क्लीनर, यहां तक ​​​​कि क्लीनर! हाइड्रोजन से शुद्ध धातुएं देखें कि "शुद्ध धातु" अन्य शब्दकोशों में क्या है

सामान्य संक्षिप्त

कुछ समय पहले तक, दुर्दम्य धातुओं - वैनेडियम, क्रोमियम, नाइओबियम, टैंटलम, मोलिब्डेनम और टंगस्टन का उपयोग मुख्य रूप से लोहा, निकल, कोबाल्ट, एल्यूमीनियम, तांबा जैसी धातुओं पर आधारित मिश्र धातुओं के लिए और उद्योग के अन्य क्षेत्रों में बहुत सीमित मात्रा में किया जाता था। विद्युत और रासायनिक उद्योगों में उदाहरण।
मिश्र धातु के लिए, 1-2% अशुद्धियों की सामग्री वाली धातुओं का होना काफी था। ऐसी अशुद्धता वाली आग रोक धातुएं अत्यंत भंगुर होती हैं और संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं होती हैं। हालांकि, बढ़ती शुद्धता के साथ दुर्दम्य धातुओं की प्लास्टिसिटी बढ़ जाती है, और इन धातुओं को अशुद्धियों की बहुत कम सामग्री के साथ प्राप्त करने के तरीकों के विकास के बाद संरचनात्मक सामग्री के रूप में उनके उपयोग की समस्या काफी वास्तविक हो गई है।
आग रोक धातुएं आमतौर पर सक्रिय धातुओं या हाइड्रोजन के साथ-साथ इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उनके नमक या ऑक्साइड को कम करके प्राप्त की जाती हैं।
वैनेडियम कैल्शियम या वैनेडियम ट्राइक्लोराइड के साथ मैग्नीशियम या कैल्शियम के साथ अपने पेंटोक्साइड को कम करके प्राप्त किया जाता है। शुद्धतम वैनेडियम आयोडाइड विधि द्वारा प्राप्त किया जाता है, साथ ही पिघले हुए लवण में इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन द्वारा।
पर्याप्त रूप से शुद्ध क्रोमियम प्राप्त करने का एक सरल तरीका जलीय घोल से इसका इलेक्ट्रोलाइटिक जमाव है। हालांकि, इलेक्ट्रोलाइटिक क्रोमियम में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की काफी महत्वपूर्ण मात्रा होती है। बहुत शुद्ध क्रोमियम आयोडाइड विधि के साथ-साथ निर्वात आसवन और व्यावसायिक रूप से शुद्ध क्रोमियम के हाइड्रोजन शोधन द्वारा प्राप्त किया जाता है।
नाइओबियम टैंटलम के सहयोग से स्वाभाविक रूप से होता है। इसलिए, इन धातुओं को उनके शुद्ध रूप में प्राप्त करते समय, उनका सावधानीपूर्वक पृथक्करण आवश्यक है। पृथक्करण के बाद, शुद्ध टैंटलम सोडियम या अन्य सक्रिय धातुओं के साथ अपने फ्लोरोटेंटलेट को कम करके प्राप्त किया जाता है। नाइओबियम नाइओबियम कार्बाइड या ऑक्साइड से निकाला जाता है, जो टैंटलम और नाइओबियम के पृथक्करण के दौरान बनता है। नाइओबियम पोटेशियम फ्लोरोनीओबेट के इलेक्ट्रोलिसिस और हाइड्रोजन के साथ नाइओबियम पेंटाक्लोराइड की कमी से भी प्राप्त किया जा सकता है। अंतिम शुद्धिकरण के लिए, टैंटलम और नाइओबियम को एक उच्च निर्वात में पिघलाया जाता है।
मोलिब्डेनम और टंगस्टन हाइड्रोजन के साथ उनके शुद्ध ऑक्साइड, क्लोराइड या अमोनियम लवण की कमी से प्राप्त होते हैं।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अयस्कों से निष्कर्षण के बाद, अधिकांश दुर्दम्य धातुएँ पाउडर या स्पंज के रूप में होती हैं। इसलिए, उन्हें एक कॉम्पैक्ट रूप में प्राप्त करने के लिए, पाउडर धातु विज्ञान विधियों, चाप पिघलने, और हाल ही में, बहुत कुशल इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने का उपयोग किया जाता है।

शुद्ध अपवर्तक धातुओं के भौतिक और रासायनिक गुण

यहां मानी जाने वाली दुर्दम्य धातु उपसमूह VA (वैनेडियम, नाइओबियम और टैंटलम) और VIA (क्रोमियम, मोलिब्डेनम और टंगस्टन) से संबंधित हैं।
शुद्ध अपवर्तक धातुओं के कुछ भौतिक गुण तालिका में दिए गए हैं। 25.

शुद्ध दुर्दम्य धातुओं के अन्य भौतिक गुणों में, अपेक्षाकृत छोटे थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन पर ध्यान दिया जाना चाहिए: नाइओबियम 1.1 के लिए, मोलिब्डेनम 2.4 के लिए, क्रोमियम 2.9 के लिए और टंगस्टन 4.7 बार्न्स के लिए। परम शून्य के निकट तापमान पर शुद्धतम टंगस्टन और मोलिब्डेनम अतिचालक होते हैं।
यह वैनेडियम, नाइओबियम और टैंटलम पर भी लागू होता है, जिसका अतिचालक अवस्था में संक्रमण तापमान क्रमशः 5.9 और 4.5 ° K होता है।
शुद्ध अपवर्तक धातुओं के रासायनिक गुण बहुत भिन्न होते हैं। क्रोमियम कमरे के तापमान पर हवा और पानी के लिए प्रतिरोधी है। तापमान में वृद्धि के साथ, क्रोमियम की गतिविधि बढ़ जाती है और यह सीधे हैलोजन, नाइट्रोजन, कार्बन, सिलिकॉन, बोरॉन और कई अन्य तत्वों के साथ जुड़ जाता है और ऑक्सीजन में जल जाता है।
वैनेडियम प्रतिक्रियाशील है। यह पहले से ही 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन के साथ बातचीत करना शुरू कर देता है। वैनेडियम 150-200 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने पर सीधे हलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है।
कमरे के तापमान पर मोलिब्डेनम हवा और ऑक्सीजन में स्थिर होता है, लेकिन जब 400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गरम किया जाता है, तो यह तीव्रता से ऑक्सीकरण करना शुरू कर देता है। यह हाइड्रोजन के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन इसे कमजोर रूप से अवशोषित करता है। मोलिब्डेनम सामान्य तापमान पर फ्लोरीन के साथ सक्रिय रूप से बातचीत करता है, 180 डिग्री सेल्सियस पर क्लोरीन के साथ बातचीत करना शुरू कर देता है, और लगभग आयोडीन वाष्प के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
टंगस्टन कमरे के तापमान पर हवा और ऑक्सीजन में भी स्थिर है, लेकिन 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म होने पर यह दृढ़ता से ऑक्सीकरण करता है। टंगस्टन हाइड्रोजन के साथ पिघलने बिंदु तक प्रतिक्रिया नहीं करता है। यह कमरे के तापमान पर फ्लोरीन के साथ 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है और आयोडीन वाष्प के साथ बहुत मुश्किल से प्रतिक्रिया करता है।
माना धातुओं में से, शुद्ध टैंटलम और नाइओबियम को उच्चतम संक्षारण प्रतिरोध की विशेषता है। वे हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक, नाइट्रिक और अन्य एसिड में स्थिर होते हैं और क्षार में कुछ हद तक कम होते हैं। कई वातावरणों में, शुद्ध टैंटलम अपने रासायनिक प्रतिरोध में प्लैटिनम तक पहुंचता है। टैंटलम और नाइओबियम की एक विशिष्ट विशेषता बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन को अवशोषित करने की उनकी क्षमता है। जब 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गरम किया जाता है, तो इन धातुओं को हवा में तीव्रता से ऑक्सीकरण किया जाता है।
उच्च तापमान पर दुर्दम्य धातुओं का उपयोग करने की संभावना के लिए, उनके ऑक्सीकरण की प्रवृत्ति का विशेष महत्व है। विचाराधीन धातुओं में से केवल शुद्ध क्रोमियम में ऑक्सीकरण के लिए उच्च प्रतिरोध होता है। अन्य सभी दुर्दम्य धातुओं को 500-600 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर गहन रूप से ऑक्सीकरण किया जाता है। ऑक्सीकरण के लिए क्रोमियम का उच्च प्रतिरोध इसकी सतह पर एक घने दुर्दम्य ऑक्साइड फिल्म के गठन के कारण होता है, जो धातु को आगे ऑक्सीकरण से बचाता है। अन्य दुर्दम्य धातुओं की सतह पर कोई सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म नहीं बनती है।
मोलिब्डेनम और वैनेडियम ऑक्साइड बहुत फ्यूसिबल हैं (उनके पिघलने बिंदु क्रमशः 795 और 660 डिग्री सेल्सियस हैं) और अस्थिर हैं। नाइओबियम, टैंटलम और टंगस्टन ऑक्साइड में अपेक्षाकृत उच्च गलनांक (क्रमशः 1460, 1900 और 1470 डिग्री सेल्सियस) होता है, लेकिन उनकी विशिष्ट मात्रा संबंधित धातुओं की तुलना में बहुत अधिक होती है। इस कारण से, ऑक्साइड फिल्में, यहां तक ​​​​कि बहुत छोटी मोटाई के साथ, धातु से दरार और छूट जाती हैं, जिससे इसकी साफ सतह तक ऑक्सीजन की पहुंच खुल जाती है।

शुद्ध अपवर्तक धातुओं के यांत्रिक गुण और इन गुणों पर अशुद्धियों का प्रभाव

चूंकि सभी वर्णित दुर्दम्य धातुओं में एक शरीर-केंद्रित जाली होती है, इसलिए उनके यांत्रिक गुणों में ऐसी संरचना वाली धातुओं की कई विशेषताएं होती हैं। दुर्दम्य धातुओं के यांत्रिक गुण (तन्य शक्ति, लचीलापन, कठोरता) उनमें अशुद्धियों की उपस्थिति पर दृढ़ता से निर्भर करते हैं। उनके प्लास्टिक गुणों पर अशुद्धियों की नगण्य मात्रा का भी नकारात्मक प्रभाव असाधारण रूप से महान है।
शरीर-केंद्रित धातुओं की यांत्रिक विशेषताओं को बदलने में निर्णायक भूमिका अंतरालीय अशुद्धियों जैसे कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन द्वारा अंतरालीय रिक्त स्थान में प्रवेश करके निभाई जाती है।
तो, एक चाप भट्टी में पिघलाए गए मोलिब्डेनम में, कार्बन सामग्री को 0.01% तक कम किया जा सकता है, और गैस सामग्री को बहुत कम मूल्यों पर लाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन 1 भाग प्रति मिलियन। इस तरह की छड़ को -50 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक तोड़े बिना मुड़ा जा सकता है, और एक प्रभाव परीक्षण के दौरान टूट जाता है।
मोलिब्डेनम में ज़ोन पिघलने वाली कार्बन सामग्री को 0.01 से 0.002% और नीचे तक कम किया जा सकता है। प्रभाव परीक्षण के दौरान, ज़ोन-क्लीन रॉड अपनी प्लास्टिसिटी को -140 डिग्री सेल्सियस तक बनाए रखते हैं। इससे यह स्पष्ट रूप से पता चलता है कि मोलिब्डेनम (साथ ही अन्य दुर्दम्य धातु) की प्लास्टिसिटी अंतरालीय अशुद्धियों के संबंध में उनकी शुद्धता का एक कार्य है। इन अशुद्धियों से मुक्त, मोलिब्डेनम और अन्य दुर्दम्य धातु आसानी से ठंडे काम (रोलिंग, स्टैम्पिंग और अन्य समान संचालन) का सामना कर सकते हैं।
ऑक्सीजन से मोलिब्डेनम की शुद्धि की डिग्री भंगुर अवस्था में संक्रमण तापमान पर बहुत मजबूत प्रभाव डालती है: 0.01% O2 पर यह प्लस 300 ° C, 0.002% O2 - प्लस 25 ° C, और 0.0001% पर O2 - माइनस 196 ° से।
वर्तमान में (इलेक्ट्रॉन-बीम हीटिंग के साथ क्षेत्र पिघलने की विधि द्वारा) मोलिब्डेनम के बड़े एकल क्रिस्टल लगभग 500 मिमी की लंबाई और 25x75 मिमी के क्रॉस सेक्शन के साथ उगाए जाते हैं। ये एकल क्रिस्टल प्रति मिलियन 40 भागों से कम की कुल अंतरालीय अशुद्धता सामग्री के साथ उच्च सामग्री शुद्धता प्राप्त करते हैं। शुद्धतम मोलिब्डेनम के ऐसे एकल क्रिस्टल को तरल हीलियम के तापमान तक बहुत अधिक प्लास्टिसिटी की विशेषता होती है।
मोलिब्डेनम मोनोक्रिस्टल को 180 डिग्री तक विनाश के बिना मोड़ा जा सकता है, मोलिब्डेनम सिंगल क्रिस्टल से 12 मिमी व्यास के साथ, ठंड विरूपण का उपयोग 30 माइक्रोन के व्यास के साथ एक तार प्राप्त करने के लिए और 700-800 मीटर की लंबाई या एक पन्नी के साथ किया जा सकता है 50 माइक्रोन की मोटाई, जिसे ड्राइंग के साथ ठंडा किया जा सकता है, जो इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों के कई महत्वपूर्ण भागों को प्राप्त करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
अन्य दुर्दम्य धातुओं - टंगस्टन, वैनेडियम, नाइओबियम, टैंटलम के एकल क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए एक समान विधि का उपयोग किया जाता है। टंगस्टन वर्तमान में लगभग 5 मिमी के व्यास और लगभग 250 मिमी उच्च घनत्व और शुद्धता (99.9975% डब्ल्यू) की लंबाई के साथ एकल क्रिस्टल के रूप में पिघलने वाले इलेक्ट्रॉन बीम क्षेत्र द्वारा उत्पादित किया जाता है। ऐसा टंगस्टन - 170 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भी प्लास्टिक का होता है।
इलेक्ट्रॉन-बीम पिघलने से प्राप्त टंगस्टन सिंगल क्रिस्टल कमरे के तापमान पर डबल झुकने का सामना कर सकते हैं, जो इस धातु के बहुत कम संक्रमण तापमान को नमनीय से भंगुर अवस्था में इंगित करता है। साधारण टंगस्टन के लिए, भंगुर अवस्था में संक्रमण की शुरुआत 700 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर होती है।
टंगस्टन सिंगल क्रिस्टल आसानी से ठंडे काम का सामना करते हैं और वर्तमान में तार, रॉड सामग्री, शीट और अन्य अर्ध-तैयार उत्पादों के निर्माण के लिए उपयोग किए जाते हैं। सिंगल-क्रिस्टल नाइओबियम को कमरे के तापमान पर 90% संपीड़न तक विकृत किया जा सकता है और तरल नाइट्रोजन तापमान (-194 डिग्री सेल्सियस) पर पर्याप्त रूप से उच्च लचीलापन बनाए रखता है। टैंटलम का एक क्रिस्टल, 80% द्वारा संकुचित, तार के निर्माण में भी पर्याप्त प्लास्टिसिटी है।
उत्कृष्ट लचीलापन, न्यूनतम काम सख्त, उच्च संक्षारण प्रतिरोध और अच्छी स्थिरता इलेक्ट्रॉन बीम ज़ोन पिघलने से एकल क्रिस्टल के रूप में प्राप्त उच्च शुद्धता वाली दुर्दम्य धातुओं की विशेषता है। इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने के पॉलीक्रिस्टलाइन सिल्लियों के रूप में वैनेडियम, नाइओबियम और टैंटलम या ज़ोन मेल्टिंग द्वारा शुद्ध किए गए एकल क्रिस्टल बहुत गहरे शीतलन के साथ भी भंगुर नहीं होते हैं।

शुद्ध अपवर्तक धातुओं का उपयोग

शुद्ध अपवर्तक धातुओं का उपयोग (और भविष्य में वे स्पष्ट रूप से केवल इस रूप में उपयोग किए जाएंगे) दो मुख्य दिशाओं में विकसित हो रहे हैं: 1) सुपरसोनिक विमानन, निर्देशित मिसाइल, रॉकेट और अंतरिक्ष यान के लिए; 2) इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए। दोनों ही मामलों में, शुद्धतम धातुओं की आवश्यकता होती है, जिनमें बहुत अधिक प्लास्टिसिटी होती है, जैसा कि हमने ऊपर देखा है, अंतरालीय अशुद्धियों से दुर्दम्य धातुओं की गहरी शुद्धि द्वारा प्राप्त किया जाता है।
निकल और कोबाल्ट पर आधारित गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स और मिश्र धातु, जो 650-870 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर काम कर सकते हैं, अब सुपरसोनिक विमानन और रॉकेट प्रौद्योगिकी की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। ऐसी सामग्री की आवश्यकता होती है जिसमें 1100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर पर्याप्त रूप से दीर्घकालिक ताकत हो। ऐसी सामग्री शुद्ध दुर्दम्य धातु (या उन पर आधारित मिश्र धातु) हैं जो प्लास्टिक विरूपण में सक्षम हैं।
सुपरसोनिक विमान और रॉकेट के लिए खाल के निर्माण के लिए, शुद्ध मोलिब्डेनम और नाइओबियम की चादरों की आवश्यकता होती है, जिसमें टैंटलम और टंगस्टन की तुलना में 1300 डिग्री सेल्सियस तक की उच्च विशिष्ट शक्ति होती है।
अधिक गंभीर परिस्थितियों में, एयर-जेट, रॉकेट और टर्बोजेट टर्बाइन के हिस्से काम करते हैं। 1370 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर काम करने वाले इन भागों के निर्माण के लिए, शुद्ध मोलिब्डेनम और नाइओबियम का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, लेकिन उच्च तापमान पर केवल टैंटलम और टंगस्टन ही उपयुक्त होते हैं। 1370 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर काम करने के लिए, शुद्ध टैंटलम और इसके मिश्र धातु सबसे अधिक रुचि रखते हैं, जिनमें ऐसे तापमान पर अपेक्षाकृत उच्च प्लास्टिसिटी होती है, और गर्मी प्रतिरोध के मामले में टंगस्टन से नीच नहीं होते हैं।
गैस टर्बाइन के पुर्जे सबसे गंभीर परिस्थितियों में काम करते हैं। ऐसे भागों के लिए, शुद्ध नाइओबियम और उस पर आधारित मिश्र धातु, जिनमें स्वीकार्य ऑक्सीकरण प्रतिरोध है, सबसे उपयुक्त हैं।
शुद्धतम अपवर्तक धातुएं इलेक्ट्रॉनिक और वैक्यूम प्रौद्योगिकी में विभिन्न अनुप्रयोगों को ढूंढती हैं। टैंटलम एक अच्छा गेट्टर है और इसका व्यापक रूप से वैक्यूम ट्यूबों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। एनोड, ग्रिड, ट्यूब और अन्य भागों के निर्माण के लिए इलेक्ट्रोवैक्यूम तकनीक में नाइओबियम का उपयोग किया जाता है। मोलिब्डेनम और टंगस्टन का उपयोग वैक्यूम उपकरणों और रेडियो ट्यूबों में फिलामेंट्स, इलेक्ट्रोड, हुक, पेंडेंट, एनोड और ग्रिड के निर्माण के लिए किया जाता है।
उच्च शुद्धता और पोर-फ्री टंगस्टन सिंगल क्रिस्टल का उपयोग इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों में कैथोड हीटर के रूप में, विद्युत संपर्कों के लिए, वैक्यूम स्विच में, वैक्यूम इंस्टॉलेशन के इनपुट में किया जाता है - जहां गैसों की अनुपस्थिति एक महत्वपूर्ण कारक है।
इलेक्ट्रॉन बीम मेल्टिंग का उपयोग करके उत्पादित शुद्ध अपवर्तक धातुएं लघु इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन में प्रत्यक्ष आवेदन प्राप्त करेंगी। ब्याज की शुद्ध दुर्दम्य धातुओं के कोटिंग्स हैं जो दुर्दम्य धातुओं के यौगिकों के स्पटरिंग या थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त की जाती हैं।
थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर के छोटे क्रॉस सेक्शन के कारण शुद्ध वैनेडियम और नाइओबियम का भी परमाणु ऊर्जा इंजीनियरिंग में सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। वैनेडियम का उपयोग परमाणु रिएक्टरों और ईंधन तत्वों के गोले के लिए पतली दीवार वाले पाइप बनाने के लिए किया जाता है, क्योंकि यह यूरेनियम के साथ मिश्र धातु नहीं है और इसमें अच्छी तापीय चालकता और पर्याप्त संक्षारण प्रतिरोध है।
शुद्ध नाइओबियम पिघले हुए सोडियम और बिस्मथ के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, जो अक्सर शीतलक के रूप में उपयोग किया जाता है, और यूरेनियम के साथ भंगुर यौगिक नहीं बनाता है।
शुद्ध टैंटलम, इसके उच्च संक्षारण प्रतिरोध के कारण, अम्लीय आक्रामक वातावरण में काम करने वाले रासायनिक उपकरणों के कुछ हिस्सों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, कृत्रिम फाइबर के उत्पादन में। हाल ही में, टैंटलम को अक्सर यहां शुद्ध नाइओबियम से बदल दिया गया है, जो प्रकृति में सस्ता और अधिक सामान्य है। शुद्ध क्रोमियम में समान अनुप्रयोग होते हैं। ये उदाहरण शुद्धतम दुर्दम्य धातुओं के अनुप्रयोग के सभी विस्तारित क्षेत्रों को समाप्त करने से बहुत दूर हैं।

07.02.2020

इससे पहले कि आप कीव में शेल्फ रैक खरीदें, एक उद्यमी को उनके प्रकार, उद्देश्य और खरीद की बारीकियों को समझना चाहिए। आइए एक नजर डालते हैं सभी मुख्य...

07.02.2020

इससे पहले कि आप पहले एक्सटेंशन कॉर्ड को पकड़ें जो काउंटर से आता है और इसके लिए पैसे का भुगतान करता है, आपको अपने लिए यह पता लगाना होगा कि क्या डिवाइस कॉर्ड की लंबाई, सॉकेट्स की संख्या के लिए उपयुक्त है, ...

06.02.2020

उद्यान पथों के लिए अभिप्रेत भू टेक्सटाइल या जियोफैब्रिक एक जैविक रूप से स्वच्छ सामग्री है। बारीक दबाए गए धागे इसे बनाते हैं। लैंडस्केप डिजाइन में...

बहुत लंबे समय तक, कुछ अन्य धातुओं को भी भंगुर माना जाता था - क्रोमियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, टैंटलम, बिस्मथ, ज़िरकोनियम, आदि। हालाँकि, यह तब तक था जब तक उन्होंने यह नहीं सीखा कि उन्हें पर्याप्त रूप से शुद्ध रूप में कैसे प्राप्त किया जाए। एक बार ऐसा करने के बाद, यह पता चला कि ये धातुएँ कम तापमान पर भी बहुत नमनीय होती हैं। इसके अलावा, वे जंग नहीं करते हैं और कई अन्य मूल्यवान गुण हैं। अब इन धातुओं का व्यापक रूप से विभिन्न उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

लेकिन शुद्ध धातु क्या है? यह पता चला है कि इसका कोई निश्चित उत्तर भी नहीं है। परंपरागत रूप से, शुद्धता के अनुसार, धातुओं को तीन समूहों में विभाजित किया जाता है - तकनीकी रूप से शुद्ध, रासायनिक रूप से शुद्ध और अतिरिक्त शुद्ध। यदि मिश्र धातु में कम से कम 99.9 प्रतिशत आधार धातु है, तो यह तकनीकी शुद्धता है। 99.9 से 99.99 प्रतिशत तक - रासायनिक शुद्धता। यदि 99.999 या अधिक है, तो यह विशेष रूप से शुद्ध धातु है। रोजमर्रा की जिंदगी में, वैज्ञानिक शुद्धता की एक और परिभाषा का भी उपयोग करते हैं - दशमलव बिंदु के बाद नौ की संख्या से। वे कहते हैं: "तीन नौ की पवित्रता", "पाँच नौ की पवित्रता", आदि।

सबसे पहले, उद्योग रासायनिक रूप से और अक्सर तकनीकी रूप से शुद्ध धातुओं से भी काफी संतुष्ट था। लेकिन वैज्ञानिक और तकनीकी क्रांति ने और अधिक कठोर मांगें कीं। अल्ट्रा-प्योर धातुओं के लिए पहला ऑर्डर परमाणु उद्योग से आया था। दस-हज़ारवां, और कभी-कभी कुछ अशुद्धियों के लाखोंवें हिस्से ने भी यूरेनियम, थोरियम, बेरिलियम और ग्रेफाइट को अनुपयोगी बना दिया। अल्ट्रा-प्योर यूरेनियम प्राप्त करना शायद परमाणु बम बनाने में मुख्य कठिनाई थी।

तब जेट प्रौद्योगिकी ने अपनी आवश्यकताओं को प्रस्तुत किया। अल्ट्रा-शुद्ध धातुओं को विशेष रूप से गर्मी प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु प्राप्त करने की आवश्यकता होती है जो जेट विमान और रॉकेट के दहन कक्षों में काम करने वाले थे। इससे पहले कि धातुकर्मियों के पास इस कार्य का सामना करने का समय हो, अर्धचालकों के लिए एक नया "आवेदन" प्राप्त हुआ। यह कार्य अधिक कठिन था - कई अर्धचालक पदार्थों में अशुद्धियों की मात्रा प्रतिशत के दस लाखवें भाग से अधिक नहीं होनी चाहिए! इस अल्प राशि को आप भ्रमित न होने दें। इतनी शुद्धता के साथ भी, जहां एक अशुद्धता परमाणु मुख्य पदार्थ के 100,000,000,000 परमाणुओं पर पड़ता है, इसके प्रत्येक ग्राम में अभी भी 100,000,000,000 से अधिक "विदेशी" परमाणु होते हैं। तो यह परिपूर्ण से बहुत दूर है। हालांकि, पूर्ण शुद्धता मौजूद नहीं है। यह प्रयास करने के लिए एक आदर्श है, लेकिन तकनीकी विकास के इस स्तर पर हासिल करना असंभव है। यहां तक ​​कि अगर चमत्कार से बिल्कुल शुद्ध धातु प्राप्त करना संभव है, तो हवा में निहित अन्य पदार्थों के परमाणु तुरंत उसमें घुस जाएंगे।

इस संबंध में सांकेतिक एक जिज्ञासु घटना है जो प्रसिद्ध जर्मन भौतिक विज्ञानी वर्नर हाइजेनबर्ग के साथ हुई थी। उन्होंने अपनी प्रयोगशाला में मास स्पेक्ट्रोग्राफ के साथ काम किया। और अचानक डिवाइस ने प्रायोगिक पदार्थ में सोने के परमाणुओं की उपस्थिति दिखाई। वैज्ञानिक चकित था, क्योंकि ऐसा नहीं हो सकता था। लेकिन डिवाइस हठपूर्वक "अपने आप खड़ा है"। गलतफहमी तभी स्पष्ट हुई जब वैज्ञानिक ने अपने सोने के रिम वाले चश्मे को हटा दिया और छुपा दिया। अलग सोने के परमाणु, फ्रेम के क्रिस्टल जाली से "भागना", अध्ययन के तहत पदार्थ में गिर गया और अत्यंत संवेदनशील उपकरण को "भ्रमित" कर दिया।

लेकिन यह प्रयोगशाला में हुआ, जहां हवा साफ है। आधुनिक औद्योगिक क्षेत्रों के बारे में हम क्या कह सकते हैं, जिनकी हवा औद्योगिक कचरे से अधिक से अधिक प्रदूषित है?

हमने इस अध्याय की शुरुआत इस तथ्य के बारे में बात करके की थी कि एक मामले में धातु में अशुद्धियों की उपस्थिति अच्छी होती है, और दूसरे में यह खराब होती है। इसके अलावा, पहले हमने कहा कि मिश्र धातुओं में शुद्ध धातुओं की तुलना में बेहतर ताकत और गर्मी प्रतिरोध होता है, और अब यह पता चला है कि शुद्ध धातुओं में सबसे अधिक गुण होते हैं। कोई विरोधाभास नहीं है। कई मामलों में, मिश्र धातु इसकी संरचना में किसी भी धातु की तुलना में अधिक मजबूत, अधिक गर्मी प्रतिरोधी आदि है। लेकिन इन गुणों को कई बार बढ़ाया जाता है जब मिश्र धातु के सभी घटक किसी व्यक्ति के लिए आवश्यक एक निश्चित कार्य करते हैं। जब इसमें "अतिरिक्त" कुछ भी नहीं है। और इसका मतलब यह है कि घटकों को जितना संभव हो उतना शुद्ध होना चाहिए, जिसमें न्यूनतम संख्या में "विदेशी" परमाणु हों। इसलिए, अब प्राप्त धातुकर्म उत्पादों की शुद्धता का प्रश्न अधिक तीव्र होता जा रहा है। वे इस समस्या का समाधान कैसे करते हैं?

धातुकर्म संयंत्रों में, जो बड़ी मात्रा में धातु का उत्पादन करते हैं जो सामान्य उत्पादों में जाता है, वैक्यूम का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। एक निर्वात में, धातु को पिघलाया जाता है और डाला जाता है, और इससे इसे आसपास की हवा से हानिकारक गैसों और अन्य पदार्थों के अणुओं के प्रवेश से बचाना संभव हो जाता है। और कुछ मामलों में, पिघलने को तटस्थ गैस के वातावरण में किया जाता है, जो आगे धातु को अवांछित "प्रवेश" से बचाता है।

शुद्ध धातु

अशुद्धियों की कम सामग्री वाली धातुएँ। शुद्धता की डिग्री के आधार पर, उच्च शुद्धता (99.90-99.99%), उच्च शुद्धता वाली धातुएं, या रासायनिक रूप से शुद्ध (99.99-99.999%), उच्च शुद्धता वाली धातुएं, या वर्णक्रमीय रूप से शुद्ध, अल्ट्रा-शुद्ध धातुएं होती हैं। 99.999%)।

महान सोवियत विश्वकोश। - एम .: सोवियत विश्वकोश. 1969-1978 .

देखें कि "शुद्ध धातु" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

शुद्ध धातु- अशुद्धियों की कम सामग्री वाली धातुएं (< 5 мас. %). Выделяют м. повыш. чистоты (от 99,90 до 99,99 %) и особой чистоты (от 9,999 до 99,9999 %). Тематики металлургия в целом EN pure metals … तकनीकी अनुवादक की हैंडबुक

अशुद्धियों की कम सामग्री वाली धातु या मिश्र धातु। शुद्धता की डिग्री के आधार पर, धातुओं को प्रतिष्ठित किया जाता है cf. शुद्धता, या तकनीकी रूप से शुद्ध (99.0 99.90%)। बढ़ोतरी शुद्धता (99.90 99.99%), उच्च शुद्धता, या रासायनिक रूप से शुद्ध (99.9999.9999%)। विशेष ... ... बड़ा विश्वकोश पॉलिटेक्निक शब्दकोश

शुद्ध धातु- अशुद्धियों की कम सामग्री वाली धातुएँ (< 5 мас. %). Выделяют металлы повышенной чистоты (от 99,90 до 99,99 %) и особой чистоты (от 9,999 до 99,9999%); Смотри также: Металлы щелочные металлы ультрачистые металлы тяжелые металлы …

शुद्ध धातु- धातु या मिश्र धातु की शुद्धता की डिग्री देखें... धातुकर्म शब्दकोश

साधारण पदार्थ जिनमें सामान्य परिस्थितियों में विशिष्ट गुण होते हैं: उच्च विद्युत और तापीय चालकता, विद्युत चालकता का नकारात्मक तापमान गुणांक, विद्युत चुम्बकीय तरंगों को अच्छी तरह से प्रतिबिंबित करने की क्षमता ... ...

- (ग्रीक मेटलॉन से, मूल रूप से एक खदान, अयस्क, मेरा), वा में सरल, जिसमें सामान्य परिस्थितियों में विशेषता गुण होते हैं: उच्च विद्युत और तापीय चालकता, नकारात्मक तापमान गुणांक। विद्युत चालकता, अच्छा करने की क्षमता …… भौतिक विश्वकोश

शुद्ध धातु- उच्च शुद्धता, उच्च शुद्धता वाली धातु, जिसमें अशुद्धियों का द्रव्यमान अंश 1 10 3% से अधिक न हो। अल्ट्राप्योर धातुओं के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी के मुख्य चरण: शुद्ध रासायनिक यौगिक प्राप्त करना, उन्हें कम करना ... ... धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

उच्च शुद्धता धातु, अतिरिक्त शुद्ध धातु, धातु, अशुद्धियों की कुल सामग्री जिसमें 1․10 3% (द्रव्यमान से) से अधिक नहीं है। यू.एम उत्पादन तकनीक के मुख्य चरण: शुद्ध रासायनिक यौगिकों को प्राप्त करना, उन्हें बहाल करना ... ... महान सोवियत विश्वकोश

रेडियोधर्मी धातु- 83 (Bi) से अधिक परमाणु संख्या वाले तत्वों की आवर्त प्रणाली में स्थान घेरने वाली धातुएं, रेडियोधर्मी कणों का उत्सर्जन करती हैं: न्यूट्रॉन, प्रोटॉन, अल्फा, बीटा कण या गामा क्वांटा। प्रकृति में पाया जाता है: At, Ac, Np, Pa, Po ... धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

संक्रमण धातुओं- आवर्त प्रणाली के उपसमूह के तत्व Ib और VIIIb। संक्रमण धातु परमाणुओं में, आंतरिक गोले केवल आंशिक रूप से भरे होते हैं। डी धातुओं को अलग करें, जिसमें 3 डी (से से नी तक), 4 डी (वाई से ... ...) की क्रमिक फिलिंग होती है। धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

आपको ऊर्जा संसाधनों (कोक, कोयला) को बचाने, कच्चे माल से तैयार उत्पादों की अधिक उपज प्राप्त करने, गुणवत्ता में सुधार और वातावरण की पारिस्थितिक स्थिति में सुधार करते हुए उत्पादन चक्र को छोटा करने की अनुमति देता है। यह धातु विज्ञान है, अर्थात् हाइड्रोजन की सहायता से धातुओं का अपचयन।

प्रागितिहास, या शुद्ध धातुओं के लिए अतीत को अग्रेषित करें

कांस्य और लौह युग के बाद से धातु विज्ञान मानवता के साथ रहा है। 14 शताब्दी ईसा पूर्व के रूप में। इ। प्राचीन लोग प्रस्फुटन विधि से लोहे को गलाते थे। सिद्धांत 1000 डिग्री सेल्सियस के अपेक्षाकृत कम तापमान पर कोयले के साथ लौह अयस्क को कम करना था। नतीजतन, उन्हें एक क्रित्सा - एक लोहे का स्पंज मिला, फिर इसे तब तक जाली बनाया गया जब तक कि एक रिक्त प्राप्त नहीं हो गया, जिससे घरेलू सामान और हथियार बनाए गए थे।

पहले से ही XIV सदी में, आदिम भट्टियां और ब्लास्ट फर्नेस दिखाई देने लगे, जिन्होंने आधुनिक धातुकर्म प्रक्रियाओं की नींव रखी: ब्लास्ट फर्नेस, ओपन-चूल्हा और कनवर्टर। कोयले और लौह अयस्क की प्रचुरता ने इन विधियों को लंबे समय तक मुख्य के रूप में निर्धारित किया। हालांकि, उत्पाद की गुणवत्ता, संसाधनों की बचत और पर्यावरण सुरक्षा की बढ़ती मांगों ने इस तथ्य को जन्म दिया कि पहले से ही 19 वीं शताब्दी के मध्य में वे अपनी जड़ों की ओर लौटने लगे: शुद्ध धातुओं की प्रत्यक्ष कमी का उपयोग करने के लिए। इस तरह का पहला आधुनिक संयंत्र 1911 में स्वीडन में दिखाई दिया, जिसमें 99.99% की शुद्धता के साथ हाइड्रोजन की मदद से प्राप्त धातुओं के छोटे बैचों का उत्पादन किया गया। उपभोक्ता तब केवल अनुसंधान प्रयोगशालाएँ थे। 1969 में, पोर्टलैंड (यूएसए) में 400,000 टन शुद्ध धातुओं का उत्पादन करने वाली एक फैक्ट्री शुरू की गई थी। और पहले से ही 1975 में, इस पद्धति से दुनिया में 29 मिलियन टन स्टील का उत्पादन किया गया था।

अब ऐसे उत्पादों की न केवल विमानन, उपकरण बनाने वाले उद्योग, चिकित्सा उपकरणों और इलेक्ट्रॉनिक्स के निर्माण के लिए उद्यमों द्वारा, बल्कि कई अन्य लोगों द्वारा भी अपेक्षा की जाती है। इस तकनीक को अलौह धातु विज्ञान में एक विशेष लाभ मिला है, लेकिन निकट भविष्य में, "हाइड्रोजन लौह धातु विज्ञान"।

रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रयुक्त शुद्ध धातु और मिश्र धातु

व्याख्यान 8. सामग्री और तारों का संचालन

प्रवाहकीय सामग्री का उद्देश्य;

उद्देश्य और तारों के प्रकार।

व्याख्यान के उद्देश्य:

प्रवाहकीय सामग्री का अध्ययन;

तारों का अध्ययन।

8.1 उद्देश्य कंडक्टर सामग्री

अधिकांश धात्विक प्रवाहकीय पदार्थों में उच्च विद्युत चालकता होती है ( ρ = 0.015 0.028 µ ओम एम)। ये मुख्य रूप से शुद्ध धातुएं हैं, जिनका उपयोग वाइंडिंग और रेडियो वायरिंग तारों और केबलों के निर्माण के लिए किया जाता है।

इसके साथ ही, उच्च विद्युत प्रतिरोध वाले कंडक्टरों का उपयोग रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स - विभिन्न धातुओं के मिश्र धातुओं में किया जाता है। धातु के लिए (प्रतिरोधक) ρ = 0.4 2.0 μΩ मीटर। ये मिश्र धातु प्रतिरोधकता के कम तापमान गुणांक (TC .) के साथ धातु सामग्री के एक समूह का गठन करते हैं ρ ) और वायरवाउंड प्रतिरोधों और अन्य रेडियो घटकों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है।

ताँबा- उच्च प्लास्टिसिटी, पर्याप्त यांत्रिक शक्ति और उच्च विद्युत चालकता वाली मुख्य सामग्री। तांबे का गलनांक 1083°C है, थर्मल विस्तार का गुणांक KTE = 17 10 -6 1/°C है। उत्पादों (घुमावदार, रेडियो तार और केबल) के निर्माण के लिए, शुद्ध तांबे ग्रेड M00k का उपयोग किया जाता है; आईओसी; हँसी उड़ाना; M1k और M00b; भीड़; एम1बी. कॉपर सामग्री 99.99 - 99.90%। नरम तांबे (20 डिग्री सेल्सियस पर) से बने उत्पादों का घनत्व 8900 किग्रा/मी 3 होता है; σ पी = 200÷280 एमपीए; ई = 6÷35%; ρ = 0.072÷0.01724 μOhm एम। तांबे के सभी ग्रेड के लिए प्रतिरोधकता का तापमान गुणांक TK ρ = 0.0041/डिग्री सेल्सियस।

पीतलटिन (टिन कांस्य), एल्यूमीनियम (एल्यूमीनियम), बेरिलियम (बेरीलियम) और अन्य मिश्र धातु तत्वों के साथ तांबे का एक मिश्र धातु है। विद्युत चालकता के संदर्भ में, कांस्य तांबे से नीच है, लेकिन यांत्रिक शक्ति, लोच, घर्षण प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध में इसे पार कर जाता है। स्प्रिंगदार संपर्क, कनेक्टर्स के संपर्क भाग और अन्य भाग कांस्य से बने होते हैं।

पीतल- तांबे और जस्ता का एक मिश्र धातु, जिसमें उच्चतम जस्ता सामग्री 45% (द्रव्यमान से) हो सकती है। शीट पीतल से विभिन्न भाग बनाए जाते हैं: क्लैंप, संपर्क, फास्टनरों। कांस्य, पीतल और तांबे की मुख्य विशेषताएं तालिका 8.1 में दी गई हैं।

कोवरो- निकल का एक मिश्र धातु (वजन से लगभग 29%), कोबाल्ट (लगभग 18%), लोहा (बाकी)। कोवर की एक विशिष्ट विशेषता इसके सीटीई मूल्यों की निकटता है = (4.3÷5.4) · 10 -6 1/डिग्री सेल्सियस सीटीई मूल्यों के लिए कांच और चीनी मिट्टी की चीज़ें 20-200 डिग्री सेल्सियस की तापमान सीमा में हैं। यह कांच और चीनी मिट्टी की चीज़ें के साथ कोवर के सुसंगत, भली भांति बंद जंक्शनों के उत्पादन की अनुमति देता है। इसका उपयोग आईसी पैकेज और अर्धचालक उपकरणों के निर्माण के लिए किया जाता है।

अल्युमीनियमअपेक्षाकृत उच्च विद्युत चालकता और वायुमंडलीय जंग के प्रतिरोध के कारण तांबे के बाद दूसरी कंडक्टर सामग्री है।

एल्यूमीनियम का घनत्व 2700 किग्रा / मी 3, .ᴇ है। यह तांबे की तुलना में 3.3 गुना हल्का है, गलनांक 658°C है। तांबे की तुलना में एल्यूमिनियम कम कठोरता और कम तन्यता ताकत (σ पी = 80÷180 एमपीए) और उच्च सीटीई = 24 · 10 -6 1 / डिग्रीС की विशेषता है। यह एल्यूमीनियम का नुकसान है।

इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, साथ ही पन्नी के लिए प्लेट बनाने के लिए उच्च शुद्धता वाले एल्यूमीनियम ग्रेड का उपयोग किया जाता है। एल्युमीनियम तार का उत्पादन 0.08 - 8 मिमी तीन किस्मों में होता है: सॉफ्ट (AM), सेमी-हार्ड (APT), हार्ड (AT)।

तालिका 8.1

चाँदीउत्कृष्ट धातुओं के समूह के अंतर्गत आता है जो कमरे के तापमान पर हवा में ऑक्सीकरण नहीं करते हैं। ऑक्सीकरण 200 डिग्री सेल्सियस से शुरू होता है। चांदी को उच्च लचीलापन की विशेषता है, जो पन्नी और तार प्राप्त करना संभव बनाता है 0.01 मिमी तक, और उच्चतम विद्युत चालकता।

चांदी की मुख्य विशेषताएं: घनत्व 1050 किग्रा/मी 3; गलनांक 960.5 डिग्री सेल्सियस; σ पी = 150÷180 एमपीए (नरम चांदी); σ पी = 200÷300 एमपीए (ठोस चांदी); ρ = 0.0158 μΩ मीटर; टीसी ρ = 0.003691/डिग्री सेल्सियस; सीटीई = 24 10 -6 1/डिग्री सेल्सियस।

चांदी का उपयोग 250 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर उपयोग किए जाने वाले रेडियो इंस्टॉलेशन तारों के तांबे के कंडक्टरों पर सुरक्षात्मक परतें बनाने के लिए किया जाता है। चांदी को उच्च विद्युत चालकता के साथ एक परत प्राप्त करने के लिए वेवगाइड की आंतरिक सतह पर लगाया जाता है, और इसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सोल्डरिंग प्रवाहकीय भागों के लिए उपयोग किए जाने वाले सोल्डर (PSr10, PSr50) में भी पेश किया जाता है।

सोना- चांदी के विपरीत, यह उच्च तापमान पर भी हवा में ऑक्सीकरण नहीं करता है। इसमें बहुत अधिक प्लास्टिसिटी है; इसका उपयोग पन्नी को 0.005 मिमी मोटी और तार तक 0.01 मिमी तक बनाने के लिए किया जाता है।

सोने की मुख्य विशेषताएं: घनत्व 1930 किग्रा/मी 3; गलनांक 1063 डिग्री सेल्सियस; σ पी = 150÷180 एमपीए, ρ = 0.0224 μΩ मीटर; टीसी ρ = 0.003691/डिग्री सेल्सियस;

सीटीई = 14.2 10 -6 1/डिग्री सेल्सियस।

सोने का उपयोग पतली-फिल्म संपर्क कोटिंग्स के लिए किया जाता है जब माइक्रोक्रिकिट्स में कम धाराओं को स्विच किया जाता है, साथ ही कोटिंग की दीवारों के लिए भी।

वेवगाइड और माइक्रोवेव रेज़ोनेटर।

रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रयुक्त शुद्ध धातु और मिश्र - अवधारणा और प्रकार। "रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रयुक्त शुद्ध धातु और मिश्र धातु" 2017, 2018 श्रेणी का वर्गीकरण और विशेषताएं।