নতুন প্রযুক্তি, টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম মিশ্রণের নতুন প্রয়োগ এবং বিকাশের অবস্থা

টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম অ্যালোয়ের বৈশিষ্ট্যগুলির পরিচিতি

1.1 টাইটানিয়ামের পরিচিতি

টাইটানিয়াম একটি নতুন ধরনের উপাদান, যার কম ঘনত্ব, উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি, তাপ প্রতিরোধের এবং জারা প্রতিরোধের সুবিধা রয়েছে। এটির ওজন লোহার তুলনায় মাত্র অর্ধেক, তবে এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, যেমন হাতুড়ি এবং অঙ্কন, তামার সাথে তুলনীয়। সাধারণভাবে বলতে গেলে, তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে সাথে ধাতুগুলির প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পাবে, তবে টাইটানিয়াম এর বিপরীতে, তাপমাত্রা যত কম হবে, টাইটানিয়াম আরও শক্ত এবং শক্ত হয়ে উঠবে এবং যখন গুরুত্বপূর্ণ তাপমাত্রায় পৌঁছে যাবে তখন সুপারকন্ডাক্টিভিটি দেখা দেবে।

1.2 টাইটানিয়াম খাদ পরিচিতি

টাইটানিয়াম খাদ এবং টাইটানিয়াম প্রকৃতির কিছু পরিমাণে অনুরূপ, কম ঘনত্ব এবং উচ্চ শক্তির বৈশিষ্ট্যগুলি, এর চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য ছাড়াও, শক্তিশালী জারা প্রতিরোধের। তদুপরি, এর তাপ শক্তি বেশি, যা স্পষ্টতই অ্যালুমিনিয়াম খাদের চেয়ে ভাল। একই সময়ে, নিম্ন তাপমাত্রা এবং অতি-নিম্ন তাপমাত্রায় এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের সামান্য পরিবর্তন হয়।

টাইটানিয়ামের নতুন প্রযুক্তি এবং প্রয়োগ

2.1 টাইটানিয়ামের প্রস্তুতির পদ্ধতি

যদিও টাইটানিয়াম প্রকৃতিতে তুলনামূলকভাবে প্রচুর, তবে এটি একটি বিরল ধাতু কারণ এটি বিচ্ছুরিত এবং নিষ্কাশন করা কঠিন। বর্তমানে, টাইটানিয়ামের প্রস্তুতি দুটি বিভাগে বিভক্ত: তাপ হ্রাস পদ্ধতি এবং গলিত লবণ ইলেক্ট্রোলাইসিস পদ্ধতি।

(1) টাইটানিয়াম তাপ হ্রাস পদ্ধতি দ্বারা প্রস্তুত করা হয়েছিল

তাপ হ্রাস পদ্ধতি একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায়, Li, Na, Mg, Ca এবং এর হাইড্রাইড এবং অন্যান্য শক্তিশালী হ্রাসকারী এজেন্টের ব্যবহার, টাইটানিয়াম যৌগ থেকে টাইটানিয়াম যেমন TiCl4, TiO2, K2TiF6 হ্রাস। বিভিন্ন টাইটানিয়াম যৌগ অনুযায়ী, তাপ হ্রাস দ্বারা টাইটানিয়াম প্রস্তুতির প্রযুক্তিকে তিনটি বিভাগে ভাগ করা যায়:

① টাইটানিয়াম ক্লোরাইড রেডক্স পদ্ধতি, যেমন ক্রোল পদ্ধতি, হান্টার পদ্ধতি, আর্মস্ট্রং পদ্ধতি এবং EMR পদ্ধতি;

② টাইটানিয়াম অক্সাইডের REDOX পদ্ধতি, যেমন OS পদ্ধতি, PRP প্রক্রিয়া, MHR পদ্ধতি ইত্যাদি।

③ টাইটানেটের রেডক্স পদ্ধতি।

বর্তমানে, শুধুমাত্র ক্রোল পদ্ধতি এবং হান্টার পদ্ধতি সফলভাবে শিল্প উৎপাদনে প্রয়োগ করা যেতে পারে। ক্রোল পদ্ধতিতে ক্লোরাইডের বাইরে টাইটানিয়াম প্রতিস্থাপনের জন্য ম্যাগনেসিয়াম ব্যবহার করা হয় এবং হান্টার পদ্ধতি ক্লোরাইডের বাইরে টাইটানিয়াম প্রতিস্থাপন করতে সোডিয়াম ধাতু ব্যবহার করে। উপরন্তু, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র শিকাগো আন্তর্জাতিক টাইটানিয়াম পাউডার কোম্পানি আর্মস্ট্রং পদ্ধতি উন্নত, তার প্রস্তুতি পদ্ধতি হান্টার পদ্ধতি অনুরূপ, এছাড়াও টাইটানিয়াম ধাতু বিশুদ্ধ এজেন্ট সোডিয়াম হ্রাস ব্যবহার. যুক্তরাষ্ট্র ইতিমধ্যে কারখানায় প্রি-প্রোডাকশনের জন্য এই পদ্ধতি ব্যবহার করছে।

(2) গলিত লবণ ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা টাইটানিয়াম প্রস্তুত করা

1959 সালে, ক্রোল ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন যে গলিত লবণ ইলেক্ট্রোলাইসিস পরবর্তী পাঁচ থেকে দশ বছরের মধ্যে টাইটানিয়াম উত্পাদনের প্রভাবশালী পদ্ধতি হিসাবে ক্রোলকে প্রতিস্থাপন করবে। বছরের পর বছর ধরে, দেশে এবং বিদেশে গবেষণা প্রতিষ্ঠান এবং গবেষণাগারগুলি গলিত লবণ ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা টাইটানিয়াম তৈরির জন্য মোট এক ডজনেরও বেশি নতুন প্রযুক্তি তৈরি করেছে, যা কাঁচামাল অনুসারে নিম্নলিখিত তিনটি বিভাগে বিভক্ত করা যেতে পারে:

① টাইটানেটের ইলেক্ট্রোলাইসিস;

(2) টাইটানিয়াম ক্লোরাইডের তড়িৎ বিশ্লেষণ;

③ টাইটানিয়াম অক্সাইডের ইলেক্ট্রোলাইটিক পদ্ধতি, যার মধ্যে রয়েছে এফএফসি কেমব্রিজ পদ্ধতি, এমইআর প্রক্রিয়া, ইউএসটিবি পদ্ধতি, কিউআইটি প্রক্রিয়া, এসওএম পদ্ধতি এবং আয়নিক তরল ইলেক্ট্রোলাইটিক পদ্ধতি ইত্যাদি।

2.2 টাইটানিয়ামের নতুন ব্যবহার

1940 এর দশক থেকে, টাইটানিয়ামের ব্যবহার দ্রুত বিকশিত হয়েছে এবং এটি বিমান, রকেট, ক্ষেপণাস্ত্র, উপগ্রহ, মহাকাশযান, জাহাজ, সামরিক শিল্প, চিকিৎসা এবং পেট্রোকেমিক্যাল ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। সর্বশেষ গবেষণায় পাওয়া গেছে যে মানবদেহে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ টাইটানিয়াম রয়েছে, টাইটানিয়াম ফ্যাগোসাইটিক কোষকে উদ্দীপিত করবে, ইমিউন ফাংশনকে শক্তিশালী করতে পারে, তাই অনেক পরীক্ষাগার জৈবিক টাইটানিয়ামের বিকাশ এবং প্রয়োগের জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ।

নতুন প্রযুক্তি এবং টাইটানিয়াম খাদ প্রয়োগ

3.1 টাইটানিয়াম খাদ তৈরির পদ্ধতি

টাইটানিয়াম খাদ ঐতিহ্যগত প্রক্রিয়াকরণ সাধারণত গলিত এবং ঢালাই প্রযুক্তি গ্রহণ করে, সর্বশেষ প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি নিম্নলিখিত বিভক্ত করা হয়:

(1) কাছাকাছি নেট ছাঁচনির্মাণ প্রযুক্তি;

(2) লাইন ঘর্ষণ ঢালাই প্রযুক্তি;

(3) সুপারপ্লাস্টিক গঠন প্রযুক্তি;

(4) উপাদান প্রস্তুতি এবং প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ার কম্পিউটার সিমুলেশন প্রযুক্তি।

নিয়ার নেট ছাঁচনির্মাণ প্রযুক্তির মধ্যে রয়েছে লেজার ছাঁচনির্মাণ, নির্ভুলতা ঢালাই, নির্ভুল ডাই ফোরজিং, পাউডার ধাতুবিদ্যা, জেট ছাঁচনির্মাণ এবং অন্যান্য পদ্ধতি। পাউডার ধাতুবিদ্যা হল টাইটানিয়াম পাউডার বা টাইটানিয়াম অ্যালয় পাউডারকে কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহার করা, ছাঁচনির্মাণ এবং সিন্টারিংয়ের পরে, যাতে নতুন প্রক্রিয়ার টাইটানিয়াম অংশগুলি তৈরি করা যায়। প্রথমটি হল পাউডার উৎপাদন, সাধারণত যান্ত্রিক মিশ্রণের পদ্ধতি ব্যবহার করে, একটি বল মিল ব্যবহার করে কাঁচামালকে দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করতে, পিষে এবং নাড়া দেয়। তারপর পাউডার তৈরি করা সংকর ধাতু চাপা এবং গঠিত হয়। দুটি চাপের পদ্ধতি রয়েছে, যথা চাপ গঠন এবং অ-চাপ গঠন। এই পদক্ষেপের উদ্দেশ্য হল চাপা ভ্রূণের একটি নির্দিষ্ট আকৃতি এবং আকার তৈরি করা এবং এটিকে একটি নির্দিষ্ট ঘনত্ব এবং শক্তি তৈরি করা। তারপর ব্লাস্টোপ্লাজম স্রাব প্লাজমা sintering, উপরের এবং নিম্ন ডাই পাঞ্চিং এবং বৈদ্যুতিক ইলেক্ট্রোড ব্যবহার নির্দিষ্ট sintering পাওয়ার সাপ্লাই এবং প্রেসিং চাপ sintered পাউডার প্রয়োগ করা হবে, স্রাব সক্রিয়করণের পরে, থার্মোপ্লাস্টিক বিকৃতি এবং কুলিং এর প্রস্তুতি সম্পূর্ণ করার জন্য উচ্চ কর্মক্ষমতা টাইটানিয়াম উপকরণ. তারপর পরবর্তী চিকিত্সার জন্য প্লাজমা sintered টাইটানিয়াম খাদ, সাধারণত তাপ চিকিত্সা বা প্লাস্টিক প্রক্রিয়াকরণ.

3.2 টাইটানিয়াম মিশ্রণের নতুন ব্যবহার

টাইটানিয়াম সংকর ধাতুগুলি প্রাথমিক দিনগুলিতে মহাকাশ ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হত, প্রধানত বিমানের ইঞ্জিন বা বায়ুসংক্রান্ত উপাদান তৈরিতে। পরবর্তীতে, প্রযুক্তির ক্রমাগত বিকাশের সাথে, টাইটানিয়াম খাদ সাধারণ মানুষের জীবনে প্রবেশ করেছে, কারখানা বা বাড়ির ডিভাইসেও টাইটানিয়াম খাদ চিত্র রয়েছে। এখন দেশ এবং প্রতিষ্ঠানগুলি নতুন টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলি বিকাশের জন্য ঝাঁকুনি দিচ্ছে, যাতে তাদের কম খরচে এবং উচ্চ কার্যকারিতার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির নতুন বিকাশ প্রধানত নিম্নলিখিত পাঁচটি দিকগুলিতে কেন্দ্রীভূত।

(1) মেডিকেল টাইটানিয়াম খাদ

কম ঘনত্ব এবং ভাল বায়োকম্প্যাটিবিলিটি সহ টাইটানিয়াম সংকরগুলি আদর্শ চিকিৎসা সামগ্রী এবং এমনকি মানবদেহে ইমপ্লান্ট করা যেতে পারে। পূর্বে চিকিৎসা ক্ষেত্রে ব্যবহৃত টাইটানিয়াম সংকর ধাতুতে ভ্যানডিয়াম এবং অ্যালুমিনিয়াম থাকে, যা মানবদেহের ক্ষতি করতে পারে। কিন্তু অদূর ভবিষ্যতে, জাপানি পণ্ডিতরা একটি নতুন ধরনের টাইটানিয়াম খাদ তৈরি করেছেন, ভাল বায়োকম্প্যাটিবিলিটি সহ, কিন্তু খাদটি এখনও ব্যাপকভাবে উত্পাদিত হয়নি, এটি বিশ্বাস করা হয় যে অদূর ভবিষ্যতে, এই ধরনের উচ্চ-মানের খাদ ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। দৈনন্দিন জীবনে।

(2) শিখা retardant টাইটানিয়াম খাদ

টাইটানিয়াম বেস অ্যালয় যা নির্দিষ্ট চাপ, তাপমাত্রা এবং বায়ু প্রবাহের হারের অধীনে জ্বলন প্রতিরোধ করতে পারে তা হল শিখা প্রতিরোধক টাইটানিয়াম খাদ। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, রাশিয়া এবং চীন নতুন প্রতিরোধের টাইটানিয়াম সংকর ধাতু তৈরি করেছে, যার মধ্যে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এই প্রতিরোধী টাইটানিয়াম সংকর ধাতুগুলিকে ইঞ্জিনে প্রয়োগ করবে, কারণ এই টাইটানিয়াম মিশ্রণগুলি জ্বলনের প্রতি সংবেদনশীল নয়, তাই ইঞ্জিনের স্থায়িত্বকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে।

(3) উচ্চ শক্তি এবং বলিষ্ঠতা সঙ্গে টাইপ

টাইটানিয়াম খাদ উচ্চ শক্তি, ভাল ওয়েল্ডিবিলিটি এবং চমৎকার ঠান্ডা এবং গরম কাজের কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য আছে. গবেষকরা এই আইন ব্যবহার করে, প্রস্তুতির -টাইপ টাইটানিয়াম খাদ বৈশিষ্ট্য খুব সুস্পষ্ট: ভাল গরম কাজ কর্মক্ষমতা, ভাল plasticity, ভাল ঢালাই কর্মক্ষমতা. এবং সমাধান বার্ধক্য চিকিত্সার পরে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য ব্যাপকভাবে উন্নত হয়। বর্তমানে জাপান ও রাশিয়া এ ধরনের টাইটানিয়াম সংকর ধাতু প্রস্তুত করেছে।

(4) টাইটানিয়াম এবং অ্যালুমিনিয়াম যৌগ

সাধারণ টাইটানিয়াম খাদ সঙ্গে তুলনা, টাইটানিয়াম অ্যালুমিনিয়াম যৌগ ভাল উচ্চ তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা, ভাল অক্সিডেশন প্রতিরোধের এবং ক্রীপ প্রতিরোধের আছে, এবং ঘনত্ব সাধারণ টাইটানিয়াম খাদ থেকে কম। এই চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলি টিআই-এর জন্য নির্ধারিত - আল যৌগগুলি একটি নতুন সংকর ধাতু বুম বন্ধ করবে। নতুন টাইটানিয়াম - অ্যালুমিনিয়াম যৌগিক খাদ মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে সংশ্লেষিত হয়েছে এবং ব্যাপক উত্পাদন হচ্ছে।

(5) উচ্চ তাপমাত্রা টাইটানিয়াম খাদ

দ্রুত দৃঢ়করণ পদ্ধতি এবং পাউডার ধাতুবিদ্যা পদ্ধতির সমন্বয় করে, ফাইবার বা কণা চাঙ্গা যৌগ দ্বারা প্রস্তুত টাইটানিয়াম খাদ চমৎকার উচ্চ তাপমাত্রা যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য আছে. উচ্চ তাপমাত্রার টাইটানিয়াম খাদের তাপমাত্রা সীমা সাধারণ টাইটানিয়াম খাদের তুলনায় অনেক বেশি। বর্তমানে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র একটি নতুন উচ্চ তাপমাত্রা টাইটানিয়াম খাদ প্রস্তুত করেছে।

(6) টাইটানিয়াম নিকেল খাদ

টাইটানিয়াম এবং নিকেলের একটি সংকর, যা "মেমরি অ্যালয়" নামে পরিচিত, একটি পূর্বনির্ধারিত আকারে তৈরি করা হয়। আকৃতির পরে, যদি বাহ্যিক শক্তি দ্বারা বিকৃত হয়, এটি সামান্য তাপ দিয়ে তার আসল চেহারাতে পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে। এই খাদ বিভিন্ন ক্ষেত্রে যেমন যন্ত্র এবং ইলেকট্রনিক ডিভাইস ব্যবহার করা যেতে পারে।

চীনে টাইটানিয়াম খাদ উপাদান উন্নয়নের বর্তমান অবস্থা

টাইটানিয়াম খাদ বলতে টাইটানিয়াম এবং অন্যান্য ধাতু দিয়ে তৈরি বিভিন্ন ধরণের সংকর ধাতুকে বোঝায়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, চীন প্রায়শই টাইটানিয়াম খাদ উপকরণগুলির গবেষণা এবং উন্নয়ন, উত্পাদন এবং প্রয়োগকে উত্সাহিত করার জন্য নীতি জারি করেছে। বিশ্ববাজারে, টাইটানিয়াম খাদ উপকরণগুলি প্রধানত বিমান শিল্প, প্রতিরক্ষা শিল্প এবং অন্যান্য শিল্পে ব্যবহৃত হয়। তাদের মধ্যে, এভিয়েশন শিল্পে আবেদনের চাহিদা প্রায় 50%, প্রধানত বিমান এবং ইঞ্জিন তৈরির জন্য। আমাদের দেশে টাইটানিয়াম উপকরণের চাহিদা কাঠামোতে, টাইটানিয়াম প্রক্রিয়াকরণ উপকরণগুলি প্রধানত রাসায়নিক শিল্পের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয় এবং গার্হস্থ্য মহাকাশে ব্যবহৃত টাইটানিয়াম উপকরণগুলির অনুপাত মাত্র 20%, যা নির্দেশ করে যে টাইটানিয়ামের বাজারে প্রচুর সম্ভাবনা রয়েছে। আমাদের দেশে বিমান চলাচলে ব্যবহৃত উপকরণ। বর্তমানে, হাই-এন্ড টাইটানিয়াম খাদের ক্ষেত্রে, এমন কয়েকটি উদ্যোগ রয়েছে যা আমাদের দেশে সামরিক বিমান চালনা টাইটানিয়াম খাদ রড এবং তার তৈরি করতে পারে, যা একটি "ডুপলি" প্রতিযোগিতার প্যাটার্ন।

1. নীতি টাইটানিয়াম খাদ উপকরণ উন্নয়ন উত্সাহিত করে

টাইটানিয়াম সংকর ধাতু টাইটানিয়াম এবং অন্যান্য ধাতু দিয়ে তৈরি বিভিন্ন ধরণের সংকর ধাতুকে বোঝায়। বিশ্বের অনেক দেশ টাইটানিয়াম খাদ উপকরণের গুরুত্ব উপলব্ধি করেছে, এবং এটি নিয়ে গবেষণা ও উন্নয়ন করেছে এবং বাস্তবে প্রয়োগ করেছে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, চীন প্রায়শই টাইটানিয়াম খাদ উপকরণগুলির গবেষণা এবং উন্নয়ন, উত্পাদন এবং প্রয়োগকে উত্সাহিত করার জন্য নীতি জারি করেছে। 2019 সালে, ইন্ডাস্ট্রিয়াল স্ট্রাকচার অ্যাডজাস্টমেন্ট (2019 খসড়া) এর জন্য গাইডেন্স ক্যাটালগে প্রকাশিত তথ্য অনুসারে, উচ্চ-পারফরম্যান্সের অতি-সূক্ষ্ম, অতি-মোটা, যৌগিক কাঠামো সিমেন্টেড কার্বাইড উপকরণ এবং গভীর প্রক্রিয়াকরণ পণ্য, নিম্ন মডুলাস টাইটানিয়াম অ্যালয় রিসিসিং উপকরণ, টাইটানিয়াম খাদ উপকরণ, টাইটানিয়াম খাদ মহাকাশের জন্য ফাস্টেনার এবং তাই শিল্প কাঠামো সমন্বয়ের জন্য উত্সাহিত প্রকল্প হিসাবে তালিকাভুক্ত করা হবে।

2. টাইটানিয়াম খাদ উপকরণ প্রধানত মহাকাশ এবং সামরিক ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়

বিশ্ববাজারে, টাইটানিয়াম খাদ উপকরণগুলি প্রধানত বিমান শিল্প, প্রতিরক্ষা শিল্প এবং অন্যান্য শিল্পে ব্যবহৃত হয়। তাদের মধ্যে, এভিয়েশন শিল্পে আবেদনের চাহিদা প্রায় 50%, প্রধানত বিমান এবং ইঞ্জিন তৈরির জন্য। চীনে টাইটানিয়াম উপকরণের চাহিদার কাঠামোতে, টাইটানিয়াম প্রক্রিয়াকরণ উপকরণগুলি প্রধানত রাসায়নিক ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। বিশ্বের সাথে তুলনা করা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য হল বিমান চালনার ক্ষেত্রে। বিমান চালনায় ব্যবহৃত টাইটানিয়াম সামগ্রীগুলি সর্বদা বিশ্বের টাইটানিয়াম সামগ্রীর মোট চাহিদার প্রায় 53% এর জন্য দায়ী, যখন গার্হস্থ্য মহাকাশে ব্যবহৃত টাইটানিয়াম সামগ্রীর অনুপাত মাত্র 20%, যা নির্দেশ করে যে টাইটানিয়ামের বাজারে এখনও প্রচুর সম্ভাবনা রয়েছে। চীনে বিমান চলাচলে ব্যবহৃত উপকরণ।

সারাংশ

টাইটানিয়ামের ধাতুর অনেক অতুলনীয় সুবিধা রয়েছে, সমাজের অগ্রগতির সাথে, বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির বিকাশ, টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম খাদ আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হবে, টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম খাদের জন্য মানুষের চাহিদা বৃদ্ধি পাবে এবং উচ্চ উত্পাদন খরচ অন্যতম। টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম খাদ প্রচার এবং ব্যবহার সীমিত করার প্রধান কারণ। অতএব, কম খরচে, বড় আকারের এবং পরিবেশগত পরিবেশগত সুরক্ষা ক্রমাগত উত্পাদন প্রক্রিয়ার বিকাশ এবং প্রয়োগ টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম মিশ্রণগুলিকে আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহার করতে পারে।