টাইটানিয়ামের জন্য একটি নতুন সময় (2)

ডিজাইনের কৌশল যা অক্সিজেন-পরমাণু এলোমেলো প্রক্রিয়াকে বাধাগ্রস্ত করে বা প্ল্যানার স্লিপগুলিকে স্তূপ করা থেকে থামাতে ন্যানোস্ট্রাকচারকে উন্নীত করে তা আরও ভাল খাদ তৈরি করতে পারে। মাইনর বলেছেন, এই অ্যালয়গুলির অ্যাপ্লিকেশন থাকবে, বিশেষত স্বয়ংচালিত এবং মহাকাশ শিল্পে।

Cryo-forging nanotwinned টাইটানিয়াম

প্রফেসর অ্যান্ড্রু মাইনর একটি টাইটানিয়াম নমুনায় তরল নাইট্রোজেন ঢেলে দেন, তার ল্যাবে ন্যানোটউইনড টাইটানিয়াম তৈরি করতে ব্যবহৃত ক্রাইও-ফার্জিং প্রক্রিয়া প্রদর্শন করে। (ছবি অ্যাডাম লাউ / বার্কলে ইঞ্জিনিয়ারিং)

এই এবং অন্যান্য সমস্যার সমাধান করার জন্য, দলটি কম্পিউটার মডেলিং, ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (TEM), এবং অন্যান্য ইমেজিং পদ্ধতি এবং পরীক্ষাগুলির মিশ্রণের উপর নির্ভর করে।

"এই প্রকল্পটি সম্পর্কে চমৎকার জিনিসগুলির মধ্যে একটি হল যে কখনও কখনও গণনাবিদ এবং তাত্ত্বিকরা একটু এগিয়ে থাকে, এবং অন্য সময় এটি পরীক্ষাবিদরা," আস্তা বলেছেন। "আমরা ঘন ঘন দেখা করি এবং আমাদের অনুসন্ধান এবং আমাদের নতুন ধারণা সম্পর্কে কথা বলি।"

টাইটানিয়ামের অক্সিজেন সংবেদনশীলতার দলের অধ্যয়ন, উদাহরণস্বরূপ, অ্যালুমিনিয়াম এবং অক্সিজেনের সাথে মিশ্রিত টাইটানিয়ামের একটি গবেষণার দিকে পরিচালিত করে। তারা দেখেছেন যে অল্প পরিমাণে অ্যালুমিনিয়াম যোগ করে অক্সিজেনের ক্ষয় দূর করা যেতে পারে, বিশেষ করে ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায়, যা -150 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে।

ঠিক পরিমাণে অ্যালুমিনিয়াম এবং অক্সিজেনের সাথে, দলটি বলে, টাইটানিয়াম স্ফটিক কাঠামোর একটি নতুন ক্রম অক্সিজেন পরমাণুর পরিবর্তনকে বাধা দেয় যা স্থানচ্যুতি এবং শেষ পর্যন্ত ফ্র্যাকচারের ক্ষতিকারক পাইলআপের দিকে নিয়ে যায়। আরও কি, কারণ অ্যালুমিনিয়ামের প্রবর্তন টাইটানিয়ামের অক্সিজেন সংবেদনশীলতাকে কমিয়ে দিয়েছে, একটি ব্যবহারযোগ্য ধাতু তৈরি করতে প্রক্রিয়াকরণের খরচও হ্রাস পাবে।

আরেকটি গবেষণায়, দলটি 1960-এর দশকে ফিরে যাওয়া গবেষণার দিকে নজর দিয়েছে যে দেখায় যে অনেক ধাতু এবং সংকর ধাতুর বিকৃতির সময় পর্যায়ক্রমিক বৈদ্যুতিক স্পন্দনের শিকার হলে নমনীয়তা নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়। যাইহোক, কেন এই তথাকথিত ইলেক্ট্রোপ্লাস্টিসিটি সত্য হতে পারে তার অন্তর্নিহিত প্রক্রিয়াগুলি পরিষ্কার নয়।

"ইলেক্ট্রোপ্লাস্টিসিটি ধাতব প্রক্রিয়াকরণের জন্য কম খরচের দিকে নিয়ে যেতে পারে কারণ একই গঠনযোগ্যতা অর্জনের জন্য পুরো ধাতুকে উচ্চ তাপমাত্রায় গরম করার চেয়ে বৈদ্যুতিক ডাল দিয়ে ধাতু তৈরি করতে কম শক্তি লাগে," মাইনর বলেছেন। "মজার বিষয় হল, ইলেক্ট্রোপ্লাস্টিটির এই প্রভাবটি সর্বজনীন যে এটি শুধুমাত্র টাইটানিয়াম নয়, মূলত প্রতিটি ধাতুর জন্য কাজ করতে দেখানো হয়েছে।"

দলটি তিনটি ভিন্ন অবস্থার অধীনে ধাতুর প্রসার্য পরীক্ষা করেছে: কোন বৈদ্যুতিক প্রবাহ ছাড়াই ঘরের তাপমাত্রা, 100 মিলিসেকেন্ড সময়কালের একটি পর্যায়ক্রমিক বৈদ্যুতিক স্পন্দন সহ, এবং একটি ধ্রুবক প্রবাহ। যেহেতু বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রয়োগ করা ধাতুকে উত্তপ্ত করে, দলটি তাপ দ্বারা সৃষ্ট প্রভাবগুলি থেকে শুধুমাত্র বিদ্যুৎ দ্বারা সৃষ্ট প্রভাবগুলিকে আলাদা করার বিষয়ে চিন্তিত ছিল।

তাদের ফলাফলগুলি দেখিয়েছে যে, পূর্ববর্তী গবেষণার তুলনায় একটি ছোট পর্যায়ক্রমিক পালস ব্যবহার করা সত্ত্বেও, স্পন্দিত-বর্তমান পদ্ধতিটি টাইটানিয়াম খাদটির প্রসার্য প্রসারণের পাশাপাশি এর সর্বাধিক শক্তিকে উন্নত করেছে। তারা নোট করে যে এই প্রভাবটি শুধুমাত্র স্পন্দিত-বর্তমান পরীক্ষার জন্য নির্দিষ্ট ছিল।

ধাতুর স্ফটিক কাঠামোর পরিবর্তনগুলি দেখতে TEM-এর সাহায্যে, তাদের ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে স্পন্দিত-কারেন্ট চিকিত্সা প্ল্যানার স্লিপ স্থানচ্যুতিকে দমন করে। গবেষকরা দেখতে পেয়েছেন যে বৈদ্যুতিক পালস উপাদানটিকে শক্ত করে এবং একটি বিচ্ছুরিত, 3D স্থানচ্যুতি প্যাটার্ন বজায় রাখার মাধ্যমে প্ল্যানার স্লিপের বিকাশকে হতাশ করে যা শেষ পর্যন্ত উচ্চ শক্তি এবং নমনীয়তা সরবরাহ করে।

(চলবে)