তামা-নিকেল ধাতুগুলির গবেষণা এবং প্রয়োগের একটি পর্যালোচনা, যার মধ্যে শ্রেণীবিভাগ, বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ এবং তামা-নিকেল সংকরগুলির কার্যকারিতা প্রয়োজনীয়তার উপর গবেষণা রয়েছে

তামা-নিকেল ধাতুগুলির গবেষণা এবং প্রয়োগের একটি পর্যালোচনা, যার মধ্যে শ্রেণীবিভাগ, বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ এবং তামা-নিকেল সংকরগুলির কার্যকারিতা প্রয়োজনীয়তার উপর গবেষণা রয়েছে

বিমূর্ত: সামুদ্রিক শিল্পের দ্রুত বিকাশ সাদা তামা সহ সামুদ্রিক প্রকৌশল প্রয়োগের উপকরণগুলিতে ক্রমবর্ধমান চাহিদা তৈরি করেছে, যা জাহাজে, কিছু বিদ্যুৎকেন্দ্রে এবং সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। কারণ এটি দীর্ঘমেয়াদী সমুদ্রের জলের ক্ষয় এবং ক্ষয় সাপেক্ষে, যদি ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা ব্যবহারের প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ না করে, তবে ক্ষয় ব্যর্থতা ঘটবে, যার ফলে বিশাল ক্ষতি হবে। অতএব, সাদা তামা তার ভাল সমুদ্রের জলের জারা প্রতিরোধের (বিশেষ করে ভাল ক্ষয় জারা কর্মক্ষমতা) এবং জারা ক্লান্তি প্রতিরোধের, চমৎকার ঠান্ডা এবং গরম প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতা, এবং উচ্চ প্রসার্য শক্তি, ফলন শক্তি এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের কারণে ক্রমবর্ধমান মনোযোগ আকর্ষণ করেছে।

কীওয়ার্ড: সাদা তামা; গঠন; জারা প্রতিরোধের; আবেদন

CTL ক্লাসিফিকেশন নম্বর: TG146.15 ডকুমেন্ট কোড: A

সামুদ্রিক শিল্পের বিকাশের সাথে সাথে, সামুদ্রিক জল শীতলকরণ সিস্টেমের উপাদান নির্বাচন প্রাথমিক TUP তামা, অ্যালুমিনিয়াম ব্রাস এবং স্টেইনলেস স্টিল থেকে বর্তমান তামা-নিকেল খাদ থেকে সমুদ্রের জলের ক্ষয় প্রতিরোধের সাথে উন্নত হয়েছে। সাদা তামা প্রধান উপাদান হিসেবে নিকেল ব্যবহার করে এবং এতে অল্প পরিমাণ Fe, Mn এবং অন্যান্য উপাদান থাকে যা একটি অবিচ্ছিন্ন-একক-ফেজ কঠিন দ্রবণ তৈরি করে, যা এটিকে ভালো নমনীয়তা, প্রভাব প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা দেয়। একই সময়ে, তামা এবং নিকেলের অসীম কঠিন দ্রবণ পরবর্তী গরম এবং ঠান্ডা প্রক্রিয়াকরণের সময় ফেজ রূপান্তরকে বাধা দেয়, তাই এটি খাদটির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং জারা প্রতিরোধের উপর সামান্য প্রভাব ফেলে। এই নিবন্ধটি বিভিন্ন সাদা তামার সংকর ধাতু এবং তাদের প্রয়োগের সাথে পরিচয় করিয়ে দেয় এবং তামা-নিকেল ধাতুগুলির গবেষণার অগ্রগতির সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়। চিত্র 1 অফশোর প্ল্যাটফর্ম সিস্টেম দেখায়, এবং চিত্র 2 উপাদান কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা দেখায়।

1. তামা-নিকেল সংকর শ্রেণীবিভাগ

সারণি 1 কাপরোনিকেল খাদের গ্রেড এবং মৌলিক রচনা দেখায়। কাপরোনিকেলকে ম্যাঙ্গানিজ কাপরোনিকেল, আয়রন কাপরোনিকেল, সাধারণ কাপরোনিকেল, অ্যালুমিনিয়াম কাপরোনিকেল এবং দস্তা কাপরোনিকেল এ ভাগ করা যায়। Ni উপাদানের বিভিন্ন বিষয়বস্তুর কারণে, এর বৈশিষ্ট্য ভিন্ন, এবং প্রয়োগের উপলক্ষও ভিন্ন। ভিন্ন এটির অপরিবর্তনীয় জারা প্রতিরোধের এবং ঐতিহ্যবাহী অ্যালয়গুলির থেকে উচ্চতর অনেক বৈশিষ্ট্যের কারণে, এটির দুর্দান্ত প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।

2. তামা-নিকেল ধাতুর বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ

সাধারণ সাদা তামা সাধারণত একটি কাঠামোগত তামা-নিকেল খাদ। এর উচ্চ জারা প্রতিরোধের পাশাপাশি, এটির উচ্চ এবং নিম্ন তাপমাত্রায় ভাল ব্যাপক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, অর্থাৎ, ভাল প্লাস্টিকতা এবং শক্ততা। এটি সাধারণত রড বা স্ট্রিপ হিসাবে ব্যবহৃত হয়। একই সময়ে, সাধারণ সাদা তামার ভিত্তিতে Fe, Mn, Zn এবং Al-এর মতো কিছু ট্রেস অ্যালয় উপাদান যুক্ত করা ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে বিশেষ কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা অর্জন করতে পারে এবং শিল্প চাহিদাগুলি আরও ভালভাবে পূরণ করতে পারে। সর্বাধিক ব্যবহৃত লোহা-নিকেল তামা হল BFe10-1-1 (C70600) এবং

image.png

BFe30-1-1 (C71500), যখন Ni এর ভর ভগ্নাংশ 30% এবং 10% এর মধ্যে থাকে, তখন খাদটির একটি বিস্তৃত প্যাসিভেশন পরিসীমা এবং সর্বোত্তম জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে। সামুদ্রিক জলের ক্ষয় এবং ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য খাদটির অত্যন্ত শক্তিশালী প্রতিরোধ রয়েছে এবং এটিকে "মেরিন ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যালয়" বলা হয়। সামুদ্রিক প্রকৌশল ক্ষেত্রে তামা এবং তামার সংকর ধাতুগুলির প্রধান প্রয়োগগুলি সারণি 2 এ দেখানো হয়েছে।

BFe10-1-1 এবং BFe30-1-1 ধাতুগুলির সামুদ্রিক জলের ক্ষয় এবং ক্ষয়, উচ্চ তাপ স্থানান্তর সহগ, চমৎকার যান্ত্রিক/ঢালাই বৈশিষ্ট্য, সামুদ্রিক মাইক্রোবিয়াল আনুগত্য প্রতিরোধ ইত্যাদির ভাল প্রতিরোধের সুবিধা রয়েছে এবং এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় জাহাজের প্রধান এবং অক্জিলিয়ারী ইঞ্জিনে। কুলিং ওয়াটার পাইপ, অফশোর তেল উৎপাদন প্ল্যাটফর্মে অগ্নি সুরক্ষা পাইপলাইন, পাওয়ার প্ল্যান্টে হিট এক্সচেঞ্জার, উপকূলীয় পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে কনডেনসার, এবং সমুদ্রের জল বিশুদ্ধকরণের জন্য মাল্টি-স্টেজ ফ্ল্যাশ বাষ্পীভবন ডিভাইসে ব্রাইন হিটার [2-4]। একই সময়ে, BFe30-1-1 সংকর ধাতুর উচ্চ শক্তি রয়েছে এবং এটি উচ্চ-শক্তির কাঠামোগত অংশ যেমন শ্যাফ্ট, ফাস্টেনার, ভালভ স্টেম এবং কিছু সামুদ্রিক ডিভাইসের ফ্ল্যাঞ্জে ব্যবহৃত হয়। BFe30-2-2 খাদ, যা সমুদ্রের জলের ক্ষয় ক্ষয় এবং বালির ক্ষয় প্রতিরোধী, পূর্ব চীন সাগরের সমুদ্রের জলে উচ্চ বালির উপাদানের সমস্যা মোকাবেলা করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল [5]। BFe10-1-1

image.png

শক্ত অবস্থায় BFe{{0}} অ্যালয় পাইপের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি পূরণ করা উচিত: প্রসার্য শক্তি 370MPa এর চেয়ে বেশি বা সমান, ফলন শক্তি 150MPa এর চেয়ে বেশি বা সমান, প্রসারণ 18% এর চেয়ে বেশি বা সমান, ভিকারের কঠোরতা 85 এর চেয়ে বেশি বা সমান; জারা প্রতিরোধের: জারা পরিমাণ (50 ডিগ্রী, 3.5% NaCl সমুদ্রের জল) 0.025 মিমি/এ এর চেয়ে কম বা সমান, কোনও পিটিং ক্ষয় অনুমোদিত নয়। ম্যাঙ্গানিজ সাদা তামা (BMn{10}} খাদ) একটি মাঝারি প্রতিরোধের সহগ, একটি ছোট প্রতিরোধের তাপমাত্রা সহগ এবং তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল। এর ভালো বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, BMn{11}} খাদকে অন্যান্য নির্ভুল যন্ত্রের স্ট্যান্ডার্ড প্রতিরোধক এবং প্রতিরোধী উপাদান তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। সময়ের বিকাশের সাথে সাথে, যন্ত্রগুলির নির্ভুলতার জন্য প্রয়োজনীয়তাগুলি উচ্চতর এবং উচ্চতর হচ্ছে, তাই এই খাদ নিয়ে গবেষণা খাদ রচনা এবং বিষয়বস্তু পরিবর্তন করে থামতে পারে না [6]। অ্যানিলিং, অনুভূমিক এক্সট্রুশন ব্যর্থতা এবং অঙ্কন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, BMn3-12 খাদের বিশেষ সুসঙ্গত জোড়া সীমানা রয়েছে, যা উপাদানের পরিবাহিতাকে প্রভাবিত না করেই উপাদানের শক্তিকে উন্নত করতে পারে। BMn40-1.5 খাদ হল একটি বৈদ্যুতিক তামা-নিকেল সংকর ধাতু যা BMn3-12 ধাতুর চেয়ে আগে ব্যবহার করা হত। এর প্রতিরোধের ছোট তাপমাত্রা সহগের কারণে, এটির তাপ প্রতিরোধের আরও ভাল এবং একটি বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসরে ব্যবহার করা যেতে পারে। BMn3-12 সংকর ধাতুর সাথে তুলনা করে, BMn40-1.5 খাদের তামার বিরুদ্ধে উচ্চ থার্মোইলেকট্রিক সম্ভাবনা রয়েছে, তাই এটি নির্ভুল প্রতিরোধক, স্লাইডিং প্রতিরোধক, ট্রান্সফরমার শুরু এবং নিয়ন্ত্রণ করা এবং AC [8] এর জন্য রেজিস্ট্যান্স স্ট্রেন গেজগুলির জন্য উপযুক্ত ]। অ্যালুমিনিয়াম-নিকেল তামা উভয়ই উচ্চ শক্তি এবং ভাল প্লাস্টিকতা এবং বলিষ্ঠতা রয়েছে। তাদের মধ্যে, BAl13-3 খাদ প্রায়শই উচ্চ-শক্তির ক্ষয়-প্রতিরোধী অংশ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, এবং BAL16-1.5 খাদ গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহারের সাথে সমতল স্প্রিং তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। দীর্ঘ সময়ের জন্য, অ্যালুমিনিয়াম-নিকেল কপারের কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য, অ্যালুমিনিয়াম-নিকেল কপারের একটি শক্তিশালী ম্যাট্রিক্স তৈরি করতে প্রায়শই অল্প পরিমাণে ট্রেস উপাদান যুক্ত করা হয়, যার ব্যবহারিক প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য উচ্চ শক্তি বজায় রাখার সময় ভাল পরিবাহিতা রয়েছে। . কারণ অ্যালুমিনিয়াম-নিকেল কপারের উচ্চ শক্তি, উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং ভাল পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, এটি সীসা ফ্রেম এবং পরিধান-প্রতিরোধী অংশগুলির জন্য একটি সম্ভাব্য উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে [9-11]।

দস্তা কাপরোনিকেল (BZn18-18BZn15-20 খাদ) কে "জার্মান সিলভার" [12]ও বলা হয়। দস্তা-নিকেল কপারের ভাল প্রসার্য শক্তি, ক্লান্তি প্রতিরোধ এবং জারা প্রতিরোধের সুবিধা রয়েছে, এটি প্রধানত উপাদান বা স্ফটিক, চিকিৎসা সরঞ্জাম, নির্মাণ সামগ্রী এবং বায়ু যন্ত্রের শেল হিসাবে ব্যবহৃত হয় [13]।

3. তামা-নিকেল খাদ কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা

আমার দেশের সামুদ্রিক জাহাজ নির্মাণ শিল্প, সমুদ্র উপকূলীয় তেল ও গ্যাস শিল্প, সামুদ্রিক খনি, সামুদ্রিক শক্তি এবং সমুদ্রের পানি নিষ্কাশন শিল্পের দ্রুত বিকাশের সাথে সাথে উপকরণের প্রয়োজনীয়তা উচ্চতর এবং উচ্চতর হচ্ছে [16]। তাদের মধ্যে, তামা-নিকেল খাদ পাইপ বেশিরভাগই ব্যবহৃত হয়। জাহাজের জন্য কপার অ্যালয় কনডেনসার পাইপগুলি দীর্ঘদিন ধরে উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ চাপ এবং অত্যন্ত ক্ষয়কারী শীতল মাধ্যম - সমুদ্রের জলের পরিবেশে কাজ করছে। অতএব, প্রয়োজনীয়তা মেটাতে পণ্যটির রাসায়নিক গঠন, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং সমুদ্রের জলের ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য এটি আর যথেষ্ট নয়। জ্যামিতিক মাত্রিক নির্ভুলতা, প্রক্রিয়া কর্মক্ষমতা, অভ্যন্তরীণ সংগঠন এবং অন্যান্য সূচকগুলির উপরও কঠোর প্রয়োজনীয়তা স্থাপন করা আবশ্যক। একই সময়ে, তামা-নিকেল খাদ পাইপগুলিরও ভাল জারা প্রতিরোধের প্রয়োজন। , উচ্চ তাপ স্থানান্তর সহগ, বড় ব্যাস, উচ্চ নির্ভুলতা, চমৎকার যান্ত্রিক ঢালাই প্রযুক্তি, এবং সামুদ্রিক অণুজীবের আনুগত্য বাধা দেওয়ার ভাল ক্ষমতা [17] এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য। বর্তমানে, চীনে প্রক্রিয়াকরণের সরঞ্জামগুলির সমস্যার কারণে, বড়-ব্যাসের তামা টিউব অ্যালয়গুলি এখনও ব্যাপকভাবে উত্পাদন করতে অক্ষম এবং প্রধানত বিদেশী আমদানির উপর নির্ভর করে। অতএব, বড়-ব্যাসের তামার পাইপের উত্পাদন অসুবিধাগুলি এখনও কাটিয়ে উঠতে হবে।

4. তামা-নিকেল খাদ গবেষণা অগ্রগতি

4.1 তামা-নিকেল খাদের জারা প্রক্রিয়া

চিত্র 4 অক্সিজেনযুক্ত সমুদ্রের জলে কাপরোনিকেলের ক্ষয় প্রতিক্রিয়ার বিভিন্ন প্রক্রিয়া দেখায়। চিত্রে AB রেখা হল সমুদ্রের জলে কাপ্রনিকেলের ক্যাথোড বিক্রিয়া প্রক্রিয়া, যাকে এভাবে প্রকাশ করা যেতে পারে:

1/2[O2]+[H2O]+2e−{{6}[OH−] (1)

চিত্র 4-এর সিডি লাইন হল সমুদ্রের পানিতে নিষ্ক্রিয়তা ছাড়াই সাদা তামার অ্যানোড বিক্রিয়া প্রক্রিয়া। এটি এভাবে প্রকাশ করা যেতে পারে:

Cu=Cu++e−(2)

চিত্র 4-এ T1, T2, T3

বক্ররেখা হল সামুদ্রিক জলে সাদা তামার নিষ্ক্রিয়করণের অ্যানোডিক প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া। ইএফ লাইন হল অক্সিজেনের অভাবের কারণে সাদা তামার একটি হাইড্রোজেন বিবর্তন প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া, তাই এই প্রক্রিয়ার সময় প্যাসিভেশন বা ক্ষয়কারী পণ্য উভয়ই তৈরি হয় না।

Cu(orCu2O)=Cu2++2e−(3)

image.png

2[Cu2+]{{2}[OH−]+[Cl−]=Cu2(OH)3Cl (4)

4.2 তামা-নিকেল খাদ এর জারা প্রতিরোধের উপর গবেষণা

সামুদ্রিক শিল্প উপকরণের কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করার জন্য, তামা-নিকেল খাদগুলির জারা প্রতিরোধের উন্নতির জন্য প্রচুর গবেষণা করা হয়েছে। দেং চুপিং[19] দেখেছেন যে বিরল আর্থ সি-এর সাথে যুক্ত সাদা তামার প্রসার্য শক্তি এবং প্রসারণ উন্নত হয়েছে এবং শস্যের গঠন আরও ঘন হয়েছে। অধিকন্তু, বিরল আর্থ Ce যোগ করা সালফার-ধারণকারী মিডিয়াতে সংকর ধাতুর সাধারণ ডেনিকেল ক্ষয়কে উন্নত করতে পারে। প্রবণতা জিয়াং এট আল। [20] B10 খাদের গঠন এবং বৈশিষ্ট্যের উপর বিভিন্ন Fe বিষয়বস্তুর প্রভাব অধ্যয়ন করে, এবং দেখা যায় যে Fe এর উপাদান বৃদ্ধির সাথে সাথে জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রথম বৃদ্ধি এবং তারপর হ্রাসের প্রবণতা দেখায়, কিন্তু ক্ষয় প্রতিরোধের প্রক্রিয়াটি আরও অন্বেষণ করেনি। . গবেষণা. বেইজিং ননফেরাস মেটালস রিসার্চ ইনস্টিটিউট

ঝাং জিয়ানিং [২১] Fe/Mn অনুপাত নিয়ন্ত্রণ করে B10 এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করার জন্য সর্বোত্তম সংকর অনুপাত খুঁজে পেয়েছেন। গবেষণায় দেখা গেছে যে যখন Fe/Mn=3:2, তখন খাদটির ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা সর্বোত্তম। মা এট আল। চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের [২২] পাওয়া গেছে যে কঠিন দ্রবণ + কোল্ড রোলিং ডিফর্মেশন + রিক্রিস্টালাইজেশন অ্যানিলিং প্রক্রিয়া শস্যের সীমানা এবং যমজ সীমানার সংখ্যা বাড়িয়ে তুলতে পারে, যার ফলে আরও ভাল জারা প্রতিরোধের সাথে একটি খাদ পাওয়া যায়।

5। উপসংহার

এই নিবন্ধটি প্রধানত তামা-নিকেল খাদকে সূচনা বিন্দু হিসাবে গ্রহণ করে, বিভিন্ন তামা-নিকেল সংকর ধাতুগুলির রাসায়নিক গঠন এবং প্রয়োগের পরিস্থিতি ব্যাখ্যা করে, দেশে এবং বিদেশে নেতৃস্থানীয় তামা কনডেনসার টিউব উত্পাদন কারখানার পরিচয় দেয় এবং তামা-নিকেল খাদ টিউবগুলির কার্যকারিতা গার্হস্থ্য সামুদ্রিক সিস্টেম পাইপলাইন. তামা-নিকেল সংকর ধাতুগুলির বিকাশে চাহিদা এবং ভবিষ্যতের প্রবণতা। তামা-নিকেল ধাতুগুলির প্রধান গবেষণা অগ্রগতি সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে। বর্তমানে, মূল অগ্রগতি হল বিরল পৃথিবীর উপাদানের ট্রেস পরিমাণ যোগ করা থেকে বিভিন্ন বিষয়বস্তু যোগ করা।

Fe উপাদান, তামা-নিকেল সংকর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করতে ম্যাট্রিক্স খাদ উপাদান এবং শস্য সীমানা প্রকৌশল অনুপাত পরিবর্তন.