পৃথিবীর সবচেয়ে সাধারণ ধাতুগুলির মধ্যে একটি হল অ্যালুমিনিয়াম। একে "ফ্লাইং মেটাল"ও বলা হয়। যদিও এটি প্রকৃতিতে বিশুদ্ধ আকারে পাওয়া যায় না, তবে এটি অনেক খনিজ পদার্থে পাওয়া যায়। এবং সবচেয়ে সাধারণ খাদ, যা অনেক অংশ এবং কাঠামো তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, তা হল ডুরালুমিন (ডুরালুমিন)।
এটি জার্মান বিজ্ঞানী আলফ্রেড উইলম দ্বারা উদ্ভাবিত হয়েছিল, যিনি Dürener Metallwerke AG প্ল্যান্টে (Düren) কাজ করেছিলেন। তিনি নির্ণয় করেছিলেন যে অ্যালুমিনিয়াম এবং তামার একটি সংকর ধাতুর চেয়ে অনেক ভাল বৈশিষ্ট্য রয়েছে তার বিশুদ্ধ আকারে৷
উচ্চ শক্তির খাদ গ্রুপ
আসলে, ডুরালুমিন হল অ্যালয়গুলির একটি সম্পূর্ণ গ্রুপ যার প্রধান উপাদান হল অ্যালুমিনিয়াম, এবং এর মিশ্র উপাদানগুলি হল তামা, জিঙ্ক, ম্যাঙ্গানিজ, ম্যাগনেসিয়াম। তবে সাধারণভাবে, তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি কেবল রচনা দ্বারা নয়, তাপ চিকিত্সার পদ্ধতি দ্বারাও নির্ধারিত হয়। 1903 সালে, এটি প্রথম আবিষ্কৃত হয় যে বার্ধক্য প্রক্রিয়ার সময়, একটি অ্যালুমিনিয়াম খাদ সঙ্গেতামা আরও বেশি টেকসই এবং শক্ত হয়ে যায়।
যেমন এটি পরে দেখা গেছে, এটি এই সত্যের কারণে যে, শক্ত হওয়ার পরে, যখন ধাতুটি ঘরের তাপমাত্রায় কয়েক দিন ধরে থাকে, তখন এর সুপারস্যাচুরেটেড কঠিন দ্রবণ পচে যায় এবং এর সাথে সাথে এটি শক্ত হয়ে যায়। উপাদান।
বার্ধক্য প্রক্রিয়া এবং আগের অবস্থায় ফিরে আসা
আগে উল্লিখিত হিসাবে, ধাতু বার্ধক্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া, যা কাঠামোগত রূপান্তরের কারণে ঘটে যা শারীরিক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তন ঘটায়। এটি প্রাকৃতিক এবং কৃত্রিম হতে পারে। প্রথম ক্ষেত্রে, খাদটি ঘরের তাপমাত্রায় কয়েক দিন ধরে রাখা হয়।
কৃত্রিম বার্ধক্যের সাথে, প্রক্রিয়াকরণের সময় হ্রাস করা হয়, তবে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। সংকর ধাতুটিকে আগের অবস্থায় ফিরিয়ে আনতে, এটিকে 270 ডিগ্রিতে কয়েক সেকেন্ডের জন্য উত্তপ্ত করতে হবে এবং তারপর দ্রুত ঠান্ডা করতে হবে।
অ্যালুমিনিয়াম উৎপাদন
তামার সাহায্যে অ্যালুমিনিয়ামের সংকর ধাতু তৈরি করতে আপনার উচ্চ প্রযুক্তির যন্ত্রপাতি এবং অবশ্যই ধাতুর প্রয়োজন। এটি বক্সাইট থেকে খনন করা হয়। এটি এমন একটি শিলা যা চূর্ণ করা দরকার, এতে জল যোগ করা উচিত এবং উচ্চ চাপে বাষ্প করা দরকার। এইভাবে, সিলিকন অ্যালুমিনা থেকে পৃথক করা হয়। তারপর পুরু ভর সোজা cryolite সঙ্গে একটি বিশেষ স্নান মধ্যে স্থাপন করা হয়। বিষয়বস্তু 950 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উত্তপ্ত হয় এবং এটির মধ্য দিয়ে 400 kA বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রবাহিত হয়।
এটি আপনাকে অক্সিজেন এবং অ্যালুমিনিয়াম পরমাণুর মধ্যে বন্ধন ভাঙতে দেয়। ফলস্বরূপ, পরেরটি একটি তরল ধাতু হিসাবে নীচে স্থির হয়। এইভাবে তরল অ্যালুমিনিয়াম থেকে ঢালাই তৈরি করা হয়। এখন ধাতুমেশিনের জন্য সম্পূর্ণ প্রস্তুত। যাইহোক, এর শক্তি বাড়ানোর জন্য, এটিতে সংকর উপাদান যোগ করতে হবে এবং এইভাবে একটি উচ্চ-মানের অ্যালুমিনিয়াম-তামার খাদ পেতে হবে।
ডুরলুমিন উৎপাদন
মোটভাবে, সমস্ত অ্যালুমিনিয়াম খাদ দুটি গ্রুপে বিভক্ত: ঢালাই এবং বিকৃত। তাদের উত্পাদন প্রক্রিয়া শেষ পর্যন্ত প্রাপ্ত করা উচিত কি ধরনের উপর অবিকল নির্ভর করে। উপরন্তু, উত্পাদন পদ্ধতিও প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে।
ডুরালুমিন উৎপাদনের জন্য, একটি বৈদ্যুতিক চুল্লিতে অ্যালুমিনিয়ামের ইনগট গলানো হয়। মজার বিষয় হল, এটি এমন কয়েকটি ধাতুর মধ্যে একটি যা কঠিন থেকে তরলে রূপান্তরিত হতে পারে এবং এর বিপরীতে বহুবার। এটি এর কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করবে না। তামা এবং অন্যান্য মিশ্র উপাদান যেমন ম্যাঙ্গানিজ, লোহা এবং ম্যাগনেসিয়াম গলিত অ্যালুমিনিয়ামে যোগ করা হয়। শতাংশের অনুপাত পর্যবেক্ষণ করা খুবই গুরুত্বপূর্ণ: 93% অ্যালুমিনিয়াম, 5% তামা, বাকি 2% হল অন্যান্য সংকর উপাদান৷
ডুরালুমিনকে শক্ত করা এবং অ্যানিলিং
এই ধরনের মিশ্র ধাতুর জন্য বাধ্যতামূলক হল শক্তকরণ প্রক্রিয়া। ছোট অংশগুলির জন্য ধরে রাখার সময় মাত্র কয়েক মিনিট, এবং তাপমাত্রা প্রায় 500 °C। পদ্ধতির পরপরই, ডুরালুমিন নরম এবং সান্দ্র হয়। এটি বিকৃত এবং প্রক্রিয়া করা সহজ। কিছু সময়ের পরে, খাদ শক্ত হয়ে যায় এবং এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পায়। তাপমাত্রা থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করা হলে, অক্সিডেশন ঘটে এবং উপাদান তার বৈশিষ্ট্য হারায়।শক্ত হওয়ার পর, এটিকে ধীরে ধীরে ঠাণ্ডা পানিতে ঠাণ্ডা করতে হবে।
সুতরাং, আপনি ইতিমধ্যে অ্যালুমিনিয়াম-তামার খাদের নাম জানেন। এটি প্রায়ই বিকৃতিতে নিজেকে ধার দেয়: কোল্ড রোলিং, অঙ্কন, ফরজিং। এই ক্ষেত্রে, তথাকথিত শক্ত হওয়া ঘটে। এটি এমন একটি প্রক্রিয়া যার সময় ধাতব কাঠামোতে স্থানচ্যুতি এবং স্থানচ্যুতি ঘটে। ফলস্বরূপ, খাদ নিজেই তার গঠন পরিবর্তন করে, শক্ত এবং শক্তিশালী হয়ে ওঠে। এটি এর নমনীয়তা এবং প্রভাব শক্তি হ্রাস করে। বিকৃতিগুলি আরও সহজে পাস করার জন্য এবং কাজ শক্ত করার ফলে ধাতু ধ্বংস না হয়, অ্যানিলিং ব্যবহার করা হয়। এটি করার জন্য, খাদটি 350 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে উত্তপ্ত হয় এবং তারপরে বাতাসে ঠান্ডা হয়।
খাদ (অ্যালুমিনিয়াম এবং তামা) এর অবস্থার চার্ট
কঠিন এবং তরল অবস্থায় ডুরালুমিনের উপাদানগুলির মিথস্ক্রিয়া সবচেয়ে স্পষ্টভাবে বর্ণনা করার জন্য, সেইসাথে সংকর ধাতুর বৈশিষ্ট্যগুলির পরিবর্তনের প্রকৃতি ব্যাখ্যা করার জন্য, স্টেট ডায়াগ্রামটি ব্যবহার করুন৷
এটি থেকে দেখা যায় যে অ্যালুমিনিয়াম সহ একটি সংকর ধাতুতে Cu এর সর্বোচ্চ দ্রবণীয়তা 548 ° C তাপমাত্রায় পরিলক্ষিত হয় এবং একই সময়ে এটি 5.7%। তাপমাত্রা বাড়লে বাড়বে, আর কমলে কমবে। ঘরের তাপমাত্রায় ন্যূনতম দ্রাব্যতা (0.5%) পরিলক্ষিত হবে। যদি ডুরালুমিন 400 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে শক্ত হয় তবে এটি একটি কঠিন সমজাতীয় দ্রবণে পরিণত হবে - α.
এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, কঠিন দ্রবণটি পচে যাবে। অ্যালুমিনিয়াম এবং তামার একটি সংকর ধাতু খুব অস্বাভাবিকভাবে আচরণ করে, যার সূত্র হল CuAl2। প্রক্রিয়াটি অতিরিক্ত পর্যায় A1 প্রকাশের সাথে থাকে। এই ভাঙ্গন সময় সঞ্চালিত হয়অনেকক্ষণ. এটি প্রাকৃতিক বার্ধক্য যা আমরা আগে উল্লেখ করেছি৷
খাদ বৈশিষ্ট্য
একটি ধাতুকে নির্দিষ্ট উপাদানের সাথে মিশ্রিত করার ফলে এর বৈশিষ্ট্যগুলি বৃদ্ধি করা সম্ভব হয়। অ্যালুমিনিয়াম-তামার খাদের নাম মনে আছে? এর কি কি বৈশিষ্ট্য আছে?
অ্যালুমিনিয়াম নিজেই খুব হালকা, নরম এবং সম্পূর্ণ ভঙ্গুর। এটি দুর্বলভাবে ঘনীভূত ক্ষার এবং অ্যাসিডে দ্রবণীয়। অ্যালুমিনিয়ামে তামা এবং ম্যাগনেসিয়াম যোগ করে, আপনি ইতিমধ্যে একটি মোটামুটি শক্তিশালী খাদ পেতে পারেন। এর কার্যকারিতা উন্নত করা বেশ সহজ - আপনাকে কেবল এটিকে ঘরের তাপমাত্রায় শুয়ে থাকতে হবে। সুতরাং, বার্ধক্যের প্রভাব ডুরালুমিনের শক্তি বাড়ায়, যেমনটি আমরা উপরে বলেছি।
অ্যালুমিনিয়াম নিজেই বেশ হালকা। তামার একটি ছোট শতাংশ খাদকে ভারী করে না। আরেকটি ইতিবাচক বৈশিষ্ট্য হল বারবার মিশ্র ধাতু গলানোর ক্ষমতা। একই সময়ে, এটি তার বৈশিষ্ট্য হারাবে না। কাস্ট করার পর মাত্র কয়েক দিনের জন্য এটিকে "বিশ্রাম" দেওয়া প্রয়োজন।
ডুরালুমিনের অসুবিধা হল এর কম জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা। অতএব, প্রায়শই এই জাতীয় উপাদানগুলি অ্যালুমিনিয়ামের একটি পরিষ্কার স্তর দিয়ে আচ্ছাদিত হয় বা বার্নিশ এবং পেইন্ট দিয়ে আঁকা হয়৷
অ্যালুমিনিয়াম খাদ এবং তাদের অ্যাপ্লিকেশন
প্রথমবারের মতো, ডুরালুমিন এয়ারশিপ তৈরিতে ব্যবহার করা হয়েছিল। এই উপাদানের হালকাতা এবং শক্তি একটি চমৎকার বিমান তৈরি করা সম্ভব করেছে। এর জন্য, D16t ব্র্যান্ড ব্যবহার করা হয়েছিল। বর্তমানে, অ্যালুমিনিয়াম, দস্তা, তামা এবং অন্যান্য খাদ উপাদানগুলির সাথে সংকর ধাতুগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়মহাকাশবিদ্যা, বিমান চালনা এবং যান্ত্রিক প্রকৌশলের অন্যান্য ক্ষেত্র।
সুতরাং, উদাহরণস্বরূপ, একটি গাড়ি তৈরিতে ডুরালুমিনের ব্যবহার উল্লেখযোগ্যভাবে এর ওজন এবং খরচ কমাতে পারে, তবে একই সাথে এটি যথেষ্ট শক্তিশালী হবে।
সাধারণভাবে, এটি লক্ষ করা যায় যে এই খাদটির পরিসর বেশ প্রশস্ত: পাইপ, তার, শীট, টেপ, রড এবং বিভিন্ন আকারের কাস্ট অংশ। D16t এখনও সবচেয়ে জনপ্রিয় এবং সাধারণ ব্র্যান্ডগুলির মধ্যে একটি হিসাবে বিবেচিত হয়। চিহ্নের শেষে ছোট অক্ষর "t" এর অর্থ হল খাদটি শক্ত হয়ে গেছে এবং স্বাভাবিকভাবেই বয়স্ক। এটি ব্যবহৃত হয়:
- মহাকাশযান, জাহাজ এবং বিমানের নকশায়।
- মেশিন টুলস এবং মেশিনের বিভিন্ন যন্ত্রাংশ তৈরির জন্য।
- রাস্তার চিহ্ন, রাস্তার চিহ্ন তৈরির জন্য।
অ্যালুমিনিয়াম এবং তামার সংকর ধাতুর নাম সবার জানা উচিত। তেল শিল্পেও ডুরাল ব্যবহার করা হয়। সুতরাং, এটি থেকে তৈরি বিশেষ পাইপগুলি 6-7 বছরের জন্য কূপের অপারেশন নিশ্চিত করতে পারে৷
অ্যালুমিনিয়াম এবং তামার সংকর ধাতুর নাম কী, মনে রাখা সহজ। সুতরাং, আমরা বলেছি এর কী কী বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি কোথায় ব্যবহার করা হয়। এটি সহজেই ঘূর্ণিত ইস্পাত প্রতিস্থাপন করতে পারে, বিশেষ করে যদি কাঠামোটিকে হালকা করার প্রয়োজন হয়৷
