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टाइटेनियम के बुनियादी ज्ञान का परिचय

Dec 18, 2021 एक संदेश छोड़ें

टाइटेनियम की खोज से लेकर शुद्ध उत्पाद तैयार करने तक 100 वर्ष से अधिक का समय लगा। टाइटेनियम का वास्तव में उपयोग किया गया था, और इसका असली चेहरा 1940 के दशक के बाद समझ में आया।

 

भौगोलिक सतह पर दस किलोमीटर मोटी परत में टाइटेनियम की मात्रा छह हजारवें हिस्से तक है, जो तांबे की तुलना में 6L गुना अधिक है। लापरवाही से जमीन से मुट्ठी भर मिट्टी उठा लें, जिसमें टाइटेनियम का कुछ हजारवां हिस्सा होता है। दुनिया में 10 मिलियन टन से अधिक के भंडार वाला टाइटेनियम अयस्क दुर्लभ नहीं है। समुद्र तट पर करोड़ों टन रेत और पत्थर हैं। टाइटेनियम और ज़िरकोनियम, रेत और पत्थर से भी भारी दो खनिज, रेत और पत्थर में मिश्रित होते हैं। लाखों वर्षों तक समुद्र के पानी द्वारा दिन-रात लगातार छानने के बाद, भारी इल्मेनाइट और जिरकोन प्लेसर को एक साथ धोया जाता है, जिससे लंबे तट पर टाइटेनियम और जिरकोनियम की परतें बन जाती हैं। यह जमाव एक प्रकार की काली रेत है, जो आमतौर पर कुछ सेंटीमीटर से लेकर दसियों सेंटीमीटर तक मोटी होती है।

 

1947 में, लोगों ने कारखानों में टाइटेनियम को गलाना शुरू किया। उस वर्ष उत्पादन केवल 2 टन था। 1955 में उत्पादन बढ़कर 20000 टन हो गया। 1972 में, वार्षिक उत्पादन 200000 टन तक पहुँच गया। टाइटेनियम की कठोरता स्टील के समान है, और इसका वजन समान मात्रा के स्टील का लगभग आधा है। हालाँकि टाइटेनियम एल्युमीनियम से थोड़ा भारी होता है, लेकिन इसकी कठोरता एल्युमीनियम से दोगुनी होती है। अब, अंतरिक्ष रॉकेटों और मिसाइलों में स्टील के बजाय टाइटेनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आंकड़ों के मुताबिक, फिलहाल दुनिया में हर साल 1000 टन से ज्यादा टाइटेनियम पाउडर का इस्तेमाल अंतरिक्ष नेविगेशन में किया जाता है। यह रॉकेट के लिए भी एक अच्छा ईंधन है। इसलिए, टाइटेनियम को अंतरिक्ष धातु और अंतरिक्ष धातु के रूप में जाना जाता है।

 

टाइटेनियम में अच्छा ताप प्रतिरोध होता है और इसका गलनांक 1725 डिग्री तक होता है। कमरे के तापमान पर, टाइटेनियम विभिन्न मजबूत एसिड और क्षार समाधानों में बिना किसी नुकसान के पड़ा रह सकता है। यहां तक ​​कि सबसे क्रूर एसिड, एक्वा रेजिया, भी इसे संक्षारित नहीं कर सकता है। टाइटेनियम समुद्र के पानी से नहीं डरता। एक बार किसी ने टाइटेनियम का एक टुकड़ा समुद्र के तल में डुबा दिया। पांच साल बाद, उन्होंने इसे उठाया और देखा कि यह कई छोटे जानवरों और पनडुब्बी पौधों से चिपक गया था, लेकिन यह अभी भी जंग के बिना चमकदार था।

 

अब, लोगों ने पनडुब्बियों को बनाने के लिए टाइटेनियम का उपयोग करना शुरू कर दिया है। चूंकि टाइटेनियम बहुत मजबूत है और उच्च दबाव का सामना कर सकता है, इसलिए यह पनडुब्बी 4500 मीटर की गहराई तक गहरे समुद्र में नेविगेट कर सकती है। टाइटेनियम चुंबकीय नहीं है. टाइटेनियम से निर्मित परमाणु पनडुब्बियों को चुंबकीय खदानों के हमले की चिंता नहीं होती है। टाइटेनियम संक्षारण प्रतिरोधी है, इसलिए इसका उपयोग अक्सर रासायनिक उद्योग में किया जाता है। अतीत में, रासायनिक रिएक्टरों में गर्म नाइट्रिक एसिड वाले हिस्से स्टेनलेस स्टील से बने होते थे। स्टेनलेस स्टील भी मजबूत संक्षारक एजेंट - गर्म नाइट्रिक एसिड से डरता है। इस तरह के पार्ट्स को हर छह महीने में बदला जाना चाहिए। अब, इन भागों को बनाने के लिए टाइटेनियम का उपयोग स्टेनलेस स्टील के हिस्सों की तुलना में अधिक महंगा है, लेकिन इसका उपयोग लगातार पांच वर्षों तक किया जा सकता है, जो कहीं अधिक लागत प्रभावी है। टाइटेनियम का सबसे बड़ा नुकसान यह है कि इसे परिष्कृत करना मुश्किल है। इसका मुख्य कारण यह है कि टाइटेनियम में उच्च तापमान पर ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन और कई अन्य तत्वों के साथ संयोजन करने की मजबूत क्षमता होती है। इसलिए, गलाने या ढलाई में कोई फर्क नहीं पड़ता, लोग इन तत्वों को टाइटेनियम पर "आक्रमण" करने से रोकने के लिए सावधान रहते हैं। टाइटेनियम को गलाते समय, हवा और पानी सख्त वर्जित हैं। यहां तक ​​कि आमतौर पर धातु विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले एल्यूमिना क्रूसिबल पर भी प्रतिबंध है, क्योंकि टाइटेनियम एल्यूमिना से ऑक्सीजन ग्रहण करेगा। अब, लोग टाइटेनियम को परिष्कृत करने के लिए अक्रिय गैस हीलियम या आर्गन में प्रतिक्रिया करने के लिए मैग्नीशियम और टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड का उपयोग करते हैं।

 

लोग उच्च तापमान पर टाइटेनियम की मजबूत रासायनिक संयोजन क्षमता का लाभ उठाते हैं। इस्पात बनाते समय, पिघले हुए इस्पात में नाइट्रोजन आसानी से घुल जाती है। जब पिंड को ठंडा किया जाता है, तो पिंड में बुलबुले बनते हैं, जिससे स्टील की गुणवत्ता प्रभावित होती है। इसलिए, स्टील निर्माता पिघले हुए स्टील में धातु टाइटेनियम मिलाते हैं ताकि इसे नाइट्रोजन के साथ मिलाकर स्लैग टाइटेनियम नाइट्राइड बनाया जा सके, जो पिघले हुए स्टील की सतह पर तैरता है, ताकि पिंड अपेक्षाकृत शुद्ध हो।

 

जब कोई सुपरसोनिक विमान उड़ता है तो उसके पंखों का तापमान 500 डिग्री तक पहुंच सकता है। यदि पंख गर्मी प्रतिरोधी एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बना है, तो Baidu इसे वहन करने में सक्षम नहीं होगा। एल्यूमीनियम मिश्र धातु को बदलने के लिए एक हल्का, सख्त और उच्च तापमान प्रतिरोधी सामग्री होनी चाहिए। टाइटेनियम बी इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। टाइटेनियम शून्य से 100 डिग्री से अधिक तापमान के परीक्षण को भी झेल सकता है। इस कम तापमान पर, टाइटेनियम में भंगुरता के बिना अभी भी अच्छी कठोरता है।

 

हवा में टाइटेनियम और ज़िरकोनियम का मजबूत अवशोषण हवा को हटा सकता है और वैक्यूम का कारण बन सकता है। उदाहरण के लिए, टाइटेनियम से बना एक वैक्यूम पंप सौ मिलियन में से केवल एक को हवा पंप कर सकता है। टाइटेनियम को गलाने में जटिल चरण होते हैं। इल्मेनाइट को टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड में बदलें, और फिर इसे "स्पंज टाइटेनियम" प्राप्त करने के लिए धातु मैग्नीशियम के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए आर्गन से भरे एक सीलबंद स्टेनलेस स्टील टैंक में डालें। इस छिद्रपूर्ण "स्पंज टाइटेनियम" का सीधे उपयोग नहीं किया जा सकता है। टाइटेनियम सिल्लियों में डालने से पहले उन्हें विद्युत भट्टी में तरल में पिघलाया जाना चाहिए। लेकिन इस तरह की इलेक्ट्रिक भट्टी बनाना आसान नहीं है! इस तथ्य के अलावा कि विद्युत भट्ठी की हवा को साफ पंप किया जाना चाहिए, जो अधिक परेशानी की बात है वह यह है कि तरल टाइटेनियम युक्त कोई क्रूसिबल नहीं है, क्योंकि आम तौर पर, आग रोक भाग में ऑक्साइड होते हैं, और इसमें ऑक्सीजन तरल टाइटेनियम द्वारा दूर ले जाया जाएगा। बाद में, लोगों ने अंततः "पानी से ठंडा तांबे के क्रूसिबल" वाली एक विद्युत भट्टी का आविष्कार किया। इस विद्युत भट्टी का केवल मध्य भाग ही अत्यधिक गर्म होता है और शेष भाग ठंडा होता है। टाइटेनियम को विद्युत भट्टी में पिघलाने के बाद, यह पानी से ठंडा किए गए तांबे के क्रूसिबल की दीवार पर प्रवाहित होता है और तुरंत टाइटेनियम पिंड में जम जाता है। यह विधि कई टन टाइटेनियम ब्लॉक का उत्पादन करने में सक्षम है, लेकिन इसकी लागत की कल्पना की जा सकती है