টাইটানিয়ামের জন্য একটি নতুন সময় (3)

ন্যানোউইনড টাইটানিয়াম

(চলবে)

অতি সম্প্রতি, মাইনর এবং রবার্ট রিচি, পদার্থ বিজ্ঞান এবং যান্ত্রিক প্রকৌশলের অধ্যাপক, খাঁটি টাইটানিয়াম তৈরির জন্য একটি অগ্রণী বাল্ক প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি তৈরি করেছেন যা কম ব্যয়বহুল এবং বৃহত্তর প্রসার্য শক্তি এবং নমনীয়তা সহ একটি ধাতু উত্পাদন করে।

TEAM I ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের পাশে দাঁড়িয়ে অধ্যাপক ড্যারিল ক্রজান, মার্ক আস্তা এবং অ্যান্ড্রু মাইনর

বার্কলে ল্যাবের ন্যাশনাল সেন্টার ফর ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপিতে TEAM I (ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন অ্যাবারেশন-সংশোধিত মাইক্রোস্কোপ) প্রকল্পের সাথে পদার্থ বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল অধ্যাপক (বাম থেকে) ড্যারিল ক্রজান, মার্ক আস্তা এবং অ্যান্ড্রু মাইনর। (ছবি অ্যাডাম লাউ / বার্কলে ইঞ্জিনিয়ারিং)

সংকর ধাতুগুলি ছাড়াও, কাঠামোগত ধাতুগুলিকে শক্তিশালী করার আরেকটি উপায় হল স্ফটিকগুলির আকারকে সাজানো - যা শস্য হিসাবেও পরিচিত - যা তাপ এবং যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণ ব্যবহার করে, যেমন ঘূর্ণায়মান বা চাপ দিয়ে ধাতু তৈরি করে। সাব-মাইক্রোমিটার বা ন্যানোমিটারে শস্যের আকার হ্রাস করে, গবেষকরা তথাকথিত ন্যানোউইনড স্ট্রাকচার, বা সারিবদ্ধ স্ফটিক কাঠামোর কারণে ধাতুতে ত্রুটিগুলি প্রবর্তন করতে পারেন। ন্যানোউইনড স্ট্রাকচারগুলি শক্তি উন্নত করে এবং প্ল্যানার স্লিপগুলির বাধা হিসাবে কাজ করে ফ্র্যাকচারের ঝুঁকি কমায়। ন্যানোউইনড স্ট্রাকচারের ব্যবধান এবং ওরিয়েন্টেশনকে সাজিয়ে, মাইনর বলেছেন, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি আরও অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে। কিন্তু এটি করার ঐতিহ্যগত পদ্ধতিগুলি তুচ্ছ বা সস্তা নয়।

পরিবর্তে, মাইনর, রিচি এবং সহকর্মীরা ক্রায়ো-যান্ত্রিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বিশুদ্ধ টাইটানিয়ামে একাধিক ন্যানোউইনড কাঠামো চালু করেছিলেন। তারা টাইটানিয়ামের কিউব-আকৃতির টুকরো ব্যবহার করেছিল যা তরল নাইট্রোজেনে তিন দিকে চাপা ছিল। মৃদু সংকোচন, মাইনর বলে, ন্যানোটউইনড স্ট্রাকচারের ঘনত্ব নিয়ন্ত্রণ করে যা ধাতুকে শক্তিশালী করে এবং এর প্রাথমিক শস্য কাঠামো সংরক্ষণ করে। সর্বোত্তম, প্রক্রিয়াটি তীব্র তাপের উপর নির্ভর করে না এবং সম্ভবত আজকের তুলনায় অনেক বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য টাইটানিয়াম তৈরির আরও টেকসই উপায়।

ক্রায়ো-নকল উপাদানের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, বিশেষত শক্তি এবং নমনীয়তা, অত্যন্ত উচ্চ এবং সেইসাথে ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় ধারণ করে। মাইনর বলেছেন যে ন্যানোটওয়াইনড টাইটানিয়ামের কার্যকারিতা এটিকে অত্যন্ত গরম জেট ইঞ্জিনের পাশাপাশি খুব ঠান্ডা অপারেটিং পরিবেশের মতো জিনিসগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে যা সুপারকন্ডাক্টিং ম্যাগনেটের জন্য রিং ধরে রাখা, তরলীকৃত প্রাকৃতিক গ্যাস ট্যাঙ্কের কাঠামোগত অংশ এবং সেইসাথে উপকরণগুলির মতো ব্যবহারের পরামর্শ দেয়। গভীর সমুদ্র বা গভীর স্থানের পরিবেশে উন্মুক্ত।

নতুন বাণিজ্যিক-গ্রেড টাইটানিয়াম ফ্যাব্রিকেশন প্রক্রিয়া একদিন শীঘ্রই স্কেলে আনা হতে পারে কিনা জানতে চাইলে মাইনর বলেন, কেন নয়? আজ ব্যবহৃত ক্রোল প্রক্রিয়ার মতো জিনিসগুলি করা কঠিন, যেখানে উপাদানটিকে বৈদ্যুতিকভাবে বিচ্ছিন্ন করতে হয় এবং পুরো প্রক্রিয়াটি প্রচুর পরিমাণে শক্তি নেয়। "এবং এই ক্রাইও-ফোরজিং, আপনি জানেন, আমরা স্নানের মধ্যে জিনিসগুলি রাখব।"