ভূমিকা
অবাধ্য ধাতু হল বিরল ধাতুগুলির একটি গ্রুপ যাদের উচ্চ গলনাঙ্ক, উচ্চ তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং জারা প্রতিরোধের ব্যতিক্রমী ক্ষমতা রয়েছে। এই বৈশিষ্ট্যগুলির ফলস্বরূপ, অবাধ্য ধাতুগুলি মহাকাশ, পারমাণবিক এবং প্রতিরক্ষা সহ বিস্তৃত শিল্পে ব্যবহৃত হয়। ধাতুগুলির মূল বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল যান্ত্রিক চাপ সহ্য করার ক্ষমতা, তবে অবাধ্য ধাতুগুলির ভঙ্গুরতা সম্পর্কে প্রায়শই প্রশ্ন থাকে। এই নিবন্ধে, আমরা অবাধ্য ধাতুগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি দেখব যা তাদের ভঙ্গুরতা নির্ধারণ করে এবং মূল্যায়ন করে যে তারা আসলে ভঙ্গুর কিনা।
অবাধ্য ধাতু কি?
অবাধ্য ধাতু হল একদল ধাতু যার গলনাঙ্ক 1850 ডিগ্রির উপরে, তাপ ও পরিধানের ব্যতিক্রমী প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং চমৎকার জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা। অবাধ্য ধাতুগুলির মধ্যে রয়েছে ট্যানটালাম (Ta), টাংস্টেন (W), মলিবডেনাম (Mo), niobium (Nb), রেনিয়াম (Re), এবং osmium (Os)। তাদের উচ্চ গলনাঙ্ক এবং অন্যান্য পছন্দসই বৈশিষ্ট্যের কারণে, অবাধ্য ধাতুগুলি মহাকাশ, প্রতিরক্ষা এবং পারমাণবিক সহ বিস্তৃত শিল্পে ব্যবহৃত হয়। অবাধ্য ধাতুগুলির ব্যবহারকে ঘিরে মূল প্রশ্নগুলির মধ্যে একটি হল তারা ভঙ্গুর কিনা।
ভঙ্গুরতা কি?
ভঙ্গুরতা এমন একটি সম্পত্তি যা চাপ বা স্ট্রেনের অধীনে একটি উপাদানের ফাটল বা ফ্র্যাকচারের প্রবণতাকে বর্ণনা করে। একটি ভঙ্গুর উপাদান চাপের সংস্পর্শে আসার সময় হঠাৎ এবং সতর্কতা ছাড়াই ব্যর্থ হবে, যেখানে একটি আরও নমনীয় উপাদান এটি ব্যর্থ হওয়ার আগে বিকৃত হবে। একটি উপাদানের ভঙ্গুরতায় অবদান রাখতে পারে এমন কয়েকটি কারণ রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে এর স্ফটিক গঠন, এর মাইক্রোস্ট্রাকচারের সামঞ্জস্যতা এবং ফাটল বা অন্তর্ভুক্তির মতো ত্রুটির উপস্থিতি।
অবাধ্য ধাতুগুলির ভঙ্গুরতাকে প্রভাবিত করার কারণগুলি
স্ফটিক গঠন:
অবাধ্য ধাতুগুলির সাধারণত একটি দেহ-কেন্দ্রিক কিউবিক (bcc) স্ফটিক কাঠামো থাকে, যা অন্যান্য স্ফটিক কাঠামো যেমন মুখ-কেন্দ্রিক ঘনক (fcc) বা ষড়ভুজ ক্লোজ-প্যাকড (hcp) থেকে স্বাভাবিকভাবেই কম নমনীয়। বিসিসি স্ফটিক কাঠামো কাঠামোর মধ্যে একটি স্লিপ প্লেন তৈরি করে যা চাপের সময় ভঙ্গুর ফ্র্যাকচারকে উন্নীত করতে পারে।
মাইক্রোস্ট্রাকচার:
একটি উপাদানের microstructure এছাড়াও তার ভঙ্গুরতা প্রভাবিত করতে পারে. অবাধ্য ধাতুগুলি প্রায়শই পাউডার ধাতুবিদ্যা কৌশল দ্বারা উত্পাদিত হয়, যা উপাদানের মাইক্রোস্ট্রাকচারে অসঙ্গতি তৈরি করতে পারে। এই অসামঞ্জস্যতা ফাটল বা অন্তর্ভুক্তির মতো ত্রুটির কারণ হতে পারে যা ভঙ্গুর ফ্র্যাকচারকে উন্নীত করতে পারে।
অমেধ্য:
একটি ধাতুর মধ্যে থাকা অমেধ্যগুলিও এর ভঙ্গুরতায় অবদান রাখতে পারে। অবাধ্য ধাতুগুলি প্রায়শই উচ্চ-তাপমাত্রার কৌশল দ্বারা উত্পাদিত হয় যা উপাদানের মধ্যে অমেধ্য প্রবর্তন করতে পারে। অমেধ্যের উপস্থিতি এমন ত্রুটি তৈরি করতে পারে যা ভঙ্গুর ফ্র্যাকচারকে উৎসাহিত করে।
অবাধ্য ধাতু কেস স্টাডিজ
ট্যান্টালাম:
তাপ এবং পরিধানের ব্যতিক্রমী প্রতিরোধের কারণে ট্যানটালাম উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে একটি অবাধ্য ধাতু হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ট্যানটালাম জারা প্রতিরোধের জন্যও সুপরিচিত। ট্যানটালাম একটি ভঙ্গুর ধাতু হিসাবে বিবেচিত হয় না, এবং এটি নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে ভাল নমনীয়তা দেখানো হয়েছে।
টংস্টেন:
টংস্টেন হল আরেকটি অবাধ্য ধাতু যা প্রায়শই উচ্চ-তাপমাত্রা প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়। টংস্টেনের একটি উচ্চ গলনাঙ্ক এবং চমৎকার তাপীয় স্থিতিশীলতা রয়েছে। টংস্টেনকে একটি ভঙ্গুর ধাতু হিসাবে বিবেচনা করা হয়, এর bcc স্ফটিক গঠনের কারণে।
মলিবডেনাম:
উচ্চ গলনাঙ্ক এবং চমৎকার তাপীয় স্থিতিশীলতার কারণে মলিবডেনাম প্রায়ই অবাধ্য ধাতু হিসেবে ব্যবহৃত হয়। মলিবডেনাম একটি ভঙ্গুর ধাতু হিসাবে বিবেচিত হয় না, এবং এটি নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে ভাল নমনীয়তা দেখানো হয়েছে।
নিওবিয়াম:
উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের এবং চমৎকার জারা প্রতিরোধের কারণে নিওবিয়াম প্রায়ই একটি অবাধ্য ধাতু হিসাবে ব্যবহৃত হয়। নিওবিয়াম একটি ভঙ্গুর ধাতু হিসাবে পরিচিত নয়, এবং এটি নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে ভাল নমনীয়তা দেখানো হয়েছে।
রেনিয়াম:
রেনিয়াম একটি বিরল অবাধ্য ধাতু যার উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং চমৎকার নমনীয়তা রয়েছে। রেনিয়ামকে একটি ভঙ্গুর ধাতু হিসাবে বিবেচনা করা হয় না এবং উচ্চ তাপমাত্রায়ও এটির ভাল নমনীয়তা দেখানো হয়েছে।
অসমিয়াম:
অসমিয়াম হল একটি বিরল অবাধ্য ধাতু যার যে কোনো পরিচিত মৌলের সর্বোচ্চ গলনাঙ্ক রয়েছে। অসমিয়ামকে তুলনামূলকভাবে ভঙ্গুর ধাতু হিসেবে দেখানো হয়েছে, এর bcc স্ফটিক গঠনের কারণে।
উপসংহার
অবাধ্য ধাতু হল বিরল ধাতুগুলির একটি গ্রুপ যাদের উচ্চ গলনাঙ্ক, উচ্চ তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং জারা প্রতিরোধের ব্যতিক্রমী ক্ষমতা রয়েছে। তাদের পছন্দসই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, অবাধ্য ধাতুগুলি মহাকাশ, প্রতিরক্ষা এবং পারমাণবিক সহ বিস্তৃত শিল্পে ব্যবহৃত হয়। অবাধ্য ধাতুগুলি ভঙ্গুর কিনা সেই প্রশ্নটি জটিল এবং স্ফটিক গঠন, মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং অমেধ্য সহ বিভিন্ন কারণের উপর নির্ভর করে। যদিও কিছু অবাধ্য ধাতু ভঙ্গুর বলে মনে করা হয়, অন্যদের কিছু নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে ভাল নমনীয়তা আছে। সাধারণভাবে, এটি বলা যেতে পারে যে অবাধ্য ধাতুগুলি সহজাতভাবে ভঙ্গুর নয়, তবে উচ্চ-চাপ প্রয়োগে ব্যবহার করার সময় তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি অবশ্যই সাবধানে বিবেচনা করা উচিত।