আধুনিক মানুষ তার দৈনন্দিন জীবনে বিভিন্ন ধাতু দ্বারা পরিবেষ্টিত। আমরা যে আইটেমগুলি ব্যবহার করি তার বেশিরভাগই এই রাসায়নিকগুলি ধারণ করে। এই সব ঘটেছে কারণ লোকেরা ধাতু পাওয়ার বিভিন্ন উপায় খুঁজে পেয়েছিল৷
ধাতু কি
অজৈব রসায়ন মানুষের জন্য এই মূল্যবান পদার্থ নিয়ে কাজ করে। ধাতু প্রাপ্তি একজন ব্যক্তিকে আরও এবং আরও নিখুঁত প্রযুক্তি তৈরি করতে দেয় যা আমাদের জীবনকে উন্নত করে। তারা কি? ধাতু প্রাপ্তির জন্য সাধারণ পদ্ধতিগুলি বিবেচনা করার আগে, সেগুলি কী তা বোঝা দরকার। ধাতু হল রাসায়নিক উপাদানের একটি গ্রুপ যা চরিত্রগত বৈশিষ্ট্য সহ সাধারণ পদার্থের আকারে:
• তাপ এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা;
• উচ্চ নমনীয়তা;
• চকচকে।
একজন ব্যক্তি সহজেই তাদের অন্যান্য পদার্থ থেকে আলাদা করতে পারে। সমস্ত ধাতুর একটি চরিত্রগত বৈশিষ্ট্য হল একটি বিশেষ উজ্জ্বলতার উপস্থিতি। এটি এমন একটি পৃষ্ঠের উপর আপতিত আলোক রশ্মি প্রতিফলিত করে প্রাপ্ত হয় যা তাদের প্রেরণ করে না। চকচকে সমস্ত ধাতুর একটি সাধারণ সম্পত্তি, তবে এটি রূপার মধ্যে সবচেয়ে বেশি উচ্চারিত হয়৷
চালুআজ অবধি, বিজ্ঞানীরা 96 টি এই জাতীয় রাসায়নিক উপাদান আবিষ্কার করেছেন, যদিও তাদের সমস্ত সরকারী বিজ্ঞান দ্বারা স্বীকৃত নয়। তাদের চারিত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে তারা দলে বিভক্ত। নিম্নলিখিত ধাতুগুলিকে এইভাবে বিচ্ছিন্ন করা হয়:
• ক্ষারীয় – ৬;
• ক্ষারীয় পৃথিবী – ৬;
• ক্রান্তিকালীন – 38;
• আলো – ১১;
• সেমিমেটাল – ৭;
• ল্যান্থানাইডস – ১৪;
• অ্যাক্টিনাইডস – ১৪.
ধাতু প্রাপ্তি
একটি খাদ তৈরি করতে, আপনাকে প্রথমে প্রাকৃতিক আকরিক থেকে ধাতু পেতে হবে। নেটিভ উপাদান হল সেই সব পদার্থ যা প্রকৃতিতে মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায়। এর মধ্যে রয়েছে প্ল্যাটিনাম, সোনা, টিন, পারদ। এগুলি যান্ত্রিকভাবে বা রাসায়নিক বিকারকগুলির সাহায্যে অমেধ্য থেকে পৃথক করা হয়৷
অন্যান্য ধাতু তাদের যৌগ প্রক্রিয়াকরণ করে খনন করা হয়। এগুলো বিভিন্ন জীবাশ্মে পাওয়া যায়। আকরিক হল খনিজ এবং শিলা, যা অক্সাইড, কার্বনেট বা সালফাইড আকারে ধাতব যৌগ অন্তর্ভুক্ত করে। এগুলি পেতে, রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ ব্যবহার করা হয়৷
ধাতু প্রাপ্তির পদ্ধতি:
• কয়লা দিয়ে অক্সাইড হ্রাস;
• টিন পাথর থেকে টিন পাওয়া;
• লোহা আকরিক গলানো;
• বিশেষ চুল্লিতে সালফার যৌগ পোড়ানো।
আকরিক শিলা থেকে ধাতু নিষ্কাশনের সুবিধার্থে তাদের সাথে ফ্লাক্স নামক বিভিন্ন পদার্থ যোগ করা হয়। তারা কাদামাটি, চুনাপাথর, বালির মতো অবাঞ্ছিত অমেধ্য অপসারণ করতে সহায়তা করে। এই প্রক্রিয়ার ফলস্বরূপ, fusible যৌগ প্রাপ্ত হয়,ড্রস বলে।
উল্লেখযোগ্য পরিমাণে অমেধ্য উপস্থিতিতে, অপ্রয়োজনীয় উপাদানগুলির একটি বড় অংশ অপসারণ করে ধাতুকে গলানোর আগে আকরিককে সমৃদ্ধ করা হয়। এই চিকিত্সার জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলি হল ফ্লোটেশন, চৌম্বক এবং মাধ্যাকর্ষণ৷
ক্ষার ধাতু
ক্ষার ধাতুর ব্যাপক উৎপাদন একটি আরও জটিল প্রক্রিয়া। এটি এই কারণে যে তারা প্রকৃতিতে শুধুমাত্র রাসায়নিক যৌগগুলির আকারে পাওয়া যায়। যেহেতু তারা এজেন্ট হ্রাস করছে, তাদের উত্পাদন উচ্চ শক্তি খরচ দ্বারা অনুষঙ্গী হয়. ক্ষার ধাতু নিষ্কাশন করার বিভিন্ন উপায় আছে:
• লিথিয়াম তার অক্সাইড থেকে ভ্যাকুয়ামে বা এর ক্লোরাইডের গলিত তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে পাওয়া যেতে পারে, যা স্পোডুমিন প্রক্রিয়াকরণের সময় গঠিত হয়।
• শক্তভাবে বন্ধ ক্রুসিবলে কয়লা দিয়ে সোডা ক্যালসিনিং করে বা ক্যালসিয়াম যোগ করে ক্লোরাইড গলিয়ে ইলেক্ট্রোলাইসিস করে সোডিয়াম বের করা হয়। প্রথম পদ্ধতিটি সবচেয়ে বেশি সময়সাপেক্ষ৷
• পটাসিয়াম পাওয়া যায় এর লবনের ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা বা এর ক্লোরাইডের মধ্য দিয়ে সোডিয়াম বাষ্পের মাধ্যমে। এটি গলিত পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং তরল সোডিয়ামের 440 °C তাপমাত্রায় মিথস্ক্রিয়া দ্বারা গঠিত হয়।
• সিসিয়াম এবং রুবিডিয়াম 700-800 °C বা জিরকোনিয়াম 650 °C তাপমাত্রায় ক্যালসিয়াম সহ তাদের ক্লোরাইড হ্রাস করে খনন করা হয়। এইভাবে ক্ষারীয় ধাতু পাওয়া অত্যন্ত শক্তি নিবিড় এবং ব্যয়বহুল।
ধাতু এবং সংকর ধাতুর মধ্যে পার্থক্য
ধাতু এবং তাদের সংকর ধাতুগুলির মধ্যে একটি মৌলিকভাবে স্পষ্ট সীমানা কার্যত বিদ্যমান নেই, কারণ এমনকি সবচেয়ে বিশুদ্ধতম, সহজতম পদার্থেরও রয়েছেকিছু পরিমাণ অমেধ্য। তাহলে তাদের মধ্যে পার্থক্য কি? শিল্পে এবং জাতীয় অর্থনীতির অন্যান্য খাতে ব্যবহৃত প্রায় সমস্ত ধাতুই মূল রাসায়নিক উপাদানের সাথে অন্যান্য উপাদান যোগ করে উদ্দেশ্যমূলকভাবে প্রাপ্ত সংকর ধাতুর আকারে ব্যবহৃত হয়।
অ্যালোস
প্রযুক্তির জন্য বিভিন্ন ধরনের ধাতব পদার্থের প্রয়োজন। একই সময়ে, বিশুদ্ধ রাসায়নিক উপাদানগুলি ব্যবহারিকভাবে ব্যবহৃত হয় না, কারণ তাদের কাছে মানুষের জন্য প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্য নেই। আমাদের প্রয়োজনের জন্য, আমরা সংকর ধাতু প্রাপ্ত করার বিভিন্ন উপায় উদ্ভাবন করেছি। এই শব্দটি 2 বা ততোধিক রাসায়নিক উপাদান নিয়ে গঠিত একটি ম্যাক্রোস্কোপিকলি একজাতীয় উপাদানকে বোঝায়। এই ক্ষেত্রে, ধাতব উপাদানগুলি খাদটিতে প্রাধান্য পায়। এই পদার্থের নিজস্ব গঠন আছে। সংকর ধাতুগুলিতে, নিম্নলিখিত উপাদানগুলিকে আলাদা করা হয়:
• এক বা একাধিক ধাতু নিয়ে গঠিত বেস;
• পরিমার্জন এবং সংকর উপাদানের ছোট সংযোজন;
• অপসারিত অমেধ্য (প্রযুক্তিগত, প্রাকৃতিক, এলোমেলো)।
ধাতু সংকর ধাতু প্রধান কাঠামোগত উপাদান। প্রযুক্তিতে, তাদের মধ্যে 5000 টিরও বেশি রয়েছে৷
সংকর ধাতুর প্রকার
এই ধরনের বিভিন্ন ধরনের সংকর ধাতু থাকা সত্ত্বেও, লোহা এবং অ্যালুমিনিয়ামের উপর ভিত্তি করে মানুষের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। তারা দৈনন্দিন জীবনে সবচেয়ে সাধারণ। সংকর ধাতুর ধরন ভিন্ন। তদুপরি, তারা কয়েকটি মানদণ্ড অনুসারে বিভক্ত। তাই অ্যালয় তৈরির বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। এই মানদণ্ড অনুসারে, তারা বিভক্ত:
• কাস্ট, যামিশ্র উপাদানের গলিত স্ফটিককরণ দ্বারা প্রাপ্ত।
• পাউডার, পাউডারের মিশ্রণ টিপে এবং তারপর উচ্চ তাপমাত্রায় সিন্টারিং করে তৈরি করা হয়। তদুপরি, প্রায়শই এই জাতীয় সংকরগুলির উপাদানগুলি কেবল সাধারণ রাসায়নিক উপাদানই নয়, তবে তাদের বিভিন্ন যৌগ যেমন টাইটানিয়াম বা শক্ত সংকর ধাতুগুলির মধ্যে টাংস্টেন কার্বাইডও থাকে। নির্দিষ্ট পরিমাণে তাদের সংযোজন ধাতব পদার্থের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে।
একটি সমাপ্ত পণ্য বা খালি আকারে সংকর প্রাপ্ত করার পদ্ধতিগুলিকে ভাগ করা হয়েছে:
• ফাউন্ড্রি (সিলুমিন, ঢালাই আয়রন);
• তৈরি (স্টীল);
• পাউডার (টাইটানিয়াম, টাংস্টেন)।
সংকর ধাতুর প্রকার
ধাতুগুলি পাওয়ার পদ্ধতিগুলি আলাদা, যখন তাদের ধন্যবাদ দিয়ে তৈরি উপকরণগুলির আলাদা বৈশিষ্ট্য রয়েছে। একত্রিতকরণের কঠিন অবস্থায়, সংকর ধাতুগুলি হল:
• সমজাতীয় (ইউনিফর্ম), একই ধরনের স্ফটিক নিয়ে গঠিত। এগুলিকে প্রায়শই একক-ফেজ হিসাবে উল্লেখ করা হয়৷
• ভিন্নধর্মী (বিজাতীয়), মাল্টিফেজ বলা হয়। যখন তারা প্রাপ্ত হয়, একটি কঠিন সমাধান (ম্যাট্রিক্স ফেজ) খাদের ভিত্তি হিসাবে নেওয়া হয়। এই ধরণের ভিন্নধর্মী পদার্থের গঠন তার রাসায়নিক উপাদানগুলির গঠনের উপর নির্ভর করে। এই ধরনের সংকর ধাতুগুলিতে নিম্নলিখিত উপাদান থাকতে পারে: আন্তঃস্থায়ী এবং প্রতিস্থাপনের কঠিন সমাধান, রাসায়নিক যৌগ (কারবাইড, ইন্টারমেটালাইডস, নাইট্রাইড), সরল পদার্থের স্ফটিক।
খাদ বৈশিষ্ট্য
ধাতু এবং সংকর প্রাপ্ত করার পদ্ধতিগুলি নির্বিশেষে, তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পূর্ণরূপে স্ফটিক দ্বারা নির্ধারিত হয়ফেজ গঠন এবং এই উপকরণ microstructure. তাদের প্রত্যেকটি আলাদা। খাদগুলির ম্যাক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্যগুলি তাদের মাইক্রোস্ট্রাকচারের উপর নির্ভর করে। যাই হোক না কেন, তারা তাদের পর্যায়গুলির বৈশিষ্ট্য থেকে পৃথক, যা শুধুমাত্র উপাদানের স্ফটিক কাঠামোর উপর নির্ভর করে। ধাতু ম্যাট্রিক্সে পর্যায়গুলির একটি অভিন্ন বন্টনের ফলে ভিন্নধর্মী (মাল্টিফেজ) সংকর ধাতুগুলির ম্যাক্রোস্কোপিক একজাততা পাওয়া যায়৷
সংকর ধাতুগুলির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল ঝালাইযোগ্যতা। অন্যথায়, তারা ধাতু অভিন্ন. সুতরাং, সংকর ধাতুগুলির তাপ এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, নমনীয়তা এবং প্রতিফলনশীলতা (দীপ্তি) রয়েছে।
বিভিন্ন ধরণের সংকর ধাতু
মিশ্র ধাতু প্রাপ্তির বিভিন্ন পদ্ধতি মানুষকে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য এবং বৈশিষ্ট্য সহ প্রচুর পরিমাণে ধাতব পদার্থ উদ্ভাবনের অনুমতি দিয়েছে। তাদের উদ্দেশ্য অনুসারে, তারা নিম্নলিখিত গ্রুপে বিভক্ত:
• কাঠামোগত (ইস্পাত, ডুরালুমিন, ঢালাই আয়রন)। এই গোষ্ঠীতে বিশেষ বৈশিষ্ট্য সহ অ্যালোও অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। তাই তারা অভ্যন্তরীণ নিরাপত্তা বা ঘর্ষণ বিরোধী বৈশিষ্ট্য দ্বারা আলাদা করা হয়। এর মধ্যে রয়েছে পিতল এবং ব্রোঞ্জ।
• বিয়ারিং ঢালার জন্য (বেবিট)।
• বৈদ্যুতিক গরম এবং পরিমাপের সরঞ্জামের জন্য (নিক্রোম, ম্যাঙ্গানিন)।
• কাটিং টুল উৎপাদনের জন্য (জয়)।
উৎপাদনে, লোকেরা অন্যান্য ধরণের ধাতব পদার্থও ব্যবহার করে, যেমন ফুসিবল, তাপ-প্রতিরোধী, জারা-প্রতিরোধী এবং নিরাকার সংকর ধাতু। চুম্বক এবং থার্মোইলেক্ট্রিকস (বিসমাথ, সীসা, অ্যান্টিমনি এবং অন্যান্যের টেলুরাইড এবং সেলেনাইড) ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
লোহার মিশ্রণ
ব্যবহারিকভাবে পৃথিবীতে যত লোহা গন্ধ হয় তা সরল এবং মিশ্র স্টীল তৈরির জন্য পরিচালিত হয়। এটি লোহা উৎপাদনেও ব্যবহৃত হয়। আয়রন অ্যালয়গুলি তাদের জনপ্রিয়তা অর্জন করেছে কারণ তাদের এমন বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা মানুষের জন্য উপকারী। এগুলি একটি সাধারণ রাসায়নিক উপাদানে বিভিন্ন উপাদান যুক্ত করে প্রাপ্ত হয়েছিল। সুতরাং, একটি পদার্থের ভিত্তিতে বিভিন্ন লোহার মিশ্রণ তৈরি করা সত্ত্বেও, স্টিল এবং ঢালাই লোহার বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে। ফলস্বরূপ, তারা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পায়। বেশিরভাগ ইস্পাত ঢালাই লোহার চেয়ে শক্ত। এই ধাতুগুলি পাওয়ার জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি আপনাকে এই লোহার সংকর ধাতুগুলির বিভিন্ন গ্রেড (ব্র্যান্ড) পেতে দেয়৷
খাদ বৈশিষ্ট্য উন্নত করুন
নির্দিষ্ট ধাতু এবং অন্যান্য রাসায়নিক উপাদানগুলিকে ফিউজ করে, উন্নত বৈশিষ্ট্যযুক্ত উপকরণগুলি পাওয়া যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের ফলন শক্তি 35 MPa। তামা (1.6%), দস্তা (5.6%), ম্যাগনেসিয়াম (2.5%) সহ এই ধাতুর একটি সংকর প্রাপ্ত করার সময়, এই সংখ্যাটি 500 MPa ছাড়িয়ে যায়।
বিভিন্ন রাসায়নিক পদার্থের বিভিন্ন অনুপাত একত্রিত করে উন্নত চৌম্বকীয়, তাপীয় বা বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য সহ ধাতব পদার্থ পাওয়া যায়। এই প্রক্রিয়ায় প্রধান ভূমিকা পালন করা হয় সংকর ধাতুর গঠন দ্বারা, যা এর স্ফটিকের বন্টন এবং পরমাণুর মধ্যে বন্ধনের ধরন।
ইস্পাত এবং লোহা
এই খাদগুলি লোহা এবং কার্বন (2%) একত্রিত করে প্রাপ্ত হয়। খাদযুক্ত উপকরণ উত্পাদন, তারা যোগ করা হয়নিকেল, ক্রোম, ভ্যানাডিয়াম। সমস্ত সাধারণ ইস্পাত প্রকারে বিভক্ত:
• নিম্ন কার্বন (0.25% কার্বন) বিভিন্ন কাঠামোর জন্য ব্যবহৃত হয়;
• উচ্চ কার্বন (0.55% এর বেশি) কাটার সরঞ্জামের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে৷
যান্ত্রিক প্রকৌশল এবং অন্যান্য পণ্যগুলিতে বিভিন্ন গ্রেডের অ্যালয় স্টিল ব্যবহার করা হয়৷
কার্বনের সাথে লোহার মিশ্রণ, যার শতকরা 2-4%, তাকে ঢালাই লোহা বলে। এই উপাদান সিলিকন রয়েছে. ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সহ বিভিন্ন পণ্য ঢালাই লোহা থেকে নিক্ষেপ করা হয়।
অ লৌহঘটিত ধাতু
লোহা ছাড়াও, অন্যান্য রাসায়নিক উপাদানগুলিও বিভিন্ন ধাতব পদার্থ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। তাদের সংমিশ্রণের ফলস্বরূপ, অ লৌহঘটিত সংকর প্রাপ্ত হয়। মানুষের জীবনে, এর উপর ভিত্তি করে উপকরণগুলি সবচেয়ে বেশি ব্যবহার পেয়েছে:
• তামা, পিতল বলা হয়। এগুলিতে 5-45% জিঙ্ক থাকে। যদি এর সামগ্রী 5-20% হয়, তবে পিতলকে লাল বলা হয়, এবং যদি 20-36% - হলুদ। সিলিকন, টিন, বেরিলিয়াম, অ্যালুমিনিয়াম সহ তামার সংকর ধাতু রয়েছে। তাদের ব্রোঞ্জ বলা হয়। এই সংকর ধাতু বিভিন্ন ধরনের আছে.
• সীসা, যা একটি সাধারণ সোল্ডার (ট্রেটনিক)। এই সংকর ধাতুতে, এই রাসায়নিকের 1 অংশে টিনের 2 অংশ পড়ে। ব্যাবিট ব্যবহার করে বিয়ারিং তৈরি করা হয়, যা সীসা, টিন, আর্সেনিক এবং অ্যান্টিমনির সংকর ধাতু।
• অ্যালুমিনিয়াম, টাইটানিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম এবং বেরিলিয়াম, যা উচ্চ শক্তি এবং চমৎকার যান্ত্রিক সহ হালকা অ লৌহঘটিত সংকর ধাতুবৈশিষ্ট্য।
পাওয়ার পদ্ধতি
ধাতু এবং সংকর ধাতু পাওয়ার প্রধান পদ্ধতি:
• ফাউন্ড্রি, যেখানে বিভিন্ন গলিত উপাদানের সমজাতীয় মিশ্রণ দৃঢ় হয়। খাদ প্রাপ্ত করার জন্য, ধাতু প্রাপ্তির পাইরোমেটালার্জিক্যাল এবং ইলেক্ট্রোমেটালার্জিক্যাল পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। প্রথম বৈকল্পিকটিতে, জ্বালানী দহন প্রক্রিয়ায় প্রাপ্ত তাপীয় শক্তি কাঁচামাল গরম করতে ব্যবহৃত হয়। পাইরোমেটালার্জিক্যাল পদ্ধতি উন্মুক্ত চুল্লিতে ইস্পাত এবং ব্লাস্ট ফার্নেসগুলিতে ঢালাই লোহা তৈরি করে। ইলেক্ট্রোমেটালার্জিক্যাল পদ্ধতিতে, কাঁচামালগুলিকে ইন্ডাকশন বা বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেসগুলিতে উত্তপ্ত করা হয়। একই সময়ে, কাঁচামাল খুব দ্রুত নরম হয়।
• পাউডার, যার মধ্যে এর উপাদানগুলির গুঁড়োগুলি খাদ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। চাপ দেওয়ার জন্য ধন্যবাদ, তাদের একটি নির্দিষ্ট আকৃতি দেওয়া হয় এবং তারপরে বিশেষ চুলায় সিন্টার করা হয়।
