धातु "टाइटेनियम" की भूमिका - समाचार

टाइटेनियम(Ti) आवर्त सारणी के आवर्त 4 के समूह 4 (टाइटेनियम उपसमूह) में एक संक्रमण धातु है, जिसका प्रतीक Ti, परमाणु क्रमांक 22 और सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 47.867 है। टाइटेनियम एक कठोर, चमकदार, चांदी जैसी सफेद धातु है जो हेक्सागोनल चरण और घन चरण में मौजूद होती है। इसका सापेक्ष घनत्व 4.506, गलनांक 1,668 डिग्री और क्वथनांक 3,287 डिग्री है। इसकी प्रतिरोधकता 42 × 10⁻⁸ Ω·m (20 डिग्री पर) है। प्रकृति में, यह मुख्य रूप से रूटाइल, पेरोव्स्काइट और इल्मेनाइट के रूप में होता है। उच्च तापमान पर मैग्नीशियम के साथ टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड को कम करके स्पंज टाइटेनियम का उत्पादन किया जाता है, और इलेक्ट्रिक आर्क विधि का उपयोग करके स्पंज को पिघलाकर टाइटेनियम सिल्लियां प्राप्त की जाती हैं।

टाइटेनियम में असाधारण गुण हैं, जिसके कारण इसका व्यापक उपयोग हुआ है। इसके मुख्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं: एयरोस्पेस, जहाज निर्माण, रसायन और पेट्रोकेमिकल उद्योग, परिवहन, रक्षा, समुद्री, बिजली उत्पादन, निर्माण, धातु विज्ञान, चिकित्सा उपकरण, खेल उपकरण, उपभोक्ता सामान और प्रकाश उद्योग।

इसकी कम ताकत के कारण शुद्ध टाइटेनियम का व्यावहारिक अनुप्रयोगों में शायद ही कभी उपयोग किया जाता है, जो इसे संरचनात्मक सामग्री के रूप में अनुपयुक्त बनाता है। इसलिए, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में टाइटेनियम मिश्र धातुओं का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है। तरल टाइटेनियम लगभग सभी धातुओं को घोल सकता है, इसलिए यह विभिन्न प्रकार की धातुओं के साथ मिश्र धातु बना सकता है; टाइटेनियम मिश्रधातु में एल्यूमीनियम प्राथमिक मिश्रधातु तत्व है। टाइटेनियम में अशुद्धियों की उपस्थिति का इसके यांत्रिक गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है; विशेष रूप से, अंतरालीय अशुद्धियाँ (ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और कार्बन) टाइटेनियम की ताकत को काफी बढ़ा सकती हैं जबकि इसकी लचीलापन को काफी कम कर सकती हैं। संरचनात्मक सामग्री के रूप में टाइटेनियम मिश्र धातुओं के उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों को उचित अशुद्धता स्तरों के सख्त नियंत्रण या मिश्र धातु तत्वों के अतिरिक्त के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं को अनुप्रयोग के आधार पर गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं, उच्च {{1} शक्ति मिश्र धातुओं, संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं (जैसे कि टाइटेनियम {{3} मोलिब्डेनम और टाइटेनियम - पैलेडियम मिश्र धातुओं), कम {{5} तापमान मिश्र धातुओं, और विशेष - उद्देश्य मिश्र धातुओं (जैसे टाइटेनियम {{7} लौह हाइड्रोजन भंडारण सामग्री और टाइटेनियम - निकल आकार मेमोरी) में वर्गीकृत किया जा सकता है। मिश्र)।

टाइटेनियम मिश्र धातु के लिए गलाने की प्रक्रिया टाइटेनियम के समान है, सिवाय इसके कि पिघले हुए टाइटेनियम में विभिन्न मिश्र धातु तत्वों को जोड़ने को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है। वर्तमान में, संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान जैसे पश्चिमी देश नई टाइटेनियम मिश्र धातु गलाने की प्रौद्योगिकियों को नियोजित कर रहे हैं, जिनमें इलेक्ट्रॉन बीम शीत चूल्हा भट्टियां और प्लाज्मा शीत चूल्हा भट्टियां शामिल हैं। शुद्ध टाइटेनियम और जीआर5 मिश्र धातुओं को गलाने के लिए इलेक्ट्रॉन बीम शीत चूल्हा भट्टियों को सफलतापूर्वक लागू किया गया है, जबकि जटिल रचनाओं के साथ टाइटेनियम मिश्र धातुओं को गलाने के लिए प्लाज्मा बीम तकनीक सबसे प्रभावी तरीका है। रूस ने शीत चूल्हा भट्टी के समान एक गलाने की तकनीक विकसित की है, जिसे "क्रस्ट {5} स्लैग {{6} उपभोज्य इलेक्ट्रोड गलाने" के रूप में जाना जाता है। इसके अलावा, हाल के वर्षों में ठंडी क्रूसिबल पिघलने की तकनीक में महत्वपूर्ण प्रगति देखी गई है। टाइटेनियम कास्टिंग की सटीक कास्टिंग के लिए केन्द्रापसारक कास्टिंग प्रक्रिया के साथ संयुक्त होने पर, वर्तमान में दूसरी पीढ़ी की ठंडी क्रूसिबल पिघलने वाली भट्टी का निर्माण किया जा रहा है। यह भट्ठी पिघलने की क्षमता को बहुत बढ़ाएगी, पिघलने का समय कम करेगी, पूरी तरह से निलंबित पिघलने में सक्षम बनाएगी और धातु की परत के गठन को खत्म करेगी।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के व्यापक उपयोग को सीमित करने वाला एक अन्य महत्वपूर्ण कारक यह है कि उनकी कम तापीय चालकता, उच्च कठोरता, लोच का कम मापांक और उच्च तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता उन्हें मशीन, फोर्जिंग और वेल्ड करना मुश्किल बनाती है। निकेल और टाइटेनियम मिश्र धातुओं से जुड़ी तकनीकी चुनौतियाँ {{1}और परिणामी उच्च लागतें {{2}उन्हें बड़े पैमाने पर उपयोग करना कठिन बना देती हैं; हालाँकि, उनके उत्कृष्ट गुणों की श्रृंखला हथियारों और सैन्य उपकरणों के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए बहुत आकर्षक है।

एयरोस्पेस क्षेत्र में टाइटेनियम मिश्र धातुओं का बढ़ता उपयोग न केवल उनके अंतर्निहित उत्कृष्ट गुणों के कारण है, बल्कि, अधिक महत्वपूर्ण बात, सटीक निर्माण प्रौद्योगिकियों में तेजी से प्रगति के कारण है। बड़े, अखंड और जटिल टाइटेनियम मिश्र धातु घटकों के लिए सटीक कास्टिंग तकनीक के उद्भव ने विमान के ढांचे और विमान इंजनों में टाइटेनियम मिश्र धातुओं के उपयोग के विस्तार के लिए नए रास्ते खोल दिए हैं। एफ-22 बड़े पैमाने पर वर्टिकल टेल रडर एक्चुएटर हाउसिंग और अन्य महत्वपूर्ण लोड-बेयरिंग क्षेत्रों में परिशुद्धता {{5}कास्ट टाइटेनियम मिश्र धातु घटकों (कुल 54) का उपयोग करता है, जो कुल संरचनात्मक वजन का लगभग 7.1% है।

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