உலோகவியலில் பாஸ்பரஸ் – வரலாறு, எஃகின் மீதான தாக்கம் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு முறைகள்
வரலாற்றுச் சுருக்கம்
பாஸ்பரஸ் என்ற வேதியியல் தனிமம் 1669 ஆம் ஆண்டில் ஜெர்மானிய இரசவாதியான ஹென்னிங் பிராண்ட் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது . இரசவாதிகளின் நம்பிக்கைகளின்படி, சாதாரண உலோகங்களைத் தங்கமாக மாற்றக்கூடிய தத்துவஞானியின் கல்லை உருவாக்கும் சோதனைகளின் போது இந்தக் கண்டுபிடிப்பு நிகழ்ந்தது . சிறுநீரில் நிகழும் வேதியியல் செயல்முறைகளில் பிராண்ட் ஆர்வம் கொண்டிருந்தார், இது அவரை சிறுநீரைச் சூடுபடுத்தி மற்றும் காய்ச்சி வடிப்பதன் மூலம் பாஸ்பரஸைப் பெற வழிவகுத்தது. இதன் விளைவாக, பாஸ்பரஸ் ஒளிர்வு காரணமாக இருட்டில் ஒளிரும் ஒரு பொருளை அவர் பெற்றார் – எனவே, "ஒளியைக் கொண்டு வருபவர் " என்று பொருள்படும் கிரேக்க வார்த்தையான "phōsphoros " என்பதிலிருந்து இந்தத் தனிமத்திற்கு இப்பெயர் வந்தது.
18 மற்றும் 19 ஆம் நூற்றாண்டுகளில் உலோகவியலின் வளர்ச்சியுடன் , எஃகின் பண்புகளின் மீது பாஸ்பரஸின் விளைவு குறித்த முதல் ஆய்வுகள் தொடங்கின. எஃகில் உள்ள இரசாயனக் கலவைகளின் உள்ளடக்கம் அதன் இயந்திரவியலைக் கணிசமாகப் பாதிக்கக்கூடும் என்பது கண்டறியப்பட்டது. பிரிட்டன் மற்றும் ஜெர்மனியைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள், பாஸ்பரஸின் நன்மை மற்றும் தீமை ஆகிய இரு விளைவுகளையும் உணர்ந்து, இரும்புக் கலவைகளில் அதன் அளவைக் கட்டுப்படுத்தும் முறைகளை உருவாக்கத் தொடங்கினர்.
20 ஆம் நூற்றாண்டில், உலோகவியல் தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்பட்ட முன்னேற்றங்கள், எஃகுகளில் உள்ள பாஸ்பரஸின் அளவைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான துல்லியமான முறைகளின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தன . இது, பொருளின் பயன்பாட்டைப் பொறுத்து அதன் இருப்பை உணர்வுபூர்வமாக நிர்வகிக்க உதவியது. குறைந்த அளவிலான பாஸ்பரஸ், வளிமண்டல அரிமானத்திற்கு எதிரான எதிர்ப்பை மேம்படுத்துகிறது என்றும் , ஆனால் அதிகப்படியான பாஸ்பரஸ் , குறிப்பாகக் குறைந்த வெப்பநிலையில், எளிதில் உடையக்கூடிய தன்மைக்கு வழிவகுக்கும் என்றும் கண்டறியப்பட்டது.
தற்போது, எஃகுகளில் உள்ள பாஸ்பரஸின் அளவைக் கட்டுப்படுத்துவது உலோகவியல் செயல்முறைகளின் ஒரு முக்கிய அங்கமாக உள்ளது, மேலும் இந்தத் தனிமம் குறித்த ஆராய்ச்சி, பொருட்களின் பண்புகளின் மீது அதன் தாக்கத்தை மேலும் மேம்படுத்துவதில் கவனம் செலுத்துகிறது.
எஃகின் பண்புகளின் மீது பாஸ்பரஸின் தாக்கம்
எஃகு உலோகவியலில் பாஸ்பரஸ் இருவிதமான பங்குகளை வகிக்கிறது – சில சமயங்களில் இது ஒரு விரும்பத்தக்க சேர்க்கையாக இருக்கும் அதே வேளையில், மற்ற சமயங்களில் அதன் அதிகப்படியான இருப்பு மிகவும் விரும்பத்தகாததாகும். அதன் இருப்பு வலிமை, கடினத்தன்மை, இயந்திர வேலைப்பாடு மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு போன்ற பண்புகளைப் பாதிக்கிறது , ஆனால் அது உடையக்கூடிய தன்மையை ஏற்படுத்தி , பொருளின் நீளும் தன்மையையும் குறைக்கக்கூடும்.
எஃகில் பாஸ்பரஸின் கரைதிறன்
பாஸ்பரஸ் இரும்புக் கட்டமைப்பில் எளிதில் கரைகிறது:
- α இரும்பில் (ஃபெரைட்) – கரைதிறன் தோராயமாக 2,5%,
- γ இரும்பில் (ஆஸ்டெனைட்) – கரைதிறன் என்பது மட்டுமே 0,5%.
இதன் காரணமாக, எஃகுகளில் பாஸ்பரஸ் பெரும்பாலும் ஃபெரைட்டில் கரைந்த வடிவில் காணப்படுகிறது, இது அவற்றின் இயந்திரவியல் பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.
எஃகில் பாஸ்பரஸ் இருப்பதன் நேர்மறையான விளைவுகள்
வளிமண்டல அரிமானத்திற்கு மேம்படுத்தப்பட்ட எதிர்ப்புத்திறன் குறிப்பாக, வானிலை மாற்றங்களிலிருந்து பாதுகாப்பு தேவைப்படும் சூழல்களில் பயன்படுத்தப்படும் குறைந்த கலப்பு எஃகுகளில்.
அதிகரித்த கடினத்தன்மை மற்றும் வலிமை – பாஸ்பரஸ், குறிப்பாக குறைந்த கார்பன் கொண்ட எஃகுகளில், வலிமைப் பண்புகளை மேம்படுத்துகிறது.
மேம்பட்ட கடினத்தன்மை பாஸ்பரஸ் சேர்க்கப்பட்ட எஃகை எளிதில் கடினப்படுத்த முடியும், இது அதிக மேற்பரப்பு வலிமை தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் சாதகமாக அமைகிறது.
மேம்படுத்தப்பட்ட இயந்திரத்திறன் – எளிதில் வெட்டக்கூடிய எஃகுகளில், பாஸ்பரஸ் இயந்திர வேலைகளை எளிதாக்கி, உற்பத்தி செயல்முறைகளின் செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது.
எஃகில் அதிகப்படியான பாஸ்பரஸின் எதிர்மறை விளைவுகள்
குறைந்த வெப்பநிலையில் உடையக்கூடிய தன்மை அதிகப்படியான பாஸ்பரஸ், எஃகின் அதிர்ச்சி மற்றும் இயக்கப் பளுக்களைத் தாங்கும் திறனைக் குறைக்கிறது.
குறைக்கப்பட்ட நெகிழ்வுத்தன்மை பாஸ்பரஸ் உடையக்கூடிய தன்மையை அதிகரிக்கிறது, இது எஃகு கட்டமைப்புகளில் விரிசல்களுக்கு வழிவகுக்கும்.
இயக்கவியல் பண்புகளின் மீதான எதிர்மறை தாக்கம் அதிகப்படியான பாஸ்பரஸ் கொண்ட எஃகு, பொருள் சோர்வுக்கு ஆளாகக்கூடும், இது அதன் சேவை ஆயுளைக் குறைக்கிறது.
பல்வேறு தர எஃகுகளில் பாஸ்பரஸ் உள்ளடக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்துதல்
கட்டமைப்பு எஃகுகள் மற்றும் உயர் தரம்
கட்டுமானம், விண்வெளித் தொழில் மற்றும் துல்லியமான இயந்திரங்களில் பயன்படுத்தப்படும் எஃகுகளில், பாஸ்பரஸின் அளவு கடுமையாகக் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது . குறைந்த வெப்பநிலையில் எளிதில் உடையக்கூடிய தன்மை போன்ற பாதகமான விளைவுகளைத் தவிர்ப்பதற்காக, இந்தத் தரங்களில் பாஸ்பரஸின் அளவை 0,03%-க்கும் குறைவாகவும் , சில சமயங்களில் 0,01% -ஆகவும் குறைக்க முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.
இலவசமாக வெட்டும் எஃகு
எளிதாக இயந்திர வேலைப்பாடு செய்வதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட, எளிதில் வெட்டக்கூடிய எஃகுகளில், இயந்திர வேலைப்பாடு திறனை மேம்படுத்துவதற்காக 0,1% வரை பாஸ்பரஸ் வேண்டுமென்றே சேர்க்கப்படுகிறது . இது திருகுகள், தண்டுகள், நட்டுகள் மற்றும் புஷிங்குகள் போன்ற பாகங்களைத் துல்லியமாக இயந்திர வேலைப்பாடு செய்ய அனுமதிக்கிறது, இது பெருமளவு உற்பத்திக்கு இன்றியமையாததாகும்.
அரிப்பை எதிர்க்கும் எஃகு
சில துருப்பிடிக்காத எஃகுகளில், இயந்திர வேலைப்பாட்டுத் திறனை மேம்படுத்தவும், அரிக்கும் சூழல்களுக்கு எதிரான எதிர்ப்பை அதிகரிக்கவும் சிறிய அளவில் பாஸ்பரஸ் சேர்க்கப்பட்டிருக்கலாம். இருப்பினும், இந்த எஃகுகளில், பாஸ்பரஸின் அளவு உலோகக் கலவையின் கட்டமைப்பைப் பாதகமாகப் பாதிக்காதவாறு கடுமையாகக் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.
எஃகுகளில் பாஸ்பரஸைக் குறைப்பதற்கான முறைகள்
எஃகு உற்பத்தியின் பல்வேறு கட்டங்களில் அதில் உள்ள பாஸ்பரஸின் அளவைக் குறைக்க முடியும்:
வெடிப்பு உலை செயல்முறை பன்றி இரும்பை உருக்கும்போது, பாஸ்பரஸைப் பிணைத்து உலோகத்திலிருந்து அதை அகற்றும் சிறப்பு கசடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
முறையான சுத்திகரிப்பு கரண்டி உலைகள் மற்றும் மாற்றிகளில், தரத் தேவைகளுக்கு இணக்கமான ஒரு நிலைக்கு பாஸ்பரஸைக் குறைக்கும் வாயு நீக்கத் தொழில்நுட்பங்களும் கசடு சேர்க்கைகளும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
இரண்டாம் நிலை உலோகவியல் செயல்முறைகள் - போன்ற வெற்றிட வாயு நீக்கம் (VOD, VIM) எஃகில் உள்ள அதிகப்படியான பாஸ்பரஸை மேலும் சுத்திகரிக்க அனுமதிக்கிறது.
பாஸ்பரஸ் ஒரு முக்கிய கலப்புலோகத் தனிமம் ஆகும் . அதன் அளவு மற்றும் பொருளின் பயன்பாட்டைப் பொறுத்து, அது எஃகின் பண்புகளை மேம்படுத்தவோ அல்லது மோசமாக்கவோ கூடும்.
W குறைந்த கார்பன் மற்றும் எளிதில் வெட்டக்கூடிய எஃகுகள் போப்ராவியா அரிப்பு எதிர்ப்பு, இயந்திரத்திறன் மற்றும் மனநிலை.
W அதிக கார்பன் எஃகு i கட்டமைப்பு எஃகு அதன் அதிகப்படியான பயன்பாடு உடையக்கூடிய தன்மையை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மையைக் குறைக்கிறது.
எனவே, எஃகுகளில் உள்ள பாஸ்பரஸ் உள்ளடக்கத்தைத் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்துவது நவீன உலோகவியலின் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். பாஸ்பரஸை அகற்றுவதற்கோ அல்லது வேண்டுமென்றே சேர்ப்பதற்கோ ஆன பொருத்தமான தொழில்நுட்பங்கள் , குறிப்பிட்ட தொழில்துறைத் தேவைகளுக்கு ஏற்ப, உகந்த இயந்திரவியல் பண்புகளைக் கொண்ட பொருட்களைப் பெற வழிவகுக்கின்றன .
இரும்பு வேகீல் குரோம் நிக்கல் வனடியம் மாங்கனீசு சிலிக்கான் மாலிப்டினமும் வோல்ஃப்ராம் செம்பு டைட்டானியம் அலுமினியம் Kobalt நியோப் பாஸ்பரஸ் கந்தகம் ஆக்ஸிஜன் நைட்ரஜன்