টাইটানিয়াম ধাতু এবং তাদের প্রক্রিয়া জারা ফর্ম
Nov 13, 2024
টাইটানিয়াম জারা আচরণ: একটি ওভারভিউ
টাইটানিয়াম এবং এর সংকর ধাতুগুলি কম ঘনত্ব, উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি, ভাল জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং অনুকূল বানান বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে, যা তাদের মহাকাশ প্রকৌশলের জন্য একটি পছন্দের কাঠামোগত উপাদান করে তোলে। বাস্তব পরিষেবার অবস্থার মধ্যে, যাইহোক, ক্ষয়ের বেশ কয়েকটি স্বতন্ত্র রূপ দেখা দিতে পারে, এবং প্রতিটির একটি পৃথক প্রক্রিয়া এবং একটি ভিন্ন প্রতিকার রয়েছে। প্রায়শই যে ফর্মগুলির মুখোমুখি হয় তা হল ফাটল ক্ষয়, পিটিং ক্ষয়, হাইড্রোজেন ক্ষয় এবং যোগাযোগ, বা গ্যালভানিক, ক্ষয়।
ফাটল জারা, ফাঁক এবং জয়েন্টগুলোতে অচল ইলেক্ট্রোলাইট দ্বারা চালিত।
নিষ্ক্রিয় ফিল্মের স্থানীয় ভাঙ্গন দ্বারা সূচিত পিটিং ক্ষয়।
ধাতুতে শোষিত হাইড্রোজেন দ্বারা সৃষ্ট হাইড্রোজেন ক্ষয়।
টাইটানিয়াম একটি কম মহৎ ধাতুর সাথে মিলিত হলে জারা যোগাযোগ, উৎপন্ন হয়।
ফাটল জারা
ফাটল ক্ষয় শুরু হয় ফাঁক, ল্যাপ জয়েন্ট, গ্যাসকেট লাইন বা পৃষ্ঠের ত্রুটি যেখানে ইলেক্ট্রোলাইট পুনর্নবীকরণ করা যায় না। ফাটলের অভ্যন্তরে স্থবির দ্রবণ একটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল কোষ গঠন করে যার বাইরের অবাধে উন্মুক্ত পৃষ্ঠ থাকে এবং ফলস্বরূপ স্থানীয় আক্রমণের বিকাশ ঘটে। ক্ষারীয় দ্রবণগুলির তুলনায় টাইটানিয়াম নিরপেক্ষ এবং অ্যাসিডিক দ্রবণে ক্র্যাভিস আক্রমণের জন্য অনেক বেশি সংবেদনশীল। আক্রমণ পুরো ফাটল পৃষ্ঠের উপর ছড়িয়ে পড়ে না; এটি নির্দিষ্ট স্থানে কেন্দ্রীভূত হয় এবং শেষ পর্যন্ত উপাদানটিকে ছিদ্র করতে পারে, তাই সাধারণ ধাতুর ক্ষতির পরিবর্তে স্থানীয় প্রাচীর পাতলা হয়ে যাওয়াটাই সাধারণ ব্যর্থতার ধরণ।
পিটিং জারা
বেশিরভাগ লবণাক্ত দ্রবণে টাইটানিয়ামের জন্য পিটিং অস্বাভাবিক। এটি প্রধানত নন-জল মিডিয়াতে এবং ফুটন্ত, অত্যন্ত ঘনীভূত ক্লোরাইড দ্রবণে দেখা যায়। দ্রবণে হ্যালাইড আয়নগুলি টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের নিষ্ক্রিয় ফিল্মকে ভেঙে দেয় এবং একবার স্থানীয় ভাঙ্গন ঘটলে গর্তটি ধাতুতে ভিতরের দিকে বৃদ্ধি পায়, তাই গর্তের খোলার গভীরতার চেয়ে ছোট হয়। হ্যালোজেন ধারণ করে এমন কিছু জৈব মিডিয়াও পিটিং শুরু করতে পারে। হ্যালাইড দ্রবণে, টাইটানিয়ামের পিটিং সাধারণত উচ্চ ঘনত্ব এবং উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়; সালফাইড- এবং ক্লোরাইড- বহনকারী পরিবেশে যে পরিস্থিতিগুলি পিটিং তৈরি করে তা আরও নির্দিষ্ট এবং আক্রমণ সীমিত থাকে। যেহেতু গর্তগুলি সরু এবং গভীর, তাই একটি চাক্ষুষ পরিদর্শনে এগুলি মিস করা সহজ এবং সাধারণত ডাই পেনিট্রান্ট বা অতিস্বনক পদ্ধতি দ্বারা সনাক্ত করা হয়।
হাইড্রোজেন এমব্রিটলমেন্ট
হাইড্রোজেন ক্ষয়, যাকে হাইড্রোজেন ক্র্যাকিং বা হাইড্রোজেন ড্যামেজও বলা হয়, এটি টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির প্রাথমিক ব্যর্থতার অন্যতম কারণ। পৃষ্ঠের উপর যে প্যাসিভ ফিল্ম তৈরি হয় তা উচ্চ শক্তিতে পৌঁছায়, এবং সেই প্যাসিভ ফিল্মের শক্তির সাথে হাইড্রোজেন ক্ষয় হওয়ার সংবেদনশীলতা বৃদ্ধি পায়, তাই টাইটানিয়াম এবং এর মিশ্রণগুলি হাইড্রোজেন গ্রহণের প্রতি সংবেদনশীল। ধাতু দ্বারা শোষিত হাইড্রোজেন ভঙ্গুর হাইড্রাইড পর্যায় হিসাবে অবক্ষয় করে এবং নমনীয়তা হ্রাস করে, এবং ব্যর্থতা স্বাভাবিক নকশা শক্তির চেয়ে কম চাপের স্তরে ঘটতে পারে। যে পরিবেশগুলি হাইড্রোজেন তৈরি করে, যেমন ক্যাথোডিক সুরক্ষা, অ্যাসিড পিকলিং এবং দৃঢ়ভাবে অ্যাসিড হ্রাস করে, তাই নিয়ন্ত্রণ করতে হবে, এবং খাদের হাইড্রোজেন সামগ্রী অবশ্যই নির্দিষ্টকরণের মধ্যে রাখতে হবে।
যোগাযোগ (গ্যালভানিক) জারা এবং এর প্রতিরোধ
পৃষ্ঠের নিষ্ক্রিয় অক্সাইড ফিল্ম টাইটানিয়ামের সম্ভাব্যতাকে ইতিবাচক, মহৎ দিকে পরিবর্তন করে এবং এটিই টাইটানিয়ামকে অ্যাসিডিক এবং জলীয় মিডিয়াতে আক্রমণের প্রতিরোধ ক্ষমতা দেয়। একই পরিবর্তনের অর্থ হল যখন টাইটানিয়াম অন্য ধাতুর সাথে মিলিত হয় তখন একটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সার্কিট তৈরি হয় এবং যোগাযোগের ক্ষয় ঘটে। দুই ধরনের পরিবেশ জড়িত। প্রথমটির মধ্যে রয়েছে শহরের জল, লবণের দ্রবণ, সমুদ্রের জল, বায়ুমণ্ডল, নাইট্রিক অ্যাসিড এবং অ্যাসিটিক অ্যাসিড; এখানে টাইটানিয়াম নিষ্ক্রিয় থাকে যখন ক্যাডমিয়াম, দস্তা এবং অ্যালুমিনিয়ামের স্থিতিশীল ইলেক্ট্রোড সম্ভাব্যতা টাইটানিয়ামের তুলনায় বেশি ঋণাত্মক হয়, তাই সংযুক্ত ধাতুর অ্যানোডিক ক্ষয় হার প্রায় ছয় থেকে ষাটের একটি ফ্যাক্টর দ্বারা লাফিয়ে যায়। দ্বিতীয় ধরনের সালফিউরিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের মতো হ্রাসকারী অ্যাসিডগুলিকে কভার করে, যেখানে টাইটানিয়াম হয় নিষ্ক্রিয় হতে পারে বা সক্রিয় থাকতে পারে; অনুশীলনে যুগল আক্রমণ প্রথম ধরনের পরিবেশ থেকে মূল্যায়ন করা হয়। অ্যানোডাইজিং সাধারণত সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে একটি পরিবর্তিত স্তর তৈরি করতে প্রয়োগ করা হয় এবং তাই যোগাযোগের ক্ষয় রোধ করে। টাইটানিয়াম অ্যানোডের সাপেক্ষে ইনসুলেটিং গ্যাসকেট, অ-ধাতব ধোয়ার এবং বড় ক্যাথোডিক এলাকা পরিহার করা পরিপূরক ব্যবস্থা।
FAQ: টাইটানিয়াম ধাতু জারা
প্রশ্ন: টাইটানিয়ামে ফাটল ক্ষয় কোথায় হয়?
ফাঁকে, ল্যাপ জয়েন্ট, গ্যাসকেট লাইন এবং পৃষ্ঠের ত্রুটি যেখানে ইলেক্ট্রোলাইট স্থির থাকে। আক্রমণ স্থানীয়করণ করা হয়, ক্ষারীয় দ্রবণের তুলনায় নিরপেক্ষ বা অম্লীয় দ্রবণে বেশি সম্ভাবনা থাকে এবং প্রাচীরকে ছিদ্র করতে পারে।
প্রশ্ন: টাইটানিয়াম কি সমুদ্রের জলে গর্তের ঝুঁকিপূর্ণ?
বেশিরভাগ লবণাক্ত দ্রবণে টাইটানিয়ামের জন্য পিটিং বিরল। এটি প্রধানত নন-জল মিডিয়াতে এবং উচ্চ তাপমাত্রায় ফুটন্ত, অত্যন্ত ঘনীভূত ক্লোরাইড দ্রবণে দেখা যায়, যেখানে হ্যালাইড আয়নগুলি নিষ্ক্রিয় ফিল্মকে ভেঙে দেয়।
প্রশ্ন: টাইটানিয়ামে হাইড্রোজেন ক্ষয় সৃষ্টি করে?
ধাতুতে শোষিত হাইড্রোজেন ভঙ্গুর হাইড্রাইড পর্যায় গঠন করে এবং নমনীয়তা হ্রাস করে। প্যাসিভ ফিল্মের শক্তির সাথে সংবেদনশীলতা বৃদ্ধি পায়, তাই পিকলিং, ক্যাথোডিক সুরক্ষা এবং অ্যাসিড হ্রাস করা অবশ্যই নিয়ন্ত্রণ করা উচিত।
প্রশ্ন: কেন সংযুক্ত টাইটানিয়াম ক্যাডমিয়াম, দস্তা বা অ্যালুমিনিয়ামের ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে?
কারণ এই ধাতুগুলিতে টাইটানিয়ামের চেয়ে স্থিতিশীল ইলেক্ট্রোড সম্ভাবনা বেশি নেতিবাচক রয়েছে। টাইটানিয়াম নিষ্ক্রিয় থাকে এবং ক্যাথোড হিসাবে কাজ করে, তাই সংযুক্ত ধাতুর অ্যানোডিক দ্রবীভূত হওয়ার হার প্রায় ছয় থেকে ষাট গুণ বৃদ্ধি পায়।
প্রশ্ন: কিভাবে যোগাযোগ জারা প্রতিরোধ করা যেতে পারে?
টাইটানিয়াম পৃষ্ঠকে অ্যানোডাইজ করে একটি পরিবর্তিত স্তর তৈরি করে, নন- ধাতব ধোয়ার বা গ্যাসকেটের সাহায্যে জয়েন্টকে অন্তরক করে এবং ক্যাথোডিক এবং অ্যানোডিক সদস্যদের মধ্যে প্রতিকূল এলাকা অনুপাত এড়ানোর মাধ্যমে।
প্রশ্ন: কোন পরিবেশ টাইটানিয়ামের জন্য সবচেয়ে আক্রমনাত্মক?
ফাটল আক্রমণের জন্য স্থির নিরপেক্ষ বা অম্লীয় ক্লোরাইড, পিটিংয়ের জন্য ফোটানো ঘনীভূত ক্লোরাইড, এবং হাইড্রোজেন-বিভ্রান্তি এবং সাধারণ আক্রমণের জন্য মিডিয়া তৈরি বা দৃঢ়ভাবে হ্রাস করে।
