিমেন্ট বিশ্লেষণের মাধ্যমে সিমুলেট করতে হবে। একটি পরীক্ষায় দেখা গেছে যে ডেটা লাইনের ক্রস-সেকশন বৃত্তাকার থেকে D-আকারে পরিবর্তন করার ফলে এর বাঁকানো জীবনকাল ১০,০০০ বার থেকে বেড়ে ৫০,০০০ বার হয়েছে।

সিলিকন উপাদানের উচ্চ শক্তি এবং স্থিতিস্থাপকতার দিকে বিবর্তনের সাথে (যেমন ফ্লুরোসিলিকন এবং ফিনাইল সিলিকনের প্রয়োগ), ভবিষ্যতে ফাটলের সমস্যা আরও হ্রাস পাবে। তবে প্রযুক্তি যতই উন্নত হোক না কেন, সিলিকন পণ্যের গুণমান নিশ্চিত করতে বৈজ্ঞানিক নীতি এবং প্রক্রিয়া অনুসরণ করাই মূল নিয়ম।