उच्च गलनांक वाली सामग्री। सर्वाधिक दुर्दम्य धातु. धातुओं के लक्षण. सबसे अधिक दुर्दम्य धातु टंगस्टन है

जैसा कि ज्ञात है, सबसे अधिक गलने योग्य धातु पारा है, जिसे तरल और ठोस दोनों रूपों में विद्युत चालकता की पुष्टि होने के तुरंत बाद धातु के रूप में वर्गीकृत किया गया था।

फ्रांसियम सबसे अधिक घुलनशील धातुओं के खिताब के लिए "प्रतिस्पर्धा" कर सकता है, लेकिन यह एक दुर्लभ धातु है, इसके अलावा, इसकी उच्च रेडियोधर्मिता के कारण इसका अच्छी तरह से अध्ययन नहीं किया जा सकता है। हम सबसे अधिक गलने योग्य पदार्थ के बारे में जानते हैं, लेकिन कौन सी धातु सबसे अधिक दुर्दम्य है? यह टंगस्टन है.

इस धातु की खोज कैसे हुई?

दुनिया में सबसे दुर्दम्य धातु की खोज स्वीडिश वैज्ञानिक के.वी. शीले ने (1781 में) की थी। वह अयस्क को नाइट्रिक एसिड में घोलकर टंगस्टन ट्राइऑक्साइड (यह वह धातु है जिसे सबसे हल्की धातु कहा जाता है) को संश्लेषित करने में कामयाब रहे। कुछ साल बाद, सबसे शुद्ध धातु स्पेन के रसायनज्ञों - एफ. फ़र्मिन और जे. जोस डी एलुअर्ड द्वारा प्राप्त की गई, जिन्होंने इसे वोल्फ्रामाइट से अलग किया। हालाँकि, उस समय, इस खोज ने मानवता को विशेष रूप से प्रभावित नहीं किया था, और ऐसा इसलिए था क्योंकि परिणामी धातु को संसाधित करने के लिए आवश्यक प्रौद्योगिकियाँ मौजूद नहीं थीं।

टंगस्टन का उपयोग कहाँ किया जाता है?

टंगस्टन यौगिकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग इंजीनियरिंग और खनन उद्योगों में, कुओं की ड्रिलिंग के लिए किया जाता है। अपनी उच्च शक्ति और कठोरता के कारण, इस धातु का उपयोग विमान के इंजन, फिलामेंट्स, तोपखाने के गोले, उच्च गति जाइरोस्कोप रोटर्स, गोलियों आदि के हिस्सों को बनाने के लिए किया जाता है। टंगस्टन का उपयोग आर्गन-आर्क वेल्डिंग में इलेक्ट्रोड के रूप में भी सफलतापूर्वक किया जाता है। ऐसे उद्योग टंगस्टन यौगिकों - कपड़ा, पेंट और वार्निश के बिना नहीं चल सकते।

उत्पादन प्रौद्योगिकी

चूँकि "शुद्ध" टंगस्टन प्रकृति में नहीं पाया जा सकता (यह चट्टानों का एक घटक है), इस धातु को अलग करने के लिए एक प्रक्रिया आवश्यक है। इसके अलावा, वैज्ञानिक पृथ्वी की पपड़ी में इसकी सामग्री का अनुमान इस प्रकार लगाते हैं: प्रति 1000 किलोग्राम चट्टान में केवल 1.3 ग्राम टंगस्टन होता है। यह ध्यान दिया जा सकता है कि सबसे दुर्दम्य धातु एक दुर्लभ तत्व है यदि हम इसकी तुलना ज्ञात प्रकार की धातुओं से करें।

जब पृथ्वी की गहराई से अयस्क का खनन किया जाता है तो उसमें टंगस्टन की मात्रा केवल दो प्रतिशत तक होती है। इस कारण से, निकाला गया कच्चा माल प्रसंस्करण संयंत्रों में जाता है, जहां विशेष तरीकों का उपयोग करके धातु का द्रव्यमान अंश साठ प्रतिशत तक कम हो जाता है। "शुद्ध" टंगस्टन प्राप्त करते समय, प्रक्रिया को कई तकनीकी चरणों में विभाजित किया जाता है। सबसे पहले खनन किए गए कच्चे माल से शुद्ध ट्राइऑक्साइड को अलग करना है। इस प्रयोजन के लिए, थर्मल अपघटन का उपयोग किया जाता है, जब धातु का उच्चतम पिघलने बिंदु 500 से 800 डिग्री तक होता है। इस तापमान पर, अतिरिक्त तत्व पिघल जाते हैं, और पिघले हुए द्रव्यमान से टंगस्टन ऑक्साइड एकत्र हो जाता है।

इसके बाद, परिणामी यौगिक पूरी तरह से पीसने के चरण से गुजरता है, और फिर एक कमी प्रतिक्रिया होती है। ऐसा करने के लिए हाइड्रोजन मिलाया जाता है और 700 डिग्री तापमान का उपयोग किया जाता है। परिणाम शुद्ध धातु है जिसका स्वरूप चूर्ण जैसा है। इसके बाद पाउडर को संकुचित करने की प्रक्रिया आती है, जिसके लिए उच्च दबाव का उपयोग किया जाता है, और हाइड्रोजन वातावरण में सिंटरिंग की जाती है, जहां तापमान 1200-1300 डिग्री होता है।

परिणामी द्रव्यमान को एक विशेष पिघलने वाली भट्ठी में भेजा जाता है, जहां द्रव्यमान को विद्युत प्रवाह द्वारा 3000 डिग्री से अधिक तक गर्म किया जाता है। यानी टंगस्टन पिघलने के बाद तरल हो जाता है। फिर द्रव्यमान को अशुद्धियों से साफ़ किया जाता है और इसकी मोनोक्रिस्टलाइन जाली बनाई जाती है। ऐसा करने के लिए, वे ज़ोन पिघलने की विधि का उपयोग करते हैं - इसका सार यह है कि धातु का केवल एक हिस्सा एक निश्चित अवधि में पिघलाया जाता है। यह विधि अशुद्धियों के पुनर्वितरण की प्रक्रिया की अनुमति देती है, जो एक क्षेत्र में जमा होती हैं, जहां से उन्हें मिश्र धातु की समग्र संरचना से आसानी से हटाया जा सकता है। आवश्यक टंगस्टन सिल्लियों के रूप में आता है, जिसका उपयोग विभिन्न उद्योगों में आवश्यक प्रकार के उत्पादों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

टंगस्टन धातु

सबसे दुर्दम्य धातु, टंगस्टन (वुल्फ्रामियम), 1783 में प्राप्त की गई थी। स्पैनिश रसायनज्ञ डी'एलुयार्ड बंधुओं ने इसे खनिज वोल्फ्रामाइट से अलग किया और कार्बन के साथ इसे कम किया। वर्तमान में, टंगस्टन के उत्पादन के लिए कच्चे माल वोल्फ्रामाइट और स्केलाइट सांद्र - WO3 हैं। टंगस्टन पाउडर का उत्पादन विद्युत भट्टियों में 700-850 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किया जाता है। स्टील के सांचों में दबाव में दबाकर और वर्कपीस के आगे ताप उपचार द्वारा पाउडर से धातु का उत्पादन किया जाता है। अंतिम बिंदु यह है कि लगभग 3000 डिग्री सेल्सियस तक ताप विद्युत धारा प्रवाहित करने से होता है।

औद्योगिक उपयोग

टंगस्टन को लंबे समय तक औद्योगिक अनुप्रयोग नहीं मिला। केवल 19वीं शताब्दी में ही उन्होंने भिन्न प्रकृति के स्टील के गुणों पर टंगस्टन के प्रभाव का अध्ययन करना शुरू किया। बीसवीं सदी की शुरुआत में, प्रकाश बल्बों में टंगस्टन का उपयोग किया जाने लगा: इससे बना फिलामेंट 2200 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होता है। इस क्षमता में, टंगस्टन हमारे समय में अपरिहार्य है।

टंगस्टन स्टील्स का उपयोग रक्षा उद्योग में भी किया जाता है - टैंक कवच, टॉरपीडो और गोले, विमान के सबसे पतले हिस्सों आदि के उत्पादन के लिए। टंगस्टन स्टील से बना यह उपकरण सबसे तीव्र धातु प्रक्रियाओं का सामना कर सकता है।

टंगस्टन अपनी विशेष अपवर्तकता, भारीपन और कठोरता में अन्य सभी धातु भाइयों से भिन्न होता है। शुद्ध टंगस्टन 3380 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है, लेकिन केवल 5900 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है, जो सूर्य की सतह के तापमान से मेल खाता है।

एक किलोग्राम टंगस्टन से आप 3.5 किमी लंबा तार बना सकते हैं। यह लंबाई 23,000 60-वाट प्रकाश बल्बों के लिए फिलामेंट्स का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त है।

किन धातुओं को दुर्दम्य माना जाता है, इस पर अभी भी कोई सहमति नहीं है। अक्सर, जो धातुएँ लोहे के पिघलने बिंदु (1536 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर के तापमान पर पिघलती हैं, उन्हें पारंपरिक रूप से दुर्दम्य के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। सभी दुर्दम्य धातुओं में से उनके शुद्ध रूप में और मिश्र धातुओं के आधार के रूप में, टाइटेनियम, ज़िरकोनियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन और, बहुत कम हद तक, नाइओबियम, टैंटलम और वैनेडियम को प्रौद्योगिकी में व्यापक उपयोग मिला है।

हाल तक, दुर्दम्य धातुओं का उत्पादन पाउडर धातुकर्म विधियों द्वारा किया जाता था और मुख्य रूप से स्टील और कुछ मिश्र धातुओं को मिश्रधातु बनाने के लिए उपयोग किया जाता था। इस तथ्य के कारण कि विमानन और रॉकेट प्रौद्योगिकी की बढ़ती जरूरतों को पूरा करने के लिए, तेजी से गर्मी प्रतिरोधी सामग्रियों की आवश्यकता होती है, आग रोक धातुओं और उन पर आधारित मिश्र धातुओं का उपयोग तेजी से गर्मी प्रतिरोधी संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है। इस मामले में, उन पर स्वच्छता की बढ़ी हुई आवश्यकताएं हैं, क्योंकि अशुद्धियों, विशेष रूप से गैसों से दूषित दुर्दम्य धातुएं नाजुक होती हैं और दबाव और वेल्डिंग द्वारा संसाधित करना मुश्किल होता है।

टाइटेनियम और उसके मिश्र धातु

टाइटेनियम - डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी के चौथे समूह का एक तत्व - एक संक्रमण धातु है। इसका घनत्व अपेक्षाकृत कम (4.51 ग्राम/सेमी3) है। विशिष्ट शक्ति के संदर्भ में, टाइटेनियम मिश्र धातु मिश्र धातु स्टील्स और उच्च शक्ति एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से बेहतर हैं, जो उन्हें विमानन और रॉकेटरी के लिए अपरिहार्य संरचनात्मक सामग्री बनाती है। एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं का मुख्य नुकसान इसका छोटा लोचदार मापांक (देखें § 5) है, जो लोहे और इसके मिश्र धातुओं का लगभग आधा है। टाइटेनियम 1670°C पर पिघलता है, और ठोस अवस्था में इसमें दो एलोट्रोपिक संशोधन होते हैं। निम्न-तापमान α-संशोधन, जो 882°C तक विद्यमान है, में एक हेक्सागोनल क्लोज-पैक जाली है। उच्च तापमान β-संशोधन में एक शरीर-केंद्रित घन जाली होती है। टाइटेनियम को ताजे और समुद्री पानी और विभिन्न आक्रामक वातावरणों में उच्च संक्षारण प्रतिरोध की विशेषता है। इस गुण को सतह पर एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म के निर्माण द्वारा समझाया गया है, इसलिए टाइटेनियम उन वातावरणों में विशेष रूप से प्रतिरोधी है जो ऑक्साइड फिल्म को नष्ट नहीं करते हैं या इसके गठन को बढ़ावा नहीं देते हैं (पतला सल्फ्यूरिक एसिड, एक्वा रेजिया, नाइट्रिक एसिड में)।

500°C तक के तापमान पर हवा में, टाइटेनियम व्यावहारिक रूप से प्रतिरोधी है। 500°C से ऊपर, यह वायुमंडलीय गैसों (ऑक्सीजन, नाइट्रोजन) के साथ-साथ हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड और जल वाष्प के साथ सक्रिय रूप से संपर्क करता है। नाइट्रोजन और ऑक्सीजन, टाइटेनियम में महत्वपूर्ण मात्रा में घुलकर, इसके प्लास्टिक गुणों को कम कर देते हैं। 0.1 - 0.2% से अधिक सामग्री वाला कार्बन, अनाज की सीमाओं के साथ टाइटेनियम कार्बाइड के रूप में जमा होता है, जो टाइटेनियम की लचीलापन को भी काफी कम कर देता है। एक विशेष रूप से हानिकारक अशुद्धता हाइड्रोजन है, जो एक प्रतिशत के हजारवें हिस्से में मौजूद होने पर भी बहुत भंगुर हाइड्राइड की उपस्थिति का कारण बनती है और इस तरह टाइटेनियम की ठंडी भंगुरता का कारण बनती है। ये सभी अशुद्धियाँ टाइटेनियम के संक्षारण प्रतिरोध और वेल्डेबिलिटी को ख़राब करती हैं। उनकी मजबूत प्रतिक्रियाशीलता के कारण, टाइटेनियम और उसके मिश्र धातुओं को पानी से ठंडा तांबे के क्रिस्टलाइज़र में वैक्यूम आर्क इलेक्ट्रिक भट्टियों में पिघलाया जाता है।

बहुरूपी परिवर्तन के तापमान पर उनके प्रभाव से टाइटेनियम में पेश किए गए मिश्र धातु तत्वों के प्रभाव का मूल्यांकन करना उचित है। धातुओं का एक बड़ा समूह β-चरण के अस्तित्व की सीमा को बढ़ाता है और इसे कमरे के तापमान तक स्थिर बनाता है। ऐसे तत्व, जिन्हें β-स्टेबलाइज़र कहा जाता है, में संक्रमण धातु V, Cr, Mn, Mo, Nb, Fe शामिल हैं। अन्य तत्व सक्रिय β-स्टेबलाइज़र हैं, जो टाइटेनियम के α-संशोधन के अस्तित्व की सीमा का विस्तार करते हैं। इनमें A1, O, N, C शामिल हैं। तटस्थ तत्व (Sn, Zr, Hf) भी ज्ञात हैं, जो व्यावहारिक रूप से बहुरूपी परिवर्तन के तापमान को प्रभावित नहीं करते हैं।

इस प्रकार, जब कमरे के तापमान पर टाइटेनियम को एक या अधिक तत्वों के साथ मिलाया जाता है, तो α-, α+β-, या β-चरण वाली एक अलग संरचना प्राप्त की जा सकती है। ये तीन समूह हैं जिनमें सभी आधुनिक टाइटेनियम मिश्र धातुओं को विभाजित किया गया है।

लगभग सभी टाइटेनियम मिश्रधातुएँ एल्यूमीनियम के साथ मिश्रित होती हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि एल्यूमीनियम संतोषजनक लचीलापन बनाए रखते हुए α- और β-चरण दोनों को प्रभावी ढंग से मजबूत करता है, मिश्र धातुओं के गर्मी प्रतिरोध को बढ़ाता है, और हाइड्रोजन के भंगुर होने की प्रवृत्ति को कम करता है।

एक विशिष्ट गढ़ा हुआ टाइटेनियम α-मिश्र धातु BT5 डबल मिश्र धातु है जिसमें 5% Al होता है। कमरे के तापमान पर इस मिश्र धातु के यांत्रिक गुण: σ in = 750÷950 MPa, δ = 12÷25%। रेंगने के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, दोहरी टाइटेनियम-एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को तटस्थ हार्डनर्स - टिन और ज़िरकोनियम के साथ मिश्रित किया जाता है। ऐसी मिश्र धातुएँ BT5-1 हैं, जिनमें 5% Al और 2.5% Sn होता है, और मिश्र धातु BT20, जिसमें 6.5% Al, 2% Zr और मोलिब्डेनम और वैनेडियम के छोटे जोड़ (1% प्रत्येक) होते हैं। कमरे के तापमान पर, पहले मिश्र धातु में σ in = 850÷950 MPa है, दूसरे में - σ in = 950÷1000 MPa है। इस वर्ग की मिश्रधातुओं में बढ़ी हुई ऊष्मा प्रतिरोध की विशेषता होती है। वे गर्मी उपचार से कठोर नहीं होते हैं और 450 - 500°C तक के तापमान पर काम कर सकते हैं। अधिकांश α-टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग एनील्ड अवस्था में किया जाता है, एनीलिंग तापमान 700 - 850°C होता है।

सबसे अधिक संख्या में और सबसे अधिक व्यावहारिक अनुप्रयोग वाला α+β-विकृत मिश्रधातुओं का समूह है। इस समूह में एल्यूमीनियम और β-स्टेबलाइजर्स के साथ मिश्रित मिश्र धातुएं शामिल हैं। इन मिश्र धातुओं में ताकत और प्लास्टिक गुणों की अच्छी श्रृंखला होती है और ये 350 - 400 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर काम कर सकते हैं। α- और β-चरणों की सापेक्ष मात्रा को अलग-अलग करके, गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ मिश्र धातु प्राप्त की जा सकती है। इसके अलावा, α+β-मिश्र धातुएं तापीय रूप से कठोर होती हैं, जिससे उनके गुणों में महत्वपूर्ण परिवर्तन करना भी संभव हो जाता है। विशिष्ट α+β मिश्रधातुएँ BT6 (6% Al; 4% V) और BT14 (4% Al; 3% Mo; 1% V) हैं। मिश्र धातु VT14 सबसे टिकाऊ टाइटेनियम मिश्र धातुओं में से एक है। इस प्रकार, 860 - 880 डिग्री सेल्सियस से बुझाने के बाद, इस मिश्र धातु की तन्यता ताकत 950 एमपीए है, और 12 - 16 घंटे के लिए 480 - 550 डिग्री सेल्सियस पर उम्र बढ़ने के बाद यह उच्च प्लास्टिक गुणों को बनाए रखते हुए 1200 - 1300 एमपीए तक बढ़ जाती है। इन मिश्र धातुओं से बने उत्पादों का उपयोग एनील्ड और थर्मल रूप से मजबूत अवस्था में किया जाता है, वे 350 - 400 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर काम कर सकते हैं। β-मिश्र धातुओं में से, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला मिश्र धातु VT15 (3 - 4% A1; 7 - 8% Mo; 10 - 11% Cr) है, जो सख्त और उम्र बढ़ने के बाद, 1300 - 1500 MPa की तन्य शक्ति है लगभग 6% की वृद्धि के साथ। हालाँकि, सुपरसैचुरेटेड β-चरण की कम स्थिरता के कारण, यह मिश्र धातु 350°C तक के तापमान पर काम कर सकती है।

कास्ट टाइटेनियम मिश्र धातुओं की विशेषता उच्च तरलता होती है और वे सघन कास्टिंग का उत्पादन करते हैं, लेकिन गढ़ा मिश्र धातुओं की तुलना में उनमें कम ताकत और लचीलापन होता है। सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला मिश्र धातु VT5L, जिसमें 5% Al होता है, में σ = 700÷900 MPa, δ = 6÷13% होता है। मिश्र धातु का उद्देश्य आकार की कास्टिंग का उत्पादन करना है जो 400 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर लंबे समय तक काम करता है। क्रोमियम और मोलिब्डेनम (VT3-11 मिश्र धातु) के साथ VT5L मिश्र धातु की अतिरिक्त मिश्रधातु से ताकत (σ = 1050 MPa) और गर्मी प्रतिरोध (450°C तक) में वृद्धि होती है, लेकिन लचीलापन और तरलता में कमी आती है।

टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग मुख्य रूप से विमानन, रॉकेटरी, जहाज निर्माण और रासायनिक इंजीनियरिंग में किया जाता है।

ज़िरकोनियम और इसकी मिश्रधातुएँ

ज़िरकोनियम का गलनांक 1855°C है, कमरे के तापमान पर घनत्व 6.49 ग्राम/सेमी 3 है। टाइटेनियम की तरह, यह दो संशोधनों में मौजूद है। निम्न-तापमान α-संशोधन, 865°C तक स्थिर, एक हेक्सागोनल क्लोज-पैक जाली है। उच्च तापमान β-संशोधन में एक शरीर-केंद्रित घन जाली होती है।

ज़िरकोनियम एसिड और क्षार के घोल, पानी और जल वाष्प में प्रतिरोधी है; गैसों के साथ सक्रिय रूप से संपर्क करता है: 150 - 200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर ऑक्सीजन के साथ, 300 - 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में हाइड्रोजन, 450 डिग्री सेल्सियस से ऊपर नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ ऑक्साइड, नाइट्राइड, हाइड्राइड, कार्बाइड का निर्माण। इस क्षमता के लिए धन्यवाद, ज़िरकोनियम का व्यापक रूप से गेटर के रूप में उपयोग किया जाता है - एक गैस अवशोषण सामग्री। अंतरालीय अशुद्धियों के साथ शुद्ध ज़िरकोनियम का संदूषण, जो संकेतित यौगिकों के अलावा, ज़िरकोनियम में ठोस समाधान बनाता है, धातु की लचीलापन और संक्षारण प्रतिरोध में कमी की ओर जाता है। ज़िरकोनियम की उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, इसके उत्पादन और प्रसंस्करण की प्रक्रियाएँ निर्वात या सुरक्षात्मक वातावरण में की जाती हैं।

ज़िरकोनियम की एक और विशिष्ट विशेषता इसका छोटा थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस-सेक्शन और परमाणु विकिरण के लिए उच्च प्रतिरोध है। ये गुण, पानी में प्रतिरोध और 300 - 350°C तक अत्यधिक गर्म भाप के साथ मिलकर, जिरकोनियम को परमाणु जल-ठंडा रिएक्टरों की मुख्य संरचनात्मक सामग्रियों में से एक बनाते हैं। हालाँकि, शुद्ध ज़िरकोनियम में अपेक्षाकृत कम यांत्रिक गुण होते हैं: σ in = 200÷400 MPa, δ = 30÷20%, HB (70 - 90)। इसलिए, ज़िरकोनियम मिश्र धातुओं का उपयोग संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है। ज़िरकोनियम को टिन, लोहा, निकल, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, नाइओबियम के छोटे परिवर्धन (1 - 2% तक) के साथ मिलाया जाता है। ये मिश्र धातु तत्व, जिरकोनियम को मजबूत करते हुए, इसके संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाते हैं। इसके अलावा, उनके पास अपेक्षाकृत छोटा थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन है, जो परमाणु विकिरण के तहत संचालन करते समय महत्वपूर्ण है।

नाइओबियम पानी और अत्यधिक गर्म भाप में ज़िरकोनियम के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है। बाइनरी मिश्र धातु Zr-1% Nb और Zr - 2.5% Nb का व्यापक रूप से जल-ठंडा रिएक्टरों में ईंधन तत्वों (ईंधन तत्वों) के क्लैडिंग के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है, जहां ठोस ईंधन का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है। टिन की छोटी मात्रा ज़िरकोनियम के संक्षारण प्रतिरोध पर अंतरालीय अशुद्धियों, विशेष रूप से नाइट्रोजन के हानिकारक प्रभावों को दबा देती है। टिन, लोहा, क्रोमियम और निकल के साथ जटिल मिश्रधातु से और भी अधिक प्रभाव प्राप्त होता है। वर्तमान में, औद्योगिक पैमाने पर ज़िर्कलॉय-2 प्रकार की मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है (1.2 - 1.7% Sn; 0.07 - 0.2% Fe; 0.05 - 0.15% Cr; 0.03 - 0.08 % Ni), साथ ही ओज़ेनिट-0.5 मिश्र धातु, 0.5% की कुल सामग्री के साथ टिन, लोहा, नाइओबियम, निकल के साथ मिश्रित। यांत्रिक गुणों के संदर्भ में, ज़िरकालॉय-2 प्रकार के मिश्र धातु (σ in = 480÷500 MPa, δ = 30%) स्टेनलेस स्टील्स के करीब हैं, ओजेनाइट मिश्र धातु की ताकत कम है (σ in = 300 MPa, δ = 35% ).

गर्मी उपचार (शमन, तड़का, एनीलिंग) का उपयोग करके जिरकोनियम मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुणों को बदलना संभव है, लेकिन आमतौर पर तनाव को दूर करने के लिए उन्हें केवल α-क्षेत्र (800 - 850 डिग्री सेल्सियस) में एनीलिंग के अधीन किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि शमन और तड़का, एक नियम के रूप में, जिरकोनियम मिश्र धातुओं की मुख्य प्रदर्शन विशेषता में कमी का कारण बनता है - मेटास्टेबल चरणों के गठन के कारण संक्षारण प्रतिरोध।

टंगस्टन और इसकी मिश्रधातुएँ

टंगस्टन सर्वाधिक दुर्दम्य धातु है। इसका गलनांक 3400°C है। कमरे के तापमान पर टंगस्टन का घनत्व 19.3 ग्राम/मीटर 3 है, क्रिस्टल जाली शरीर-केंद्रित घन है। इस धातु का बड़ा हिस्सा मिश्रधातु स्टील्स और तथाकथित कठोर मिश्रधातुओं के उत्पादन पर खर्च किया जाता है। एक स्वतंत्र सामग्री के रूप में, टंगस्टन का उपयोग वैक्यूम और विद्युत उद्योगों में किया जाता है। इसका उपयोग गरमागरम लैंप के फिलामेंट, रेडियो लैंप के हिस्से, हीटर, वैक्यूम भट्टियों के विभिन्न हिस्सों आदि को बनाने के लिए किया जाता है। ये उत्पाद वर्कपीस पाउडर से सिंट किए गए बार के प्लास्टिक विरूपण द्वारा प्राप्त किए जाते हैं और ठंडे काम वाले राज्य में या एनीलिंग के बाद उपयोग किए जाते हैं तनाव दूर करने के लिए (1000°C, 1 घंटा)। वाणिज्यिक ग्रेड टंगस्टन का मुख्य नुकसान कमरे के तापमान पर इसकी भंगुरता है, जो अंतरालीय अशुद्धियों, मुख्य रूप से ऑक्सीजन और कार्बन के साथ संदूषण के कारण होता है। कमरे के तापमान पर ऐसी धातु की तन्य शक्ति व्यावहारिक रूप से शून्य बढ़ाव के साथ 500 - 1400 एमपीए है। तकनीकी शुद्धता का टंगस्टन 300 - 400°C से ऊपर के तापमान पर प्लास्टिक बन जाता है। इस तापमान को भंगुरता सीमा कहा जाता है। पुनर्क्रिस्टलीकृत टंगस्टन (पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान 1400 - 1500°C) और भी अधिक नाजुक है, इसकी भंगुरता सीमा 450 - 500°C है। यह अंतरालीय अशुद्धियों के अनाज की सीमाओं की ओर बढ़ने और भंगुर इंटरलेयर्स के निर्माण के कारण होता है। टंगस्टन की भंगुरता की दहलीज की गहरी सफाई करके, हड्डियों को शून्य से नीचे के तापमान तक कम किया जा सकता है।

इलेक्ट्रिक वैक्यूम उद्योग में, एचएफ ग्रेड के तकनीकी रूप से शुद्ध टंगस्टन के अलावा, ऑक्साइड एडिटिव्स के साथ विशेष ग्रेड का उपयोग किया जाता है - ए 1 2 ओ 3, सीओ 2, के 2 ओ (ग्रेड बीए)। टंगस्टन अनाज की सीमाओं के साथ स्थित इन एडिटिव्स के बारीक कण, इसके पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान को बढ़ाते हैं। इसलिए, ऐसी धातु से बने उत्पाद गर्म होने पर अपना आकार बनाए रखने में सक्षम होते हैं और ढीले नहीं पड़ते। थोरिअटेड टंगस्टन (1 - 2% ThO 2 के साथ) में उच्च गर्मी प्रतिरोध, साथ ही उच्च और स्थिर थर्मोनिक गुण होते हैं, हालांकि, मानव स्वास्थ्य (रेडियोधर्मिता) के लिए खतरे के कारण, इसे हाल ही में लैंथेनम के एडिटिव्स के साथ टंगस्टन द्वारा सफलतापूर्वक बदल दिया गया है। ऑक्साइड (L) और ऑक्साइड येट्रियम (VI)। फ़्यूज्ड टंगस्टन और इसके मिश्र धातुओं से बने उत्पादों का अब तक सीमित उपयोग हुआ है, मुख्यतः नई तकनीक में।

टंगस्टन को मिश्रित करते समय, व्यक्ति इसकी ताकत, गर्मी प्रतिरोध को बढ़ाने, नाजुकता को कम करने और विनिर्माण क्षमता में सुधार करने का प्रयास करता है। नाइओबियम (2% एनबी तक), मोलिब्डेनम (15% मो तक), रेनियम (30% आरई तक) के साथ टंगस्टन के एकल-चरण मिश्र धातु विकसित किए गए हैं। रेनियम का टंगस्टन के गुणों पर विशेष रूप से प्रभावी प्रभाव पड़ता है। 27% Re वाला मिश्रधातु कमरे के तापमान पर लचीला होता है और इसमें σ in = 1400 MPa और ढली हुई अवस्था में δ = 15% होता है। हालाँकि, रेनियम की कमी के कारण इन मिश्र धातुओं के उपयोग की संभावनाएँ सीमित हैं।

फैले हुए कार्बाइड कणों के साथ मजबूत किए गए हेटरोफ़ेज़ टंगस्टन मिश्र भी आशाजनक हैं। टैंटलम (0.2-0.4% तक) और कार्बन (0.1% तक) की छोटी मात्रा जोड़ने से ताकत और लचीलापन में वृद्धि होती है। 1600 - 1900 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर टंगस्टन मिश्र धातुएं टंगस्टन की तुलना में अधिक गर्मी प्रतिरोधी होती हैं, लेकिन इन तापमानों से ऊपर वे गर्मी प्रतिरोध में अपना लाभ खो देते हैं।

मोलिब्डेनम और इसकी मिश्रधातुएँ

मोलिब्डेनम में एक शरीर-केंद्रित घन जाली होती है। इसका गलनांक 2620°C है। मोलिब्डेनम टंगस्टन की तुलना में कम भंगुर होता है। शुद्धता के आधार पर इसकी नाजुकता की तापमान सीमा 70 - 300°C की सीमा में होती है। मोलिब्डेनम की भंगुरता अनाज की सीमाओं के पास अंतरालीय अशुद्धियों या अंतरालीय चरणों के संचय के कारण भी होती है। गर्म करने पर, मोलिब्डेनम दृढ़ता से ऑक्सीकृत हो जाता है, और 680 - 700 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर इसके ऑक्साइड उर्ध्वपातित हो जाते हैं। मोलिब्डेनम का बड़ा हिस्सा मिश्रधातु स्टील्स पर खर्च किया जाता है। एक स्वतंत्र सामग्री के रूप में, मोलिब्डेनम का उपयोग तार, छड़, टेप, बिलेट बार से बनी शीट के रूप में किया जाता है, जो पाउडर धातु विज्ञान द्वारा उत्पादित होते हैं। इस रूप में, इसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक वैक्यूम उपकरणों (एनोड, ग्रिड, सपोर्ट) में वैक्यूम भट्टियों के लिए हीटिंग तत्वों और स्क्रीन के रूप में किया जाता है। कमरे के तापमान पर विभिन्न शुद्धता के मोलिब्डेनम की तन्य शक्ति 25 - 1% की बढ़ाव के साथ 450 - 800 एमपीए है। चूंकि मोलिब्डेनम का घनत्व (10.2 ग्राम/सेमी3) टंगस्टन के घनत्व से लगभग दो गुना कम है, 1300 - 1400 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर विशिष्ट ताकत के मामले में मोलिब्डेनम टंगस्टन और इसके मिश्र धातुओं से बेहतर है।

हाल ही में, वैक्यूम आर्क या इलेक्ट्रॉन बीम रीमेल्टिंग के अधीन शुद्ध मोलिब्डेनम, साथ ही मोलिब्डेनम मिश्र धातुओं का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। मोलिब्डेनम को कुछ तत्वों के साथ मिश्रित करने से इसकी मजबूती और लचीलापन बढ़ जाता है। रेनियम का मोलिब्डेनम के साथ-साथ टंगस्टन पर विशेष रूप से प्रभावी प्रभाव पड़ता है, जो इसके साथ ठोस समाधानों की एक विस्तृत श्रृंखला बनाता है। रेनियम मोलिब्डेनम को महत्वपूर्ण रूप से मजबूत करता है, साथ ही अंतरालीय अशुद्धियों और ठंडी भंगुरता के प्रति इसकी संवेदनशीलता को कम करता है, और पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान को बढ़ाता है। मोलिब्डेनम को थोड़ी मात्रा में टाइटेनियम और ज़िरकोनियम (1% तक) के साथ मिश्रित करने से कमरे और ऊंचे तापमान पर महत्वपूर्ण मजबूती मिलती है। ये मिश्र धातु तत्व कार्बन के साथ कार्बाइड के बिखरे हुए कण बनाते हैं, जो हमेशा मोलिब्डेनम में मौजूद होता है।

नाइओबियम, टैंटलम, वैनेडियम और उनके मिश्र धातु

नाइओबियम के बारे में है. सी। जाली, का गलनांक 2470°C, घनत्व 8.57 ग्राम/सेमी 3 है। टंगस्टन और मोलिब्डेनम के विपरीत, नाइओबियम काफी महत्वपूर्ण मात्रा में ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और कार्बन को घोलने में सक्षम है। इसलिए, इसमें और इसके मिश्र धातुओं में काफी अधिक लचीलापन है, पुन: क्रिस्टलीकरण के दौरान ये भंगुर नहीं होते हैं और अच्छी वेल्डिंग करने में सक्षम हैं। टंगस्टन (15% तक) और मोलिब्डेनम (5% तक) के साथ ठोस समाधान प्रकार के नाइओबियम मिश्र धातु विकसित किए गए हैं। ज़िरकोनियम (1% तक) और कार्बन (0.1% तक) के मिश्रण के साथ मिश्र धातु भी बनाई गई है, जिसमें ज़िरकोनियम कार्बाइड की वर्षा के परिणामस्वरूप सख्तता प्राप्त होती है। मिश्रधातुओं को 900 - 1200°C पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। मिश्र धातु इस्पात के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में नाइओबियम का उपयोग किया जाता है।

टैंटलम के बारे में है. सी। एक जाली के साथ, 3996°C पर पिघलता है, इसका घनत्व 16.6 ग्राम/सेमी 3 है। इस धातु को आक्रामक वातावरण में उच्च लचीलापन और रासायनिक प्रतिरोध की विशेषता है। प्रतिरोध को घने और टिकाऊ ऑक्साइड फिल्म के निर्माण द्वारा समझाया गया है। पाउडर धातुकर्म विधियों का उपयोग करके इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर एनोड के निर्माण के लिए टैंटलम का उपयोग पाउडर के रूप में किया जाता है। इस मामले में, मुख्य महत्व ऑक्साइड फिल्म के उच्च ढांकता हुआ गुण हैं, जो विशेष रूप से झरझरा एनोड की आंतरिक सतह पर बनाई गई हैं। विद्युत वैक्यूम उपकरणों और रासायनिक उपकरणों के हिस्सों के लिए टेप, छड़ें, तार और पाइप टैंटलम से बनाए जाते हैं।

वैनेडियम का गलनांक 1900°C होता है, लगभग। सी। के. जाली, इसका घनत्व 6.1 ग्राम/सेमी 3 है। वैनेडियम की मुख्य मात्रा स्टील मिश्रधातु बनाने में उपयोग की जाती है। शुद्ध वैनेडियम और उस पर आधारित मिश्रधातुओं को अभी तक व्यापक औद्योगिक उपयोग नहीं मिला है।

कठोर मिश्रधातु

कठोर मिश्रधातु धातु सामग्री होती है जिसमें टंगस्टन कार्बाइड और थोड़ी मात्रा में कोबाल्ट (2 - 20%) होता है। कठोर मिश्र धातुओं से उत्पाद केवल पाउडर धातु विज्ञान द्वारा उत्पादित किए जाते हैं। सबसे पहले, टंगस्टन कार्बाइड और कोबाल्ट पाउडर के मिश्रण से कॉम्पैक्ट बनाए जाते हैं। फिर उन्हें 1350 - 1480°C पर सिंटर किया जाता है। लगभग 1200°C पर, पाउडर के मिश्रण में यूटेक्टिक संरचना (65 - 70% Co, 35 - 30% WC) का एक तरल दिखाई देता है। इस प्रकार, बड़ी मात्रा में तरल चरण की उपस्थिति में सिंटरिंग होती है, जब सिंटरिंग के बाद ठंडा किया जाता है, तो तरल जम जाता है और इसमें से टंगस्टन कार्बाइड निकलता है, जो बिना पिघले अनाज और कोबाल्ट से जुड़ जाता है, जो टंगस्टन कार्बाइड अनाज और के बीच परत बनाता है। कार्बाइड उत्पादों की यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है। तैयार कठोर मिश्र धातु में टंगस्टन कार्बाइड का कण आकार आमतौर पर 1 - 2 माइक्रोन होता है। कठोर मिश्र धातुओं का मुख्य उद्देश्य धातु-काटना और ड्रिलिंग उपकरण है। कठोर मिश्र धातुओं से बनी पसलियों, कटरों और ड्रिलों का उपयोग स्टील, कच्चा लोहा और अलौह मिश्र धातुओं को उन परिस्थितियों में संसाधित करने के लिए किया जा सकता है, जहां काटने वाले किनारे का ताप 1000 डिग्री सेल्सियस और इससे अधिक तक पहुंच जाता है। कार्बाइड ड्रिलिंग उपकरण (बिट्स, कटर) स्टील वाले की तुलना में कई गुना अधिक समय तक चलते हैं। कठोर मिश्र धातुओं का उपयोग धातु बनाने के लिए उपकरण बनाने के लिए भी किया जाता है - मर जाता है, मर जाता है, मर जाता है।

टंगस्टन कार्बाइड पर आधारित कठोर मिश्र धातुओं के अलावा, डबल टंगस्टन और टाइटेनियम कार्बाइड के साथ-साथ ट्रिपल टंगस्टन कार्बाइड, टाइटेनियम और टैंटलम पर आधारित कठोर मिश्र धातुएं भी हैं।

स्टील को संसाधित करते समय जटिल कार्बाइड पर आधारित कठोर मिश्र धातुओं में उच्च प्रतिरोध होता है।

टंगस्टन-कोबाल्ट कार्बाइड मिश्र धातुओं को BK2, BK6, BK15, आदि नामित किया गया है। अंतिम संख्या कोबाल्ट के प्रतिशत से मेल खाती है। टंगस्टन और टाइटेनियम कार्बाइड पर आधारित कठोर मिश्र धातुओं को T15K6, T30K4, आदि नामित किया गया है। अक्षर T के बाद की संख्या टाइटेनियम कार्बाइड सामग्री को इंगित करती है, अक्षर K के बाद की संख्या कोबाल्ट सामग्री को इंगित करती है। टर्नरी कार्बाइड पर आधारित मिश्र धातुओं के लिए, पदनाम TT7K12, आदि स्वीकार किया जाता है। TT अक्षर के बाद की संख्या टाइटेनियम और टैंटलम कार्बाइड की कुल सामग्री से मेल खाती है। कठोर मिश्र धातुओं की विशेषता झुकने की ताकत और रॉकवेल कठोरता है। झुकने की ताकत 1000 - 2000 एमपीए है, और कठोरता एचआरसी (85 - 90) है। उच्च कोबाल्ट सामग्री वाले मिश्र धातुओं में अधिक ताकत और कम कठोरता होती है।

कास्ट टंगस्टन कार्बाइड पर आधारित सरफेसिंग मिश्र धातु, तथाकथित रिलिट, संरचना और उपयोग की प्रकृति में कठोर मिश्र धातु के करीब हैं। ग्रेफाइट क्रूसिबल में पिघलाकर प्राप्त टंगस्टन कार्बाइड को 0.6 मिमी से बड़े कणों में कुचल दिया जाता है और फिर पिघलाकर खनन उपकरण की कामकाजी सतहों पर लगाया जाता है। सतह परत की संरचना में पिघले हुए स्टील बेस में अवशेष के बिना पिघले दाने होते हैं।

सामान्य परिस्थितियों में लगभग सभी धातुएँ ठोस होती हैं। लेकिन कुछ तापमानों पर वे अपने एकत्रीकरण की स्थिति को बदल सकते हैं और तरल बन सकते हैं। आइए जानें कि धातु का उच्चतम गलनांक क्या है? निम्नतम कौन सा है?

धातुओं का गलनांक

आवर्त सारणी में अधिकांश तत्व धातु हैं। वर्तमान में इनकी संख्या लगभग 96 है। इन सभी को तरल में बदलने के लिए अलग-अलग परिस्थितियों की आवश्यकता होती है।

ठोस क्रिस्टलीय पदार्थों के लिए ताप सीमा, जिसके ऊपर वे तरल हो जाते हैं, गलनांक कहलाती है। धातुओं के लिए यह कई हजार डिग्री के भीतर बदलता रहता है। उनमें से कई अपेक्षाकृत उच्च ताप पर तरल में बदल जाते हैं। यह उन्हें बर्तन, पैन और अन्य रसोई के बर्तन बनाने के लिए एक आम सामग्री बनाता है।

चांदी (962 डिग्री सेल्सियस), एल्यूमीनियम (660.32 डिग्री सेल्सियस), सोना (1064.18 डिग्री सेल्सियस), निकल (1455 डिग्री सेल्सियस), प्लैटिनम (1772 डिग्री सेल्सियस) आदि का औसत गलनांक होता है। दुर्दम्य और कम पिघलने वाली धातुओं का एक समूह भी है। पहले को तरल में बदलने के लिए 2000 डिग्री सेल्सियस से अधिक की आवश्यकता होती है, दूसरे को 500 डिग्री से कम की आवश्यकता होती है।

कम पिघलने वाली धातुओं में आमतौर पर टिन (232 डिग्री सेल्सियस), जस्ता (419 डिग्री सेल्सियस), और सीसा (327 डिग्री सेल्सियस) शामिल हैं। हालाँकि, उनमें से कुछ का तापमान इससे भी कम हो सकता है। उदाहरण के लिए, फ्रांसियम और गैलियम हाथ में पिघल जाते हैं, लेकिन सीज़ियम को केवल एक शीशी में गर्म किया जा सकता है, क्योंकि यह ऑक्सीजन से प्रज्वलित होता है।

धातुओं का न्यूनतम और उच्चतम पिघलने का तापमान तालिका में प्रस्तुत किया गया है:

टंगस्टन

टंगस्टन धातु का गलनांक सबसे अधिक होता है। इस सूचक में केवल अधातु कार्बन ही उच्च स्थान पर है। टंगस्टन एक हल्के भूरे रंग का चमकदार पदार्थ है, जो बहुत घना और भारी होता है। यह 5555°C पर उबलता है, जो सूर्य के प्रकाशमंडल के तापमान के लगभग बराबर है।

कमरे की स्थिति में, यह ऑक्सीजन के साथ कमजोर प्रतिक्रिया करता है और संक्षारण नहीं करता है। इसकी अपवर्तकता के बावजूद, यह काफी लचीला है और 1600 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने पर भी इसे बनाया जा सकता है। टंगस्टन के इन गुणों का उपयोग लैंप और पिक्चर ट्यूब में गरमागरम फिलामेंट्स और वेल्डिंग के लिए इलेक्ट्रोड के लिए किया जाता है। अधिकांश खनन धातु को उसकी ताकत और कठोरता बढ़ाने के लिए स्टील के साथ मिश्रित किया जाता है।

टंगस्टन का व्यापक रूप से सैन्य क्षेत्र और प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है। यह गोला-बारूद, कवच, इंजन और सैन्य वाहनों और विमानों के सबसे महत्वपूर्ण भागों के निर्माण के लिए अपरिहार्य है। इसका उपयोग सर्जिकल उपकरण और रेडियोधर्मी पदार्थों के भंडारण के लिए बक्से बनाने के लिए भी किया जाता है।

बुध

पारा एकमात्र ऐसी धातु है जिसका गलनांक शून्य से नीचे होता है। इसके अलावा, यह दो रासायनिक तत्वों में से एक है जिनके सरल पदार्थ, सामान्य परिस्थितियों में, तरल पदार्थ के रूप में मौजूद होते हैं। दिलचस्प बात यह है कि 356.73 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने पर धातु उबल जाती है और यह उसके पिघलने बिंदु से बहुत अधिक है।

इसका रंग चांदी-सफ़ेद और स्पष्ट चमक है। यह पहले से ही कमरे की स्थितियों में वाष्पित हो जाता है, छोटी गेंदों में संघनित हो जाता है। यह धातु बहुत विषैली होती है। यह मानव के आंतरिक अंगों में जमा हो सकता है, जिससे मस्तिष्क, प्लीहा, गुर्दे और यकृत के रोग हो सकते हैं।

पारा उन सात धातुओं में से एक है जिसके बारे में मनुष्य ने सबसे पहले सीखा। मध्य युग में इसे मुख्य रसायन तत्व माना जाता था। इसकी विषाक्तता के बावजूद, इसका उपयोग एक समय दवा में दंत भराई के हिस्से के रूप में और सिफलिस के इलाज के रूप में भी किया जाता था। अब चिकित्सा तैयारियों से पारा लगभग पूरी तरह से समाप्त हो गया है, लेकिन इसका उपयोग लैंप, स्विच और डोरबेल के निर्माण के लिए मापने के उपकरणों (बैरोमीटर, दबाव गेज) में व्यापक रूप से किया जाता है।

मिश्र

किसी विशेष धातु के गुणों को बदलने के लिए उसे अन्य पदार्थों के साथ मिश्रित किया जाता है। इस प्रकार, यह न केवल अधिक घनत्व और शक्ति प्राप्त कर सकता है, बल्कि गलनांक को कम या बढ़ा भी सकता है।

एक मिश्र धातु में दो या दो से अधिक रासायनिक तत्व हो सकते हैं, लेकिन उनमें से कम से कम एक धातु होना चाहिए। इस तरह के "मिश्रण" का उपयोग अक्सर उद्योग में किया जाता है, क्योंकि वे आवश्यक सामग्रियों के बिल्कुल गुणवत्ता वाले गुण प्राप्त करना संभव बनाते हैं।

धातुओं और मिश्र धातुओं का गलनांक पहले की शुद्धता के साथ-साथ बाद के अनुपात और संरचना पर निर्भर करता है। कम पिघलने वाली मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए, सीसा, पारा, थैलियम, टिन, कैडमियम और इंडियम का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। जिनमें पारा होता है उन्हें अमलगम कहा जाता है। 12%/47%/41% के अनुपात में सोडियम, पोटेशियम और सीज़ियम का एक यौगिक शून्य से 78 डिग्री सेल्सियस पर पहले से ही एक तरल बन जाता है, पारा और थैलियम का एक मिश्रण - शून्य से 61 डिग्री सेल्सियस पर। सबसे दुर्दम्य सामग्री 4115 डिग्री सेल्सियस के पिघलने बिंदु के साथ 1:1 अनुपात में टैंटलम और हेफ़नियम कार्बाइड का एक मिश्र धातु है।

www.syl.ru

सर्वाधिक दुर्दम्य धातु. धातुओं के लक्षण

धातु सबसे आम सामग्री है (प्लास्टिक और कांच के साथ) जिसका उपयोग प्राचीन काल से लोगों द्वारा किया जाता रहा है। फिर भी, मनुष्य धातुओं की विशेषताओं को जानता था और उसने कला, व्यंजन, घरेलू सामान और संरचनाओं के सुंदर कार्यों को बनाने के लिए उनके सभी गुणों का लाभकारी रूप से उपयोग किया।

इन पदार्थों पर विचार करते समय मुख्य विशेषताओं में से एक उनकी कठोरता और अपवर्तकता है। ये गुण ही हैं जो किसी विशेष धातु के उपयोग के क्षेत्र को निर्धारित करना संभव बनाते हैं। इसलिए, हम सभी भौतिक गुणों पर विचार करेंगे और व्यवहार्यता के मुद्दों पर विशेष ध्यान देंगे।

धातुओं के भौतिक गुण

भौतिक गुणों द्वारा धातुओं की विशेषताओं को चार मुख्य बिंदुओं के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।

1. धात्विक चमक - तांबे और सोने को छोड़कर, सभी में लगभग समान चांदी-सफेद सुंदर विशेषता चमक होती है। उनमें क्रमशः लाल और पीला रंग होता है। कैल्शियम चांदी जैसा नीला होता है।
2. भौतिक अवस्था - पारा को छोड़कर सभी सामान्य परिस्थितियों में ठोस होते हैं, जो तरल के रूप में होता है।
3. विद्युत और तापीय चालकता सभी धातुओं की विशेषता है, लेकिन इसे अलग-अलग डिग्री में व्यक्त किया जाता है।
4. लचीलापन और लचीलापन भी सभी धातुओं के लिए सामान्य पैरामीटर हैं, जो विशिष्ट प्रतिनिधि के आधार पर भिन्न हो सकते हैं।
5. गलनांक और क्वथनांक यह निर्धारित करते हैं कि कौन सी धातु दुर्दम्य है और कौन सी गलने योग्य है। यह पैरामीटर सभी तत्वों के लिए अलग-अलग है।

सभी भौतिक गुणों को धातु क्रिस्टल जाली की विशेष संरचना द्वारा समझाया गया है। इसकी स्थानिक व्यवस्था, आकार और ताकत।

कम पिघलने वाली और दुर्दम्य धातुएँ

जब प्रश्न में पदार्थों के अनुप्रयोग के क्षेत्रों की बात आती है तो यह पैरामीटर बहुत महत्वपूर्ण है। दुर्दम्य धातुएँ और मिश्र धातुएँ मशीन और जहाज निर्माण, कई महत्वपूर्ण उत्पादों को गलाने और ढलाई करने और उच्च गुणवत्ता वाले काम करने वाले उपकरण प्राप्त करने का आधार हैं। इसलिए, पिघलने और क्वथनांक का ज्ञान एक मौलिक भूमिका निभाता है।

धातुओं को ताकत के आधार पर चिह्नित करते हुए, हम उन्हें कठोर और भंगुर में विभाजित कर सकते हैं। यदि हम अपवर्तकता के बारे में बात करते हैं, तो दो मुख्य समूह हैं:

1. कम पिघलने वाली सामग्रियां वे हैं जो 1000 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर अपने एकत्रीकरण की स्थिति को बदलने में सक्षम हैं। उदाहरणों में शामिल हैं: टिन, सीसा, पारा, सोडियम, सीज़ियम, मैंगनीज, जस्ता, एल्यूमीनियम और अन्य।
2. दुर्दम्य वे होते हैं जिनका गलनांक संकेतित मान से अधिक होता है। उनमें से बहुत सारे नहीं हैं, और व्यवहार में तो और भी कम उपयोग किए जाते हैं।

1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गलनांक वाली धातुओं की एक तालिका नीचे प्रस्तुत की गई है। यह वह जगह है जहां सबसे अधिक दुर्दम्य प्रतिनिधि स्थित हैं।

धातु का नाम	गलनांक, o C	क्वथनांक, ओ सी
सोना, औ	1064.18	2856
बेरिलियम, बी.ई	1287	2471
कोबाल्ट, कंपनी	1495	2927
क्रोमियम, सीआर	1907	2671
तांबा, घन	1084,62	2562
आयरन, फ़े	1538	2861
हेफ़नियम, एचएफ	2233	4603
इरिडियम, इर	2446	4428
मैंगनीज, एम.एन	1246	2061
मोलिब्डेनम, मो	2623	4639
नाइओबियम, एन.बी	2477	4744
निकेल, नि	1455	2913
पैलेडियम, पीडी	1554,9	2963
प्लैटिनम, पं	1768.4	3825
रेनियम, रे	3186	5596
रोडियम, Rh	1964	3695
रूथेनियम, रु	2334	4150
टैंटलस, ता	3017	5458
टेक्नेटियम, टी.एस	2157	4265
थोरियम, थ	1750	4788
टाइटेनियम, टी.आई	1668	3287
वैनेडियम, वी	1910	3407
टंगस्टन, डब्ल्यू	3422	5555
ज़िरकोनियम, Zr	1855	4409

धातुओं की इस तालिका में वे सभी प्रतिनिधि शामिल हैं जिनका गलनांक 1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर है। हालाँकि, व्यवहार में, उनमें से कई का उपयोग विभिन्न कारणों से नहीं किया जाता है। उदाहरण के लिए, आर्थिक लाभ के कारण या रेडियोधर्मिता के कारण, बहुत अधिक मात्रा में नाजुकता, संक्षारक प्रभावों के प्रति संवेदनशीलता।

तालिका आँकड़ों से यह भी स्पष्ट है कि विश्व में सबसे अधिक दुर्दम्य धातु टंगस्टन है। सोने का रेट सबसे कम है. धातुओं के साथ काम करते समय कोमलता महत्वपूर्ण है। इसलिए, उपरोक्त में से कई का उपयोग तकनीकी उद्देश्यों के लिए भी नहीं किया जाता है।

सबसे अधिक दुर्दम्य धातु टंगस्टन है

आवर्त सारणी में यह क्रम संख्या 74 पर स्थित है। इसका नाम प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी स्टीफन वोल्फ्राम के नाम पर रखा गया था। सामान्य परिस्थितियों में, यह चांदी-सफेद रंग वाली एक कठोर, दुर्दम्य धातु है। एक स्पष्ट धात्विक चमक है। रासायनिक रूप से व्यावहारिक रूप से निष्क्रिय, यह अनिच्छा से प्रतिक्रिया करता है।

प्रकृति में खनिजों के रूप में पाया जाता है:

• वोल्फ्रामाइट;
• शीलशोथ;
• हबनेराइट;
• ferberite

वैज्ञानिकों ने साबित कर दिया है कि टंगस्टन सभी मौजूदा धातुओं में सबसे अधिक दुर्दम्य धातु है। हालाँकि, ऐसे सुझाव हैं कि सीबोर्गियम सैद्धांतिक रूप से इस धातु का रिकॉर्ड तोड़ने में सक्षम है। लेकिन यह बहुत ही कम जीवनकाल वाला एक रेडियोधर्मी तत्व है। इसलिए इस बात को साबित करना अभी संभव नहीं है.

एक निश्चित तापमान (1500 डिग्री सेल्सियस से अधिक) पर, टंगस्टन लचीला और लचीला हो जाता है। अत: इसके आधार पर पतले तार का उत्पादन संभव है। इस संपत्ति का उपयोग साधारण घरेलू प्रकाश बल्बों में फिलामेंट बनाने के लिए किया जाता है।

सबसे दुर्दम्य धातु के रूप में जो 3400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर तापमान का सामना कर सकती है, टंगस्टन का उपयोग प्रौद्योगिकी के निम्नलिखित क्षेत्रों में किया जाता है:

• आर्गन वेल्डिंग के लिए एक इलेक्ट्रोड के रूप में;
• एसिड-प्रतिरोधी, पहनने-प्रतिरोधी और गर्मी-प्रतिरोधी मिश्र धातु के उत्पादन के लिए;
• एक ताप तत्व के रूप में;
• वैक्यूम ट्यूबों में फिलामेंट वगैरह के रूप में।

धातु टंगस्टन के अलावा, इसके यौगिकों का व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी, विज्ञान और इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाता है। दुनिया में सबसे अधिक दुर्दम्य धातु के रूप में, यह बहुत उच्च गुणवत्ता वाली विशेषताओं के साथ यौगिक बनाती है: मजबूत, लगभग सभी प्रकार के रासायनिक प्रभावों के लिए प्रतिरोधी, गैर-संक्षारक, और कम और उच्च तापमान (टंगस्टन सल्फाइड, इसके एकल क्रिस्टल और अन्य) का सामना कर सकती है। पदार्थ जीतेंगे)।

नाइओबियम और इसकी मिश्रधातुएँ

एनबी, या नाइओबियम, सामान्य परिस्थितियों में एक चांदी-सफेद चमकदार धातु है। यह दुर्दम्य भी है, क्योंकि इसके लिए तरल अवस्था में संक्रमण का तापमान 2477 डिग्री सेल्सियस है। यह यह गुण है, साथ ही कम रासायनिक गतिविधि और अतिचालकता का संयोजन है, जो नाइओबियम को मानव अभ्यास में अधिक से अधिक लोकप्रिय होने की अनुमति देता है। प्रत्येक वर्ष। आज इस धातु का उपयोग उद्योगों में किया जाता है जैसे:

• रॉकेट विज्ञान;
• विमानन और अंतरिक्ष उद्योग;
• परमाणु शक्ति;
• रासायनिक उपकरण इंजीनियरिंग;
• रेडियो इंजीनियरिंग.

यह धातु बहुत कम तापमान पर भी अपने भौतिक गुणों को बरकरार रखती है। इस पर आधारित उत्पादों को संक्षारण प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध, ताकत और उत्कृष्ट चालकता की विशेषता है।

रासायनिक प्रतिरोध में सुधार के लिए इस धातु को एल्यूमीनियम सामग्री में जोड़ा जाता है। इससे कैथोड और एनोड बनाए जाते हैं और अलौह मिश्रधातुएं इसमें मिश्रित की जाती हैं। यहां तक ​​कि कुछ देशों में सिक्के भी नाइओबियम सामग्री से बनाए जाते हैं।

टैंटलम

धातु, अपने मुक्त रूप में और सामान्य परिस्थितियों में, एक ऑक्साइड फिल्म से ढकी होती है। इसमें भौतिक गुणों का एक समूह है जो इसे मनुष्यों के लिए व्यापक और बहुत महत्वपूर्ण बनाता है। इसकी मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:

1. 1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर यह सुपरकंडक्टर बन जाता है।
2. टंगस्टन और रेनियम के बाद यह सबसे अधिक दुर्दम्य धातु है। गलनांक 3017 o C है।
3. गैसों को पूरी तरह से अवशोषित करता है।
4. इसके साथ काम करना आसान है क्योंकि इसे बिना किसी कठिनाई के शीट, पन्नी और तार में लपेटा जा सकता है।
5. इसमें अच्छी कठोरता है और यह भंगुर नहीं है, लचीलापन बरकरार रखता है।
6. रासायनिक एजेंटों के प्रति बहुत प्रतिरोधी (एक्वा रेजिया में भी नहीं घुलता)।

इन विशेषताओं के लिए धन्यवाद, यह कई गर्मी प्रतिरोधी और एसिड प्रतिरोधी, जंग-रोधी मिश्र धातुओं के आधार के रूप में लोकप्रियता हासिल करने में कामयाब रहा है। इसके असंख्य यौगिकों का उपयोग परमाणु भौतिकी, इलेक्ट्रॉनिक्स और कम्प्यूटेशनल उपकरणों में किया जाता है। सुपरकंडक्टर के रूप में उपयोग किया जाता है। पहले, टैंटलम का उपयोग गरमागरम लैंप में एक तत्व के रूप में किया जाता था। अब इसकी जगह टंगस्टन ने ले ली है.

क्रोम और उसके मिश्र

सबसे कठोर धातुओं में से एक, प्राकृतिक रूप से नीला-सफ़ेद रंग। इसका गलनांक अब तक माने गए तत्वों की तुलना में कम है और इसकी मात्रा 1907 डिग्री सेल्सियस है। हालांकि, यह अभी भी हर जगह प्रौद्योगिकी और उद्योग में उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह खुद को यांत्रिक प्रभावों के लिए अच्छी तरह से उधार देता है, संसाधित और ढाला जाता है।

क्रोमियम एक कोटिंग के रूप में विशेष रूप से मूल्यवान है। इसे उत्पादों पर सुंदर चमक देने, संक्षारण से बचाने और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए लगाया जाता है। इस प्रक्रिया को क्रोम प्लेटिंग कहा जाता है।

क्रोमियम मिश्र धातुएँ बहुत लोकप्रिय हैं। आखिरकार, मिश्र धातु में इस धातु की थोड़ी सी मात्रा भी बाद की कठोरता और प्रभावों के प्रतिरोध को काफी बढ़ा देती है।

zirconium

सबसे महंगी धातुओं में से एक, इसलिए तकनीकी उद्देश्यों के लिए इसका उपयोग मुश्किल है। हालाँकि, इसकी भौतिक विशेषताएँ इसे कई अन्य उद्योगों में अपरिहार्य बनाती हैं।

सामान्य परिस्थितियों में यह एक सुंदर चांदी-सफेद धातु है। इसका गलनांक काफी उच्च है - 1855 o C. इसमें अच्छी कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध है, क्योंकि यह रासायनिक रूप से सक्रिय नहीं है। इसमें मानव त्वचा और संपूर्ण शरीर के साथ उत्कृष्ट जैविक अनुकूलता भी है। यह इसे चिकित्सा उपयोग (उपकरण, कृत्रिम अंग, आदि) के लिए एक मूल्यवान धातु बनाता है।

ज़िरकोनियम और मिश्रधातु सहित इसके यौगिकों के अनुप्रयोग के मुख्य क्षेत्र इस प्रकार हैं:

• परमाणु ऊर्जा;
• आतिशबाज़ी बनाने की विद्या;
• धातु मिश्रधातु;
• दवा;
• बायोवेयर का उत्पादन;
• निर्माण सामग्री;
• एक सुपरकंडक्टर की तरह.

यहां तक ​​कि गहने जो मानव स्वास्थ्य के सुधार को प्रभावित कर सकते हैं, वे ज़िरकोनियम और उस पर आधारित मिश्र धातुओं से बने होते हैं।

मोलिब्डेनम

यदि आपको पता चले कि कौन सी धातु सबसे अधिक दुर्दम्य है, तो संकेतित टंगस्टन के अलावा, आप मोलिब्डेनम का भी नाम ले सकते हैं। इसका गलनांक 2623 डिग्री सेल्सियस है। साथ ही, यह काफी कठोर, प्लास्टिक और प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है।

इसका उपयोग मुख्य रूप से अपने शुद्ध रूप में नहीं, बल्कि मिश्र धातुओं के एक अभिन्न घटक के रूप में किया जाता है। वे, मोलिब्डेनम की उपस्थिति के कारण, पहनने के प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध और जंग-रोधी में काफी मजबूत होते हैं।

कुछ मोलिब्डेनम यौगिकों का उपयोग तकनीकी स्नेहक के रूप में किया जाता है। यह धातु भी एक मिश्र धातु सामग्री है जो एक साथ ताकत और संक्षारण प्रतिरोध दोनों को प्रभावित करती है, जो बहुत दुर्लभ है।

वैनेडियम

चाँदी जैसी चमक के साथ धूसर धातु। इसका काफी उच्च फ्यूजिबिलिटी इंडेक्स (1920 o C) है। इसकी जड़ता के कारण इसका उपयोग मुख्य रूप से कई प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग ऊर्जा क्षेत्र में रासायनिक वर्तमान स्रोत के रूप में, अकार्बनिक एसिड के उत्पादन में किया जाता है। प्राथमिक महत्व शुद्ध धातु का नहीं, बल्कि उसके कुछ यौगिकों का है।

रेनियम और उस पर आधारित मिश्र धातुएँ

टंगस्टन के बाद कौन सी धातु सर्वाधिक दुर्दम्य है? यह रेनियम है. इसका फ्यूजिबिलिटी इंडेक्स 3186 o C है। यह ताकत में टंगस्टन और मोलिब्डेनम दोनों से बेहतर है। इसकी प्लास्टिसिटी बहुत अधिक नहीं है. रेनियम की मांग बहुत अधिक है, लेकिन उत्पादन कठिन है। परिणामस्वरूप, यह आज मौजूद सबसे महंगी धातु है।

बनाने के लिए उपयोग किया जाता है:

• जेट इंजन;
• थर्मोकपल;
• स्पेक्ट्रोमीटर और अन्य उपकरणों के लिए फिलामेंट्स;
• तेल शोधन में उत्प्रेरक के रूप में।

आवेदन के सभी क्षेत्र महंगे हैं, इसलिए इसका उपयोग केवल अत्यधिक आवश्यकता के मामलों में किया जाता है, जब इसे किसी अन्य चीज़ से बदलने की कोई संभावना नहीं होती है।

टाइटेनियम मिश्र धातु

टाइटेनियम एक बहुत हल्की चांदी-सफेद धातु है जिसका व्यापक रूप से धातुकर्म उद्योग और धातुकर्म में उपयोग किया जाता है। सूक्ष्म रूप से बिखरी हुई अवस्था में यह फट सकता है, इसलिए यह आग का खतरा है।

इसका उपयोग विमान और रॉकेट इंजीनियरिंग और जहाजों के उत्पादन में किया जाता है। शरीर के साथ इसकी जैविक अनुकूलता (कृत्रिम अंग, छेदन, प्रत्यारोपण, आदि) के कारण चिकित्सा में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

fb.ru

नाम और गुण:: SYL.ru

कांच और प्लास्टिक के साथ-साथ धातुएँ सबसे आम सामग्रियों में से हैं। इनका प्रयोग प्राचीन काल से ही लोग करते आ रहे हैं। व्यवहार में, लोगों ने धातुओं के गुणों को सीखा और उनका उपयोग व्यंजन, घरेलू सामान, विभिन्न संरचनाओं और कला के कार्यों को बनाने में लाभप्रद रूप से किया। इन सामग्रियों की मुख्य विशेषताएं उनकी अपवर्तकता और कठोरता हैं। दरअसल, किसी क्षेत्र विशेष में इनका प्रयोग इन्हीं गुणों पर निर्भर करता है।

धातुओं के भौतिक गुण

सभी धातुओं में निम्नलिखित सामान्य गुण होते हैं:

1. रंग - एक विशिष्ट चमक के साथ सिल्वर-ग्रे। अपवाद हैं: तांबा और सोना। वे क्रमशः लाल और पीले रंग से पहचाने जाते हैं।
2. पारा को छोड़कर भौतिक अवस्था ठोस है, जो एक तरल है।
3. प्रत्येक प्रकार की धातु के लिए थर्मल और विद्युत चालकता अलग-अलग व्यक्त की जाती है।
4. प्लास्टिसिटी और लचीलापन विशिष्ट धातु के आधार पर परिवर्तनशील पैरामीटर हैं।
5. पिघलने और क्वथनांक - अपवर्तकता और व्यवहार्यता स्थापित करता है, सभी सामग्रियों के लिए अलग-अलग मूल्य होते हैं।

धातुओं के सभी भौतिक गुण क्रिस्टल जाली की संरचना, उसके आकार, शक्ति और स्थानिक व्यवस्था पर निर्भर करते हैं।

धातुओं की अपवर्तकता

यह पैरामीटर तब महत्वपूर्ण हो जाता है जब धातुओं के व्यावहारिक उपयोग पर प्रश्न उठता है। विमान निर्माण, जहाज निर्माण और मैकेनिकल इंजीनियरिंग जैसे राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के ऐसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों के लिए, आधार दुर्दम्य धातुएं और उनके मिश्र धातु हैं। इसके अलावा, इनका उपयोग उच्च शक्ति वाले कार्यशील उपकरणों के निर्माण के लिए किया जाता है। कई महत्वपूर्ण हिस्से और उत्पाद ढलाई और गलाने से बनाए जाते हैं। सभी धातुओं को उनकी ताकत के आधार पर भंगुर और कठोर में विभाजित किया जाता है, और उनकी अपवर्तकता के आधार पर उन्हें दो समूहों में विभाजित किया जाता है।

दुर्दम्य और कम पिघलने वाली धातुएँ

1. दुर्दम्य - इनका गलनांक लोहे के गलनांक (1539 डिग्री सेल्सियस) से अधिक होता है। इनमें प्लैटिनम, ज़िरकोनियम, टंगस्टन, टैंटलम शामिल हैं। ऐसी धातुएँ कुछ ही प्रकार की होती हैं। व्यवहार में इनका प्रयोग और भी कम होता है। कुछ का उपयोग नहीं किया जाता है क्योंकि उनमें उच्च रेडियोधर्मिता होती है, अन्य बहुत नाजुक होते हैं और उनमें आवश्यक कोमलता नहीं होती है, अन्य जंग के प्रति संवेदनशील होते हैं, और कुछ ऐसे भी होते हैं जो आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं होते हैं। कौन सी धातु सर्वाधिक दुर्दम्य है? इस लेख में ठीक इसी पर चर्चा की जाएगी।
2. कम पिघलने वाली धातुएँ वे धातुएँ होती हैं, जो टिन के पिघलने बिंदु 231.9 डिग्री सेल्सियस से कम या उसके बराबर तापमान पर, अपने एकत्रीकरण की स्थिति को बदल सकती हैं। उदाहरण के लिए, सोडियम, मैंगनीज, टिन, सीसा। धातुओं का उपयोग रेडियो और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में किया जाता है। इनका उपयोग अक्सर संक्षारणरोधी कोटिंग्स और कंडक्टर के रूप में किया जाता है।

टंगस्टन सर्वाधिक दुर्दम्य धातु है

यह धात्विक चमक, हल्के भूरे रंग और उच्च अपवर्तकता वाला एक कठोर और भारी पदार्थ है। इसे मशीन बनाना कठिन है. कमरे के तापमान पर यह एक भंगुर धातु है और आसानी से टूट जाती है। यह ऑक्सीजन और कार्बन अशुद्धियों से संदूषण के कारण होता है। तकनीकी रूप से शुद्ध टंगस्टन 400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर प्लास्टिक बन जाता है। यह रासायनिक जड़ता प्रदर्शित करता है और अन्य तत्वों के साथ खराब प्रतिक्रिया करता है। प्रकृति में, टंगस्टन जटिल खनिजों के रूप में पाया जाता है, जैसे:

• शीलशोथ;
• वोल्फ्रामाइट;
• ferberite;
• हबनेराइट.

टंगस्टन को पाउडर के रूप में जटिल रासायनिक प्रसंस्करण का उपयोग करके अयस्क से प्राप्त किया जाता है। दबाने और सिंटरिंग विधियों का उपयोग करके, सरल आकार के हिस्से और छड़ें तैयार की जाती हैं। टंगस्टन एक अत्यधिक तापमान प्रतिरोधी तत्व है। इसलिए, वे सौ वर्षों तक धातु को नरम नहीं कर सके। ऐसी कोई भट्टियां नहीं थीं जो कई हजार डिग्री तक गर्म हो सकें। वैज्ञानिकों ने सिद्ध कर दिया है कि टंगस्टन सबसे अधिक दुर्दम्य धातु है। यद्यपि एक राय है कि सैद्धांतिक आंकड़ों के अनुसार, सीबोर्गियम में अधिक अपवर्तकता होती है, यह दृढ़ता से नहीं कहा जा सकता है, क्योंकि यह एक रेडियोधर्मी तत्व है और इसका जीवनकाल छोटा है।

ऐतिहासिक जानकारी

प्रसिद्ध स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल शीले, जिनका पेशा फार्मासिस्ट था, ने एक छोटी प्रयोगशाला में कई प्रयोग करके मैंगनीज, बेरियम, क्लोरीन और ऑक्सीजन की खोज की। और 1781 में अपनी मृत्यु से कुछ समय पहले, उन्होंने पाया कि खनिज टंगस्टन एक एसिड का नमक है जो उस समय अज्ञात था। दो साल के काम के बाद, उनके छात्रों, दो डी'एलुयार भाइयों (स्पेनिश रसायनज्ञ) ने खनिज से एक नया रासायनिक तत्व अलग किया और इसे टंगस्टन नाम दिया। केवल एक सदी बाद, टंगस्टन - सबसे दुर्दम्य धातु - ने उद्योग में एक वास्तविक क्रांति ला दी।

टंगस्टन के काटने के गुण

1864 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक रॉबर्ट मस्कट ने स्टील में मिश्रधातु के रूप में टंगस्टन का उपयोग किया, जो लाल गर्मी का सामना कर सकता था और कठोरता को और बढ़ा सकता था। कटर, जो परिणामी स्टील से बने थे, ने धातु काटने की गति 1.5 गुना बढ़ा दी, और यह 7.5 मीटर प्रति मिनट हो गई।

इस दिशा में काम करते हुए, वैज्ञानिकों को नई तकनीकें प्राप्त हुईं, जिससे टंगस्टन का उपयोग करके धातु प्रसंस्करण की गति बढ़ गई। 1907 में, कोबाल्ट और क्रोमियम के साथ टंगस्टन का एक नया यौगिक सामने आया, जो काटने की गति को बढ़ाने में सक्षम कठोर मिश्र धातुओं का संस्थापक बन गया। वर्तमान में, यह बढ़कर 2000 मीटर प्रति मिनट हो गया है, और यह सब टंगस्टन के लिए धन्यवाद है - सबसे दुर्दम्य धातु।

टंगस्टन के अनुप्रयोग

इस धातु की कीमत अपेक्षाकृत अधिक है और इसे यांत्रिक रूप से संसाधित करना कठिन है, इसलिए इसका उपयोग वहां किया जाता है जहां इसे समान गुणों वाली अन्य सामग्रियों से बदलना असंभव है। टंगस्टन पूरी तरह से उच्च तापमान का सामना करता है, इसमें महत्वपूर्ण ताकत होती है, कठोरता, लोच और अपवर्तकता से संपन्न होता है, इसलिए इसका उद्योग के कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

• धातुकर्म। यह टंगस्टन का मुख्य उपभोक्ता है, जिसका उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले मिश्र धातु इस्पात का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।
• इलेक्ट्रोटेक्निकल। सर्वाधिक दुर्दम्य धातु का गलनांक लगभग 3400°C होता है। धातु की अपवर्तकता इसे गरमागरम फिलामेंट्स, प्रकाश और इलेक्ट्रॉनिक लैंप, इलेक्ट्रोड, एक्स-रे ट्यूब और विद्युत संपर्कों में हुक के उत्पादन के लिए उपयोग करने की अनुमति देती है।

• मैकेनिकल इंजीनियरिंग। टंगस्टन युक्त स्टील्स की बढ़ी हुई ताकत के कारण, ठोस जाली रोटार, गियर, क्रैंकशाफ्ट और कनेक्टिंग रॉड का निर्माण किया जाता है।
• विमानन. कठोर और गर्मी प्रतिरोधी मिश्रधातुओं के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे दुर्दम्य धातु कौन सी है, जिससे विमान के इंजन, इलेक्ट्रिक वैक्यूम उपकरण और गरमागरम फिलामेंट्स के हिस्से बनाए जाते हैं? उत्तर सरल है - यह टंगस्टन है।
• अंतरिक्ष। टंगस्टन युक्त स्टील का उपयोग जेट इंजनों के लिए जेट नोजल और व्यक्तिगत तत्वों के उत्पादन के लिए किया जाता है।
• सैन्य। धातु का उच्च घनत्व कवच-भेदी गोले, गोलियां, टॉरपीडो, गोले और टैंक और ग्रेनेड के लिए कवच सुरक्षा का उत्पादन करना संभव बनाता है।
• रसायन. एसिड और क्षार के खिलाफ प्रतिरोधी टंगस्टन तार का उपयोग फिल्टर जाल के लिए किया जाता है। टंगस्टन का उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को बदलने के लिए किया जाता है।
• कपड़ा। टंगस्टिक एसिड का उपयोग कपड़ों के लिए डाई के रूप में किया जाता है, और सोडियम टंगस्टेट का उपयोग चमड़े, रेशम, जलरोधक और आग प्रतिरोधी कपड़े बनाने के लिए किया जाता है।

उद्योग के विभिन्न क्षेत्रों में टंगस्टन के उपयोग की उपरोक्त सूची इस धातु के उच्च मूल्य को इंगित करती है।

टंगस्टन के साथ मिश्रधातु तैयार करना

टंगस्टन, दुनिया की सबसे दुर्दम्य धातु, का उपयोग अक्सर सामग्रियों के गुणों को बेहतर बनाने के लिए अन्य तत्वों के साथ मिश्र धातु बनाने के लिए किया जाता है। जिन मिश्र धातुओं में टंगस्टन होता है, वे आमतौर पर पाउडर धातु विज्ञान तकनीक का उपयोग करके उत्पादित किए जाते हैं, क्योंकि पारंपरिक विधि सभी धातुओं को उनके पिघलने बिंदु पर अस्थिर तरल पदार्थ या गैसों में बदल देती है। ऑक्सीकरण से बचने के लिए संलयन प्रक्रिया निर्वात या आर्गन वातावरण में होती है। धातु पाउडर के मिश्रण को दबाया जाता है, सिंटर किया जाता है और पिघलाया जाता है। कुछ मामलों में, केवल टंगस्टन पाउडर को दबाया और पाप किया जाता है, और फिर छिद्रपूर्ण वर्कपीस को किसी अन्य धातु के पिघल से संतृप्त किया जाता है। चांदी और तांबे के साथ टंगस्टन मिश्र धातु इस प्रकार प्राप्त की जाती है। यहां तक ​​कि सबसे दुर्दम्य धातु के छोटे जोड़ भी मोलिब्डेनम, टैंटलम, क्रोमियम और नाइओबियम के साथ मिश्र धातुओं में गर्मी प्रतिरोध, कठोरता और ऑक्सीकरण प्रतिरोध को बढ़ाते हैं। इस मामले में अनुपात उद्योग की जरूरतों के आधार पर बिल्कुल कुछ भी हो सकता है। लोहे, कोबाल्ट और निकल के घटकों के अनुपात के आधार पर अधिक जटिल मिश्र धातुओं में निम्नलिखित गुण होते हैं:

• हवा में फीका न पड़ें;
• अच्छा रासायनिक प्रतिरोध है;
• उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं: कठोरता और पहनने का प्रतिरोध।

टंगस्टन बेरिलियम, टाइटेनियम और एल्यूमीनियम के साथ जटिल यौगिक बनाता है। वे उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण के प्रतिरोध के साथ-साथ गर्मी प्रतिरोध द्वारा प्रतिष्ठित हैं।

मिश्रधातु के गुण

व्यवहार में, टंगस्टन को अक्सर अन्य धातुओं के समूह के साथ जोड़ा जाता है। क्रोमियम, कोबाल्ट और निकल के साथ टंगस्टन यौगिकों, जिनमें एसिड के प्रति प्रतिरोध बढ़ जाता है, का उपयोग सर्जिकल उपकरणों के निर्माण के लिए किया जाता है। और विशेष गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं में, टंगस्टन के अलावा - सबसे दुर्दम्य धातु, क्रोमियम, निकल, एल्यूमीनियम और निकल होते हैं। टंगस्टन, कोबाल्ट और लोहा चुंबकीय स्टील के सर्वोत्तम ग्रेड में से हैं।

सर्वाधिक गलनशील एवं दुर्दम्य धातुएँ

कम पिघलने वाली धातुओं में वे सभी धातुएँ शामिल हैं जिनका गलनांक टिन (231.9 डिग्री सेल्सियस) से कम है। इस समूह के तत्वों का उपयोग इलेक्ट्रिकल और रेडियो इंजीनियरिंग में जंग-रोधी कोटिंग्स के रूप में किया जाता है, और ये घर्षण-रोधी मिश्र धातुओं का हिस्सा हैं। पारा, जिसका गलनांक -38.89 डिग्री सेल्सियस है, कमरे के तापमान पर एक तरल है और इसका व्यापक रूप से वैज्ञानिक उपकरणों, पारा लैंप, रेक्टिफायर, स्विच और क्लोरीन उत्पादन में उपयोग किया जाता है। फ्यूज़िबल समूह में शामिल अन्य धातुओं की तुलना में पारे का गलनांक सबसे कम होता है। दुर्दम्य धातुओं में वे सभी धातुएँ शामिल हैं जिनका गलनांक लोहे (1539 डिग्री सेल्सियस) से अधिक है। इन्हें अक्सर मिश्र धातु स्टील्स के निर्माण में एडिटिव्स के रूप में उपयोग किया जाता है, और वे कुछ विशेष मिश्र धातुओं के आधार के रूप में भी काम कर सकते हैं। टंगस्टन, जिसका अधिकतम गलनांक 3420 डिग्री सेल्सियस होता है, अपने शुद्ध रूप में मुख्य रूप से बिजली के लैंप में फिलामेंट्स के लिए उपयोग किया जाता है।

अक्सर क्रॉसवर्ड पहेलियों में प्रश्न पूछे जाते हैं: कौन सी धातु सबसे अधिक गलने योग्य या सबसे अधिक दुर्दम्य है? अब, बिना किसी हिचकिचाहट के, आप उत्तर दे सकते हैं: सबसे अधिक घुलनशील पारा है, और सबसे अधिक दुर्दम्य टंगस्टन है।

हार्डवेयर के बारे में संक्षेप में

इस धातु को मुख्य संरचनात्मक सामग्री कहा जाता है। लोहे के हिस्से अंतरिक्ष यान या पनडुब्बी दोनों में और घर की रसोई में कटलरी और विभिन्न सजावट के रूप में पाए जाते हैं। इस धातु का रंग सिल्वर-ग्रे है, इसमें कोमलता, लचीलापन और चुंबकीय गुण हैं। आयरन एक बहुत ही सक्रिय तत्व है; हवा में एक ऑक्साइड फिल्म बनती है, जो प्रतिक्रिया को जारी रहने से रोकती है। जंग आर्द्र वातावरण में दिखाई देती है।

लोहे का गलनांक

लोहे में लचीलापन होता है, आसानी से गढ़ा जा सकता है और ढलाई करना कठिन होता है। इस टिकाऊ धातु को आसानी से यांत्रिक रूप से संसाधित किया जाता है और इसका उपयोग चुंबकीय ड्राइव के निर्माण के लिए किया जाता है। अच्छी लचीलापन इसे सजावटी सजावट के लिए उपयोग करने की अनुमति देती है। क्या लोहा सर्वाधिक दुर्दम्य धातु है? बता दें कि इसका गलनांक 1539 डिग्री सेल्सियस है। और परिभाषा के अनुसार, दुर्दम्य धातुओं में वे धातुएँ शामिल होती हैं जिनका गलनांक लोहे से अधिक होता है।

हम निश्चित रूप से कह सकते हैं कि लोहा सबसे अधिक दुर्दम्य धातु नहीं है, और यह तत्वों के इस समूह से संबंधित भी नहीं है। यह मध्यम पिघलने वाली सामग्री से संबंधित है। सबसे अधिक दुर्दम्य धातु कौन सी है? ऐसा सवाल अब आपको हैरान नहीं करेगा. आप सुरक्षित रूप से उत्तर दे सकते हैं - यह टंगस्टन है।

निष्कर्ष के बजाय

दुनिया भर में प्रति वर्ष लगभग तीस हजार टन टंगस्टन का उत्पादन होता है। यह धातु निश्चित रूप से उपकरण बनाने के लिए स्टील के सर्वोत्तम ग्रेड में शामिल है। उत्पादित कुल टंगस्टन का 95% तक धातु विज्ञान की जरूरतों के लिए उपभोग किया जाता है। प्रक्रिया की लागत को कम करने के लिए, वे मुख्य रूप से 80% टंगस्टन और 20% लोहे से युक्त एक सस्ते मिश्र धातु का उपयोग करते हैं। टंगस्टन के गुणों का उपयोग करते हुए, तांबे और निकल के साथ इसकी मिश्र धातु का उपयोग रेडियोधर्मी पदार्थों के भंडारण के लिए उपयोग किए जाने वाले कंटेनरों के उत्पादन के लिए किया जाता है। रेडियोथेरेपी में, उसी मिश्र धातु का उपयोग स्क्रीन बनाने के लिए किया जाता है, जो विश्वसनीय सुरक्षा प्रदान करता है।

www.syl.ru

तालिका में विभिन्न धातुओं के गलनांक

प्रत्येक धातु और मिश्र धातु में भौतिक और रासायनिक गुणों का अपना अनूठा सेट होता है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण पिघलने बिंदु होता है। इस प्रक्रिया का अर्थ है किसी पिंड का एकत्रीकरण की एक अवस्था से दूसरी अवस्था में संक्रमण, इस मामले में, ठोस क्रिस्टलीय अवस्था से तरल अवस्था में। किसी धातु को पिघलाने के लिए उस पर तब तक ताप लगाना आवश्यक है जब तक कि वह पिघलने के तापमान तक न पहुंच जाए। इसके साथ, यह अभी भी ठोस अवस्था में रह सकता है, लेकिन आगे के संपर्क और बढ़ती गर्मी के साथ, धातु पिघलना शुरू हो जाती है। यदि तापमान कम कर दिया जाए, यानी कुछ गर्मी हटा दी जाए, तो तत्व सख्त हो जाएगा।

किसी भी धातु का उच्चतम गलनांक टंगस्टन से संबंधित है: यह 3422C o है, पारा के लिए सबसे कम है: तत्व पहले से ही - 39C o पर पिघल जाता है। एक नियम के रूप में, मिश्र धातुओं के लिए सटीक मूल्य निर्धारित करना संभव नहीं है: यह घटकों के प्रतिशत के आधार पर काफी भिन्न हो सकता है। इन्हें आम तौर पर एक संख्या अंतराल के रूप में लिखा जाता है।

यह कैसे होता है

सभी धातुओं का पिघलना लगभग एक ही तरह से होता है - बाहरी या आंतरिक ताप का उपयोग करके। पहले को थर्मल भट्ठी में किया जाता है; दूसरे के लिए, उच्च आवृत्ति वाले विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में विद्युत प्रवाह या प्रेरण हीटिंग को पारित करके प्रतिरोधी हीटिंग का उपयोग किया जाता है। दोनों विकल्प धातु को लगभग समान रूप से प्रभावित करते हैं।

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है अणुओं के तापीय कंपन का आयाम, जाली के संरचनात्मक दोष उत्पन्न होते हैं, जो अव्यवस्थाओं, परमाणु छलांग और अन्य गड़बड़ी की वृद्धि में व्यक्त होते हैं। इसके साथ अंतरपरमाणु बंधों का टूटना होता है और इसके लिए एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसी समय, शरीर की सतह पर एक अर्ध-तरल परत बन जाती है। जाली के नष्ट होने और दोषों के जमा होने की अवधि को पिघलना कहा जाता है।

धातु पृथक्करण

धातुओं को उनके गलनांक के आधार पर निम्न में विभाजित किया जाता है:

1. कम पिघलने वाला: उन्हें 600C o से अधिक की आवश्यकता नहीं है। यह जस्ता, सीसा, हैंग, टिन है।
2. मध्यम गलनांक: गलनांक 600C से 1600C तक होता है। ये सोना, तांबा, एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम, लोहा, निकल और सभी तत्वों के आधे से अधिक हैं।
3. दुर्दम्य: धातु को तरल बनाने के लिए 1600C से ऊपर के तापमान की आवश्यकता होती है। इनमें क्रोमियम, टंगस्टन, मोलिब्डेनम, टाइटेनियम शामिल हैं।

गलनांक पर निर्भर करता है पिघलने वाला उपकरण भी चुना गया है. सूचक जितना अधिक होगा, उतना ही मजबूत होना चाहिए। आप तालिका से उस तत्व का तापमान जान सकते हैं जिसकी आपको आवश्यकता है।

एक अन्य महत्वपूर्ण मात्रा क्वथनांक है। यह वह मान है जिस पर तरल पदार्थों को उबालने की प्रक्रिया शुरू होती है, यह उबलते तरल की सपाट सतह के ऊपर बनने वाली संतृप्त भाप के तापमान से मेल खाती है। यह आमतौर पर गलनांक से लगभग दोगुना होता है।

दोनों मान आमतौर पर सामान्य दबाव पर दिए जाते हैं। वे आपस में सीधे आनुपातिक.

1. जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, पिघलने की मात्रा बढ़ती है।
2. जैसे-जैसे दबाव कम होता जाता है, पिघलने की मात्रा कम होती जाती है।

कम पिघलने वाली धातुओं और मिश्र धातुओं की तालिका (600C तक)

मध्यम पिघलने वाली धातुओं और मिश्र धातुओं की तालिका (600C से 1600C तक)

दुर्दम्य धातुओं और मिश्र धातुओं की तालिका (1600C से अधिक)

stanok.guru

दुर्दम्य धातुएँ - सूची और दायरा

दुर्दम्य धातुओं को 19वीं शताब्दी के अंत से जाना जाता है। तब उनका कोई उपयोग नहीं था. एकमात्र उद्योग जहां उनका उपयोग किया गया वह इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग था, और तब बहुत सीमित मात्रा में। लेकिन पिछली सदी के 50 के दशक में सुपरसोनिक विमानन और रॉकेट प्रौद्योगिकी के विकास के साथ सब कुछ नाटकीय रूप से बदल गया। उत्पादन के लिए नई सामग्रियों की आवश्यकता थी जो 1000 .C से ऊपर के तापमान पर महत्वपूर्ण भार का सामना कर सकें।

दुर्दम्य धातुओं की सूची और विशेषताएँ

अपवर्तकता को ठोस अवस्था से तरल चरण में संक्रमण तापमान के बढ़े हुए मूल्य की विशेषता है। वे धातुएँ जो 1875 ºC और उससे अधिक तापमान पर पिघलती हैं उन्हें दुर्दम्य धातुओं के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। पिघलने के तापमान में वृद्धि के क्रम में, इनमें निम्नलिखित प्रकार शामिल हैं:

• वैनेडियम
• रोडियाम
• हेफ़नियम
• दयाता
• टंगस्टन
• इरिडियम
• टैंटलम
• मोलिब्डेनम
• आज़मियम
• रेनीयाम
• नाइओबियम.

जमा की संख्या और उत्पादन के स्तर की दृष्टि से आधुनिक उत्पादन केवल टंगस्टन, मोलिब्डेनम, वैनेडियम और क्रोमियम से संतुष्ट होता है। रूथेनियम, इरिडियम, रोडियम और ऑस्मियम प्राकृतिक परिस्थितियों में काफी दुर्लभ हैं। इनका वार्षिक उत्पादन 1.6 टन से अधिक नहीं होता।

ऊष्मा प्रतिरोधी धातुओं के निम्नलिखित मुख्य नुकसान हैं:

• ठंड की भंगुरता में वृद्धि. यह विशेष रूप से टंगस्टन, मोलिब्डेनम और क्रोमियम में उच्चारित होता है। किसी धातु का तन्य से भंगुर अवस्था में संक्रमण तापमान 100 ,C से थोड़ा ऊपर होता है, जो दबाव में उन्हें संसाधित करते समय असुविधा पैदा करता है।
• ऑक्सीकरण के प्रति अस्थिरता. इस वजह से, 1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, दुर्दम्य धातुओं का उपयोग केवल उनकी सतह पर गैल्वेनिक कोटिंग्स के प्रारंभिक अनुप्रयोग के साथ किया जाता है। क्रोमियम ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के लिए सबसे अधिक प्रतिरोधी है, लेकिन एक दुर्दम्य धातु के रूप में इसका गलनांक सबसे कम होता है।

सबसे आशाजनक दुर्दम्य धातुओं में नाइओबियम और मोलिब्डेनम शामिल हैं। यह प्रकृति में उनकी व्यापकता के कारण है, और परिणामस्वरूप, इस समूह के अन्य तत्वों की तुलना में कम लागत है।

प्रकृति में पाई जाने वाली सर्वाधिक दुर्दम्य धातु टंगस्टन है। इसकी यांत्रिक विशेषताएं 1800 .C से ऊपर परिवेश के तापमान पर कम नहीं होती हैं। लेकिन ऊपर सूचीबद्ध नुकसान और बढ़े हुए घनत्व ने उत्पादन में इसके उपयोग के दायरे को सीमित कर दिया है। शुद्ध धातु के रूप में इसका उपयोग कम होता जा रहा है। लेकिन मिश्र धातु घटक के रूप में टंगस्टन का मूल्य बढ़ जाता है।

भौतिक और यांत्रिक गुण

उच्च गलनांक (दुर्दम्य) वाली धातुएँ संक्रमण तत्व हैं। आवर्त सारणी के अनुसार ये 2 प्रकार के होते हैं:

• उपसमूह 5ए - टैंटलम, वैनेडियम और नाइओबियम।
• उपसमूह 6ए - टंगस्टन, क्रोमियम और मोलिब्डेनम।

वैनेडियम का घनत्व सबसे कम है - 6100 kg/m3, टंगस्टन का घनत्व सबसे अधिक है - 19300 kg/m3। शेष धातुओं का विशिष्ट गुरुत्व इन मूल्यों के भीतर है। इन धातुओं की विशेषता कम रैखिक विस्तार गुणांक, कम लोच और तापीय चालकता है।

ये धातुएँ विद्युत का सुचालक नहीं होती हैं, लेकिन इनमें अतिचालकता का गुण होता है। धातु के प्रकार के आधार पर सुपरकंडक्टिंग शासन का तापमान 0.05-9 K है।

बिल्कुल सभी दुर्दम्य धातुओं को कमरे की परिस्थितियों में बढ़ी हुई लचीलापन की विशेषता होती है। टंगस्टन और मोलिब्डेनम भी अपने उच्च ताप प्रतिरोध के कारण अन्य धातुओं से अलग हैं।

जंग प्रतिरोध

गर्मी प्रतिरोधी धातुओं को अधिकांश प्रकार के आक्रामक वातावरणों के लिए उच्च प्रतिरोध की विशेषता होती है। उपसमूह 5ए के तत्वों का संक्षारण प्रतिरोध वैनेडियम से टैंटलम तक बढ़ जाता है। उदाहरण के तौर पर, 25 डिग्री सेल्सियस पर वैनेडियम एक्वा रेजिया में घुल जाता है, जबकि नाइओबियम इस एसिड के प्रति पूरी तरह से निष्क्रिय होता है।

टैंटलम, वैनेडियम और नाइओबियम पिघली हुई क्षार धातुओं के प्रति प्रतिरोधी हैं। बशर्ते कि उनकी संरचना में ऑक्सीजन न हो, जिससे रासायनिक प्रतिक्रिया की तीव्रता काफी बढ़ जाती है।

मोलिब्डेनम, क्रोमियम और टंगस्टन में संक्षारण के प्रति अधिक प्रतिरोध होता है। इस प्रकार, नाइट्रिक एसिड, जो वैनेडियम को सक्रिय रूप से घोलता है, मोलिब्डेनम पर बहुत कम प्रभाव डालता है। 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर यह प्रतिक्रिया पूरी तरह से बंद हो जाती है।

सभी दुर्दम्य धातुएँ आसानी से गैसों के साथ रासायनिक बंधन में प्रवेश कर जाती हैं। नाइओबियम द्वारा पर्यावरण से हाइड्रोजन का अवशोषण 250 .C पर होता है। 500 ºC पर टैंटलम। इन प्रक्रियाओं को रोकने का एकमात्र तरीका 1000 डिग्री सेल्सियस पर वैक्यूम एनीलिंग करना है। यह ध्यान देने योग्य है कि टंगस्टन, क्रोमियम और मोलिब्डेनम में गैसों के साथ बातचीत करने की संभावना बहुत कम होती है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, केवल क्रोमियम ऑक्सीकरण के प्रति प्रतिरोधी है। यह गुण इसकी सतह पर क्रोमियम ऑक्साइड की एक ठोस फिल्म बनाने की क्षमता के कारण है। क्रोमियम द्वारा ऑक्सीजन का विघटन केवल 700 C पर होता है। अन्य दुर्दम्य धातुओं के लिए, ऑक्सीकरण प्रक्रिया लगभग 550 C पर शुरू होती है।

शीत भंगुरता

उत्पादन में गर्मी प्रतिरोधी धातुओं के उपयोग का प्रसार उनकी ठंडी भंगुरता की बढ़ती प्रवृत्ति के कारण बाधित होता है। इसका मतलब यह है कि जब तापमान एक निश्चित स्तर से नीचे चला जाता है, तो धातु की भंगुरता तेजी से बढ़ जाती है। वैनेडियम के लिए यह तापमान -195 ºC, नाइओबियम के लिए -120 ºC, और टंगस्टन +330 ºC है।

गर्मी प्रतिरोधी धातुओं में ठंडी भंगुरता की उपस्थिति उनकी संरचना में अशुद्धियों की सामग्री के कारण होती है। विशेष शुद्धता वाला मोलिब्डेनम (99.995%) तरल नाइट्रोजन के तापमान तक बढ़े हुए प्लास्टिक गुणों को बरकरार रखता है। लेकिन केवल 0.1% ऑक्सीजन की शुरूआत ठंडे भंगुरता बिंदु को -20 C पर स्थानांतरित कर देती है।

उपयोग के क्षेत्र

40 के दशक के मध्य तक, विद्युत उद्योग में तांबे और निकल पर आधारित अलौह इस्पात मिश्र धातुओं की यांत्रिक विशेषताओं में सुधार के लिए दुर्दम्य धातुओं का उपयोग केवल मिश्र धातु तत्वों के रूप में किया जाता था। मोलिब्डेनम और टंगस्टन के यौगिकों का उपयोग कठोर मिश्र धातुओं के उत्पादन में भी किया जाता था।

विमानन, परमाणु उद्योग और रॉकेट विज्ञान के सक्रिय विकास से जुड़ी तकनीकी क्रांति ने दुर्दम्य धातुओं का उपयोग करने के नए तरीके खोजे हैं। यहां नए अनुप्रयोगों की आंशिक सूची दी गई है:

• हेड यूनिट और रॉकेट फ्रेम के लिए हीट शील्ड का उत्पादन।
• सुपरसोनिक विमान के लिए संरचनात्मक सामग्री।
• नाइओबियम अंतरिक्ष यान के छत्ते पैनल के लिए एक सामग्री के रूप में कार्य करता है। और रॉकेट साइंस में इसका उपयोग हीट एक्सचेंजर्स के रूप में किया जाता है।
• थर्मोजेट और रॉकेट इंजन घटक: नोजल, टेल स्कर्ट, टरबाइन ब्लेड, नोजल फ्लैप।
• वैनेडियम परमाणु उद्योग में संलयन रिएक्टर ईंधन तत्वों की पतली दीवार वाली ट्यूबों के निर्माण का आधार है।
• टंगस्टन का उपयोग विद्युत लैंप के फिलामेंट के रूप में किया जाता है।
• मोलिब्डेनम का उपयोग कांच को पिघलाने के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोड के उत्पादन में तेजी से किया जा रहा है। इसके अलावा, मोलिब्डेनम एक धातु है जिसका उपयोग इंजेक्शन मोल्ड बनाने के लिए किया जाता है।
• भागों के गर्म प्रसंस्करण के लिए उपकरणों का उत्पादन।

prompriem.ru

पृथ्वी पर सबसे अधिक दुर्दम्य धातु

जिज्ञासु लोग संभवतः इस प्रश्न में रुचि रखते हैं कि कौन सी धातु सबसे अधिक दुर्दम्य है? इसका उत्तर देने से पहले, अपवर्तकता की अवधारणा को समझना उचित है। विज्ञान के लिए ज्ञात सभी धातुओं में क्रिस्टल जाली में परमाणुओं के बीच बंधों की स्थिरता की अलग-अलग डिग्री के कारण अलग-अलग पिघलने बिंदु होते हैं। बंधन जितना कमजोर होगा, उसे तोड़ने के लिए तापमान उतना ही कम होगा।

दुनिया की सबसे अधिक दुर्दम्य धातुओं का उपयोग उनके शुद्ध रूप में या मिश्रधातुओं में उन हिस्सों के उत्पादन के लिए किया जाता है जो अत्यधिक तापीय परिस्थितियों में काम करते हैं। वे प्रभावी ढंग से उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं और इकाइयों के परिचालन जीवन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकते हैं। लेकिन इस समूह की धातुओं का तापीय प्रभाव के प्रति प्रतिरोध धातुकर्मियों को उनके उत्पादन के गैर-मानक तरीकों का सहारा लेने के लिए मजबूर करता है।

कौन सी धातु सर्वाधिक दुर्दम्य है?

पृथ्वी पर सबसे दुर्दम्य धातु की खोज 1781 में स्वीडिश वैज्ञानिक कार्ल विल्हेम शीले ने की थी। नये पदार्थ को टंगस्टन कहा जाता है। शीले अयस्क को नाइट्रिक एसिड में घोलकर टंगस्टन ट्राइऑक्साइड को संश्लेषित करने में सक्षम था। शुद्ध धातु को दो साल बाद स्पेनिश रसायनज्ञ फॉस्टो फर्मिन और जुआन जोस डी एलुअर द्वारा अलग किया गया था। नए तत्व को तुरंत मान्यता नहीं मिली और उद्योगपतियों ने इसे अपना लिया। तथ्य यह है कि उस समय की तकनीक ऐसे दुर्दम्य पदार्थ के प्रसंस्करण की अनुमति नहीं देती थी, इसलिए अधिकांश समकालीनों ने वैज्ञानिक खोज को अधिक महत्व नहीं दिया।

टंगस्टन को बहुत बाद में सराहा गया। आज, इसके मिश्र धातुओं का उपयोग विभिन्न उद्योगों के लिए गर्मी प्रतिरोधी भागों के उत्पादन में किया जाता है। गैस-डिस्चार्ज घरेलू लैंप में फिलामेंट भी टंगस्टन से बना होता है। इसका उपयोग एयरोस्पेस उद्योग में रॉकेट नोजल के उत्पादन के लिए भी किया जाता है, और गैस आर्क वेल्डिंग में पुन: प्रयोज्य इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग किया जाता है। दुर्दम्य होने के अलावा, टंगस्टन में उच्च घनत्व भी होता है, जो इसे उच्च गुणवत्ता वाले गोल्फ क्लब बनाने के लिए उपयुक्त बनाता है।

अधातुओं के साथ टंगस्टन यौगिकों का भी उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसलिए सल्फाइड का उपयोग गर्मी प्रतिरोधी स्नेहक के रूप में किया जाता है जो 500 डिग्री सेल्सियस तक तापमान का सामना कर सकता है, कार्बाइड का उपयोग कटर, अपघर्षक डिस्क और ड्रिल बनाने के लिए किया जाता है जो सबसे कठिन पदार्थों को संभाल सकते हैं और उच्च ताप तापमान का सामना कर सकते हैं। आइए अंततः टंगस्टन के औद्योगिक उत्पादन पर विचार करें। सबसे दुर्दम्य धातु का गलनांक 3422 डिग्री सेल्सियस होता है।

टंगस्टन कैसे प्राप्त किया जाता है?

शुद्ध टंगस्टन प्रकृति में नहीं पाया जाता है। यह ट्राईऑक्साइड के रूप में चट्टानों का हिस्सा है, साथ ही लौह, मैंगनीज और कैल्शियम के वोल्फ्रामाइट्स, कम अक्सर तांबा या सीसा। वैज्ञानिकों के अनुसार, पृथ्वी की पपड़ी में टंगस्टन की मात्रा औसतन 1.3 ग्राम प्रति टन है। यह अन्य प्रकार की धातुओं की तुलना में काफी दुर्लभ तत्व है। खनन के बाद अयस्क में टंगस्टन की मात्रा आमतौर पर 2% से अधिक नहीं होती है। इसलिए, निकाले गए कच्चे माल को प्रसंस्करण संयंत्रों में भेजा जाता है, जहां चुंबकीय या इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण का उपयोग करके धातु का द्रव्यमान अंश 55-60% तक लाया जाता है।

इसके उत्पादन की प्रक्रिया को तकनीकी चरणों में विभाजित किया गया है। पहले चरण में, खनन किए गए अयस्क से शुद्ध ट्राइऑक्साइड को अलग किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, थर्मल अपघटन विधि का उपयोग किया जाता है। 500 से 800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, सभी अतिरिक्त तत्व पिघल जाते हैं, और ऑक्साइड के रूप में दुर्दम्य टंगस्टन को पिघल से आसानी से एकत्र किया जा सकता है। आउटपुट 99% हेक्सावलेंट टंगस्टन ऑक्साइड सामग्री वाला कच्चा माल है।

परिणामी यौगिक को अच्छी तरह से कुचल दिया जाता है और 700 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हाइड्रोजन की उपस्थिति में कमी प्रतिक्रिया की जाती है। यह आपको शुद्ध धातु को पाउडर के रूप में अलग करने की अनुमति देता है। इसके बाद, इसे उच्च दबाव में दबाया जाता है और 1200-1300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हाइड्रोजन वातावरण में सिंटर किया जाता है। इसके बाद, परिणामी द्रव्यमान को एक विद्युत पिघलने वाली भट्ठी में भेजा जाता है, जहां, वर्तमान के प्रभाव में, इसे 3000 डिग्री से अधिक के तापमान तक गर्म किया जाता है। इस प्रकार टंगस्टन पिघली हुई अवस्था में बदल जाता है।

अशुद्धियों से अंतिम शुद्धिकरण और एकल-क्रिस्टल संरचनात्मक जाली प्राप्त करने के लिए, ज़ोन पिघलने की विधि का उपयोग किया जाता है। इसका तात्पर्य यह है कि एक निश्चित समय पर धातु के कुल क्षेत्रफल का केवल एक निश्चित क्षेत्र ही पिघला होता है। धीरे-धीरे आगे बढ़ते हुए, यह क्षेत्र अशुद्धियों को पुनर्वितरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप वे अंततः एक ही स्थान पर जमा हो जाते हैं और मिश्र धातु संरचना से आसानी से निकाले जा सकते हैं।

तैयार टंगस्टन वांछित उत्पादों के बाद के उत्पादन के लिए बार या सिल्लियों के रूप में गोदाम में आता है। टंगस्टन मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए, सभी घटक तत्वों को कुचल दिया जाता है और आवश्यक अनुपात में पाउडर के रूप में मिलाया जाता है। इसके बाद, विद्युत भट्टी में सिंटरिंग और पिघलने का कार्य किया जाता है।

promplace.ru

दुर्दम्य धातुएँ हैं... दुर्दम्य धातुएँ क्या हैं?

एच																		वह
ली	होना												बी	सी	एन	हे	एफ	ने
ना	मिलीग्राम												अल	सी	पी	एस	क्लोरीन	एआर
क	सीए	अनुसूचित जाति	ती	वी	करोड़	एम.एन.	फ़े	सह	नी	घन	Zn	गा	जीई	जैसा	से	बीआर	क्र
आरबी	एसआर	वाई	Zr	नायब	एमओ	टीसी	आरयू	आरएच	पी.डी.	एजी	सीडी	में	एस.एन.	एस.बी	ते	मैं	एक्सई
सी	बी ० ए	ला	*	एचएफ	टा	डब्ल्यू	दोबारा	ओएस	आईआर	पं	ए.यू.	एचजी	टी एल	पंजाब	द्वि	पीओ	पर	आर एन
फादर	आरए	एसी	**	आरएफ	डाटाबेस	एसजी	बिहार	एच	मीट्रिक टन	डी एस	आरजी
			*	सी.ई	पीआर	रा	बजे	एस.एम	यूरोपीय संघ	गोलों का अंतर	टीबी	डीवाई	हो	एर	टीएम	वाई बी	लू
			**	वां	देहात	यू	एनपी	पीयू	पूर्वाह्न	सेमी	बीके	सीएफ़	तों	एफएम	एमडी	नहीं	एलआर

दुर्दम्य धातुएँ- रासायनिक तत्वों (धातुओं) का एक वर्ग जिसमें बहुत अधिक गलनांक और पहनने का प्रतिरोध होता है। दुर्दम्य धातुओं की अभिव्यक्ति का उपयोग अक्सर सामग्री विज्ञान, धातु विज्ञान और इंजीनियरिंग विज्ञान जैसे विषयों में किया जाता है। दुर्दम्य धातुओं की परिभाषा समूह के प्रत्येक तत्व पर अलग-अलग लागू होती है। तत्वों के इस वर्ग के मुख्य प्रतिनिधि पाँचवीं अवधि के तत्व हैं - नाइओबियम और मोलिब्डेनम; छठी अवधि - टैंटलम, टंगस्टन और रेनियम। इन सभी का गलनांक 2000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर है, ये रासायनिक रूप से अपेक्षाकृत निष्क्रिय हैं और इनका घनत्व बढ़ा हुआ है। पाउडर धातु विज्ञान के लिए धन्यवाद, उनका उपयोग विभिन्न उद्योगों के लिए भागों का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।

परिभाषा

दुर्दम्य धातु शब्द की अधिकांश परिभाषाएँ उन्हें उच्च गलनांक वाली धातुओं के रूप में परिभाषित करती हैं। इस परिभाषा के अनुसार, यह आवश्यक है कि धातुओं का गलनांक 2,200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर हो। दुर्दम्य धातुओं के रूप में उनकी परिभाषा के लिए यह आवश्यक है। इस सूची में पांच तत्व - नाइओबियम, मोलिब्डेनम, टैंटलम, टंगस्टन और रेनियम मुख्य रूप से शामिल हैं, जबकि इन धातुओं की व्यापक परिभाषा हमें 2123K (1850 डिग्री सेल्सियस) के पिघलने बिंदु वाले तत्वों को भी शामिल करने की अनुमति देती है - टाइटेनियम, वैनेडियम , क्रोमियम, ज़िरकोनियम, हेफ़नियम, रूथेनियम और ऑस्मियम। ट्रांसयूरेनियम तत्व (जिनमें से सभी आइसोटोप अस्थिर हैं और पृथ्वी पर मिलना बहुत मुश्किल है) को कभी भी दुर्दम्य धातुओं के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाएगा।

गुण

भौतिक गुण

कार्बन और ऑस्मियम को छोड़कर इन तत्वों का गलनांक उच्चतम होता है। यह गुण न केवल उनके गुणों पर बल्कि उनकी मिश्रधातुओं के गुणों पर भी निर्भर करता है। रेनियम के अपवाद के साथ, धातुओं में एक घन प्रणाली होती है, जिसमें यह हेक्सागोनल क्लोज पैकिंग का रूप लेती है। इस समूह के अधिकांश तत्वों के भौतिक गुणों में काफी भिन्नता है क्योंकि वे विभिन्न समूहों के सदस्य हैं।

रेंगने की विकृति का प्रतिरोध ( अंग्रेज़ी) दुर्दम्य धातुओं का एक परिभाषित गुण है। सामान्य धातुओं में, विरूपण धातु के पिघलने बिंदु पर शुरू होता है, और इसलिए एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में रेंगना विरूपण 200 डिग्री सेल्सियस पर शुरू होता है, जबकि दुर्दम्य धातुओं में यह 1500 डिग्री सेल्सियस पर शुरू होता है। विरूपण और उच्च गलनांक के प्रति यह प्रतिरोध दुर्दम्य धातुओं का उपयोग करने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, जेट इंजन भागों के रूप में या विभिन्न सामग्रियों की फोर्जिंग में।

रासायनिक गुण

खुली हवा में इनका ऑक्सीकरण होता है। निष्क्रिय परत बनने के कारण यह प्रतिक्रिया धीमी हो जाती है। रेनियम ऑक्साइड बहुत अस्थिर है क्योंकि जब ऑक्सीजन का सघन प्रवाह इससे होकर गुजरता है, तो इसकी ऑक्साइड फिल्म वाष्पित हो जाती है। ये सभी एसिड के प्रति अपेक्षाकृत प्रतिरोधी हैं।

आवेदन

आग रोक धातुओं का उपयोग प्रकाश स्रोतों, भागों, स्नेहक के रूप में, परमाणु उद्योग में एआरसी के रूप में और उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। चूँकि इनका गलनांक उच्च होता है, इसलिए इन्हें कभी भी खुली हवा में गलाने वाली सामग्री के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है। पाउडर के रूप में, सामग्री को पिघलने वाली भट्टियों का उपयोग करके संकुचित किया जाता है। दुर्दम्य धातुओं को तार, पिंड, सरिया, टिन या पन्नी में संसाधित किया जा सकता है।

टंगस्टन और इसकी मिश्रधातुएँ

टंगस्टन की खोज 1781 में स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल विल्हेम शीले ने की थी। टंगस्टन का गलनांक सभी धातुओं में सबसे अधिक होता है - 3422°C।

टंगस्टन.

रेनियम का उपयोग 22% तक की सांद्रता में टंगस्टन के साथ मिश्र धातुओं में किया जाता है, जो अपवर्तकता और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है। थोरियम का उपयोग टंगस्टन के मिश्र धातु घटक के रूप में किया जाता है। इससे सामग्रियों के पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि होती है। पाउडर धातु विज्ञान में, घटकों का उपयोग सिंटरिंग और उसके बाद के अनुप्रयोग के लिए किया जा सकता है। भारी टंगस्टन मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए निकल और लोहा या निकल और तांबे का उपयोग किया जाता है। इन मिश्र धातुओं में टंगस्टन की मात्रा आमतौर पर 90% से ऊपर होती है। सिंटरिंग के दौरान भी इसमें मिश्रधातु सामग्री का मिश्रण कम होता है।

टंगस्टन और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग अभी भी किया जाता है जहां उच्च तापमान मौजूद है, लेकिन उच्च कठोरता की आवश्यकता होती है और जहां उच्च घनत्व की उपेक्षा की जा सकती है। टंगस्टन से बने फिलामेंट्स का उपयोग रोजमर्रा की जिंदगी और उपकरण बनाने में किया जाता है। तापमान बढ़ने पर बल्ब बिजली को अधिक कुशलता से प्रकाश में परिवर्तित करते हैं। टंगस्टन गैस आर्क वेल्डिंग में ( अंग्रेज़ी) इलेक्ट्रोड को पिघलाए बिना उपकरण का लगातार उपयोग किया जाता है। टंगस्टन का उच्च गलनांक इसे बिना लागत के वेल्डिंग में उपयोग करने की अनुमति देता है। टंगस्टन का उच्च घनत्व और कठोरता इसे तोपखाने के गोले में उपयोग करने की अनुमति देती है। इसके उच्च गलनांक का उपयोग रॉकेट नोजल के निर्माण में किया जाता है, इसका एक उदाहरण पोलारिस रॉकेट है। कभी-कभी इसका उपयोग इसके घनत्व के कारण होता है। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग गोल्फ़ क्लबों के उत्पादन में होता है। ऐसे भागों में, उपयोग टंगस्टन तक ही सीमित नहीं है, क्योंकि अधिक महंगे ऑस्मियम का भी उपयोग किया जा सकता है।

मोलिब्डेनम मिश्र धातु

मोलिब्डेनम.

मोलिब्डेनम मिश्र धातु का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मिश्र धातु - टाइटेनियम-ज़िरकोनियम-मोलिब्डेनम - में 0.5% टाइटेनियम, 0.08% ज़िरकोनियम और बाकी मोलिब्डेनम होता है। उच्च तापमान पर मिश्र धातु की ताकत बढ़ जाती है। मिश्र धातु के लिए ऑपरेटिंग तापमान 1060 डिग्री सेल्सियस है। टंगस्टन-मोलिब्डेनम मिश्र धातु (एमओ 70%, डब्ल्यू 30%) का उच्च प्रतिरोध इसे वाल्व जैसे जस्ता भागों की ढलाई के लिए एक आदर्श सामग्री बनाता है।

मोलिब्डेनम का उपयोग पारा रीड रिले में किया जाता है क्योंकि पारा मोलिब्डेनम के साथ मिश्रण नहीं बनाता है।

मोलिब्डेनम सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली दुर्दम्य धातु है। सबसे महत्वपूर्ण इसका उपयोग स्टील मिश्र धातुओं के लिए एक मजबूत पदार्थ के रूप में किया जाता है। स्टेनलेस स्टील के साथ पाइपलाइनों के निर्माण में उपयोग किया जाता है। मोलिब्डेनम का उच्च गलनांक, घिसावट प्रतिरोध और घर्षण का कम गुणांक इसे एक बहुत उपयोगी मिश्रधातु सामग्री बनाता है। इसके उत्कृष्ट घर्षण गुण इसे स्नेहक के रूप में उपयोग करने के लिए प्रेरित करते हैं जहां विश्वसनीयता और प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। ऑटोमोटिव उद्योग में सीवी जोड़ों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। मोलिब्डेनम के बड़े भंडार चीन, अमेरिका, चिली और कनाडा में पाए जाते हैं।

नाइओबियम मिश्र धातु

अपोलो सीएसएम नोजल का काला हिस्सा टाइटेनियम-नाइओबियम मिश्र धातु से बना है।

नाइओबियम लगभग हमेशा टैंटलम के साथ पाया जाता है; नाइओबियम का नाम ग्रीक पौराणिक कथाओं में टैंटलस की बेटी निओबे के नाम पर रखा गया था। नाइओबियम के कई उपयोग हैं, जिनमें से कुछ यह दुर्दम्य धातुओं के साथ साझा करता है। इसकी विशिष्टता इस तथ्य में निहित है कि इसे कठोरता और लोच गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला प्राप्त करने के लिए एनीलिंग द्वारा विकसित किया जा सकता है; इस समूह की अन्य धातुओं की तुलना में इसका घनत्व सूचकांक सबसे छोटा है। इसका उपयोग इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में किया जा सकता है और यह सुपरकंडक्टिंग मिश्र धातुओं में सबसे आम धातु है। नाइओबियम का उपयोग विमान गैस टर्बाइन, वैक्यूम ट्यूब और परमाणु रिएक्टरों में किया जा सकता है।

नाइओबियम मिश्र धातु C103, जिसमें 89% नाइओबियम, 10% हेफ़नियम और 1% टाइटेनियम होता है, का उपयोग अपोलो सीएसएम जैसे तरल रॉकेट इंजनों में नोजल बनाने के लिए किया जाता है। अंग्रेज़ी) . प्रयुक्त मिश्र धातु नाइओबियम को ऑक्सीकरण करने की अनुमति नहीं देती है, क्योंकि प्रतिक्रिया 400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होती है।

टैंटलम

टैंटलम सभी दुर्दम्य धातुओं में सबसे अधिक संक्षारण प्रतिरोधी धातु है।

चिकित्सा में इसके उपयोग के माध्यम से टैंटलम की एक महत्वपूर्ण संपत्ति की खोज की गई - यह (शरीर के) अम्लीय वातावरण का सामना करने में सक्षम है। इसका उपयोग कभी-कभी इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में किया जाता है। सेल फोन और कंप्यूटर कैपेसिटर में उपयोग किया जाता है।

रेनियम मिश्रधातु

रेनियम पूरे समूह का सबसे हाल ही में खोजा गया दुर्दम्य तत्व है। यह इस समूह की अन्य धातुओं - प्लैटिनम या तांबे - के अयस्कों में कम सांद्रता में पाया जाता है। इसका उपयोग अन्य धातुओं के साथ मिश्रधातु बनाने वाले घटक के रूप में किया जा सकता है और यह मिश्रधातुओं को अच्छी विशेषताएँ प्रदान करता है - लचीलापन और तन्य शक्ति बढ़ाता है। रेनियम मिश्र धातु का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक घटकों, जाइरोस्कोप और परमाणु रिएक्टरों में किया जा सकता है। इसका सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग उत्प्रेरक के रूप में है। इसका उपयोग एल्किलेशन, डीलकिलेशन, हाइड्रोजनीकरण और ऑक्सीकरण में किया जा सकता है। प्रकृति में इसकी दुर्लभ उपस्थिति इसे सभी दुर्दम्य धातुओं में सबसे महंगी बनाती है।

दुर्दम्य धातुओं के सामान्य गुण

दुर्दम्य धातुएँ और उनकी मिश्र धातुएँ अपने असामान्य गुणों और अनुप्रयोग की भविष्य की संभावनाओं के कारण शोधकर्ताओं का ध्यान आकर्षित करती हैं।

मोलिब्डेनम, टैंटलम और टंगस्टन जैसी दुर्दम्य धातुओं के भौतिक गुण, उच्च तापमान पर उनकी कठोरता और स्थिरता उन्हें वैक्यूम और इसके बिना दोनों में सामग्री के गर्म धातु प्रसंस्करण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री बनाती है। कई हिस्से अपने अद्वितीय गुणों पर आधारित होते हैं: उदाहरण के लिए, टंगस्टन फिलामेंट्स 3073K तक तापमान का सामना कर सकते हैं।

हालाँकि, 500 डिग्री सेल्सियस तक ऑक्सीकरण के प्रति उनका प्रतिरोध इसे इस समूह के मुख्य नुकसानों में से एक बनाता है। हवा के साथ संपर्क उनके उच्च तापमान प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है। इसीलिए उनका उपयोग उन सामग्रियों में किया जाता है जिनमें वे ऑक्सीजन से पृथक होते हैं (उदाहरण के लिए, एक प्रकाश बल्ब)।

दुर्दम्य धातुओं के मिश्र धातु - मोलिब्डेनम, टैंटलम और टंगस्टन - का उपयोग अंतरिक्ष परमाणु प्रौद्योगिकियों के कुछ हिस्सों में किया जाता है। इन घटकों को विशेष रूप से उच्च तापमान (1350K से 1900K) का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जैसा कि ऊपर कहा गया है, उन्हें ऑक्सीजन के संपर्क में नहीं आना चाहिए।

यह सभी देखें

टिप्पणियाँ

1. एच. ऑर्टनरदुर्दम्य धातुओं और कठोर सामग्रियों का अंतर्राष्ट्रीय जर्नल (अंग्रेजी)। एल्सेवियर। 20 जून 2012 को मूल से संग्रहीत। 26 सितंबर 2010 को लिया गया।
2. माइकल बाउशियोदुर्दम्य धातु // एएसएम धातु संदर्भ पुस्तक / अमेरिकन सोसाइटी फॉर मेटल्स। - एएसएम इंटरनेशनल, 1993. - पीपी 120-122। - आईएसबीएन 19939780871704788
3. विल्सन, जे. डब्ल्यू.दुर्दम्य धातुओं का सामान्य व्यवहार // दुर्दम्य धातुओं का व्यवहार और गुण। - स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस, 1965. - पीपी. 1-28. - 419 पी. - आईएसबीएन 9780804701624
4. जोसेफ आर डेविसमिश्र धातु बनाना: मूल बातें समझना। - एएसएम इंटरनेशनल, 2001. - पीपी. 308-333. - 647 पी. - आईएसबीएन 9780871707444
5. 1 2 बोरिसेंको, वी. ए. 20-2500 डिग्री सेल्सियस की सीमा में मोलिब्डेनम की कठोरता की तापमान निर्भरता की जांच // सोवियत पाउडर धातुकर्म और धातु सिरेमिक पत्रिका. - 1963. - पी. 182. - डीओआई:10.1007/बीएफ00775076
6. फथी, हबाशीदुर्दम्य धातुओं का ऐतिहासिक परिचय // जर्नल ऑफ़ मिनरल प्रोसेसिंग एंड एक्सट्रैक्टिव मेटलर्जी रिव्यू. - 2001. - पी. 25-53. - डीओआई:10.1080/08827509808962488
7. श्मिड, कल्पाकजियनक्रीप // विनिर्माण इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी। - पियर्सन प्रेंटिस हॉल, 2006. - पीपी. 86-93. - 1326 पी. - आईएसबीएन 9787302125358
8. वेरोन्स्की, आंद्रेज; हेज्वोस्की, तादेउज़रेंगने वाली प्रतिरोधी सामग्री // धातुओं की थर्मल थकान। - सीआरसी प्रेस, 1991. - पीपी 81-93। - 366 एस. - आईएसबीएन 9780824777265
9. 1 2 एरिक लैसनर, वुल्फ-डाइटर शुबर्टटंगस्टन: गुण, रसायन विज्ञान, तत्व की तकनीक, मिश्र धातु और रासायनिक यौगिक। - स्प्रिंगर, 1999. - पीपी 255-282। - 422 एस. - आईएसबीएन 9780306450532
10. राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद (यू.एस.), टंगस्टन पर पैनल, महत्वपूर्ण और रणनीतिक सामग्री के तकनीकी पहलुओं पर समितिटंगस्टन के उपयोग में रुझान: रिपोर्ट। - राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद, राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी-राष्ट्रीय इंजीनियरिंग अकादमी, 1973. - पीपी 1-3। - 90 एस.
11. माइकल के. हैरिसवेल्डिंग स्वास्थ्य और सुरक्षा // वेल्डिंग स्वास्थ्य और सुरक्षा: ओईएचएस पेशेवरों के लिए एक फील्ड गाइड। - एआईएचए, 2002. - पी. 28. - 222 पी. - आईएसबीएन 9781931504287
12. विलियम एल. गैलवेरी, फ्रैंक एम. मार्लोवेल्डिंग अनिवार्यताएँ: प्रश्न और उत्तर। - इंडस्ट्रियल प्रेस इंक., 2001. - पी. 185. - 469 पी. - आईएसबीएन 9780831131517
13. डब्ल्यू. लैन्ज़, डब्ल्यू. ओडरमैट, जी. वेइह्राउच (7-11 मई 2001)। "गतिज ऊर्जा प्रोजेक्टाइल: विकास का इतिहास, अत्याधुनिक, रुझान" बैलिस्टिक्स की 19वीं अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठी..
14. पी. रामकृष्णनएयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए पाउडर धातुकर्म // पाउडर धातुकर्म: ऑटोमोटिव, इलेक्ट्रिकल/इलेक्ट्रॉनिक और इंजीनियरिंग उद्योग के लिए प्रसंस्करण। - न्यू एज इंटरनेशनल, 2007. - पी. 38. - 381 पी. - आईएसबीएन 8122420303
15. अरोरा, अरनरक्षा अनुप्रयोगों के लिए टंगस्टन भारी मिश्र धातु // सामग्री प्रौद्योगिकी पत्रिका. - 2004. - वी. 19. - नंबर 4. - पी. 210-216।
16. वी. एस. मोक्सन, एफ. एच. फ्रोज़पाउडर धातुकर्म के माध्यम से खेल उपकरण घटकों का निर्माण // जेओएम पत्रिका. - 2001. - वी. 53. - पी. 39. - डीओआई:10.1007/एस11837-001-0147-जेड
17. रॉबर्ट ई. स्मॉलवुडटीजेडएम मोली मिश्र धातु // एएसटीएम विशेष तकनीकी प्रकाशन 849: दुर्दम्य धातुएं और उनके औद्योगिक अनुप्रयोग: एक संगोष्ठी। - एएसटीएम इंटरनेशनल, 1984. - पी. 9. - 120 पी. - आईएसबीएन 19849780803102033
18. कोज़बागारोवा, जी.ए.; मुसिना, ए.एस.; मिखालेवा, वी. ए.बुध में मोलिब्डेनम का संक्षारण प्रतिरोध // धातु पत्रिका का संरक्षण. - 2003. - वी. 39. - पी. 374-376. - डीओआई:10.1023/ए:1024903616630
19. गुप्ता, सी.के.इलेक्ट्रिक और इलेक्ट्रॉनिक उद्योग // मोलिब्डेनम का निष्कर्षण धातुकर्म। - सीआरसी प्रेस, 1992. - पीपी 48-49। - 404 एस. - आईएसबीएन 9780849347580
20. माइकल जे. मग्यारकमोडिटी सारांश 2009: मोलिब्डेनम। संयुक्त राज्य भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण। 20 जून 2012 को मूल से संग्रहीत। 26 सितंबर 2010 को लिया गया।
21. डॉ। एर्विन, डी. एल. बौरेल, सी. पर्साड, एल. रबेनबर्गउच्च ऊर्जा, उच्च दर समेकित मोलिब्डेनम मिश्र धातु TZM की संरचना और गुण // जर्नल ऑफ़ मैटेरियल्स साइंस एंड इंजीनियरिंग: ए. - 1988. - वी. 102. - पी. 25.
22. नीकोव ओलेग डी.मोलिब्डेनम और मोलिब्डेनम मिश्र पाउडर के गुण // अलौह धातु पाउडर की पुस्तिका: प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग। - एल्सेवियर, 2009. - पीपी 464-466। - 621 पी. - आईएसबीएन 9781856174220
23. जोसेफ आर डेविसआग रोक धातु और मिश्र // एएसएम विशेषता पुस्तिका: गर्मी प्रतिरोधी सामग्री। - एएसएम इंटरनेशनल, 1997. - पीपी 361-382। - 591 पी. - आईएसबीएन 9780871705969
24. 1 2 जॉन हेब्डानाइओबियम मिश्र धातु और उच्च तापमान अनुप्रयोग // जर्नल ऑफ़ नाइओबियम साइंस एंड टेक्नोलॉजी: प्रोसीडिंग्स ऑफ़ द इंटरनेशनल सिम्पोज़ियम नाइओबियम 2001 (ऑरलैंडो, फ़्लोरिडा, यूएसए). - कॉम्पैनहिया ब्रासीलीरा डी मेटलर्जिया ई मिनेराकाओ, 2001।
25. जे. डब्ल्यू. विल्सनरेनियम // दुर्दम्य धातुओं का व्यवहार और गुण। - स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस, 1965. - आईएसबीएन 9780804701624

साहित्य

• लेविटिन, वालिमधातुओं और मिश्रधातुओं का उच्च तापमान तनाव: भौतिक बुनियादी बातें। - विली-वीसीएच, 2006। - आईएसबीएन 978-3-527-31338-9
• ब्रूनर, टी. इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा फिक्स्ड-बेड बायोमास दहन संयंत्रों से एयरोसोल और फ्लाई-ऐश कणों का रासायनिक और संरचनात्मक विश्लेषण, ऊर्जा और उद्योग के लिए बायोमास पर पहला विश्व सम्मेलन: 5-9 जून 2000 को सेविला, स्पेन में आयोजित सम्मेलन की कार्यवाही,लंडन: जेम्स एंड जेम्स लिमिटेड(2000)। 26 सितम्बर 2010 को पुनःप्राप्त.
• डोनाल्ड स्पिंकप्रतिक्रियाशील धातुएँ। ज़िरकोनियम, हेफ़नियम, और टाइटेनियम // . - 1961. - वी. 53. - नंबर 2. - पी. 97-104. - DOI:10.1021/ie50614a019
• अर्ल हेसक्रोमियम और वैनेडियम // जर्नल ऑफ़ इंडस्ट्रियल एंड इंजीनियरिंग केमिस्ट्री. - 1961. - वी. 53. - नंबर 2. - पी. 105-107. - DOI:10.1021/ie50614a020