এমআইটি গবেষকরা শক্তিশালী টাইটানিয়াম অ্যালয়েসের রুটগুলি সনাক্ত করে

অ্যাডভান্সড ম্যাটেরিয়ালস জার্নালে শাওলো ওয়েই এসসিডি '22, অধ্যাপক সি. সেম তাসান, পোস্টডক কিয়ং-শিক কিম এবং ATI ইনকর্পোরেটেডের জন ফোল্টজ-এর একটি গবেষণাপত্রে ফলাফলগুলি বর্ণনা করা হয়েছে। দলটি বলে, উন্নতিগুলি টেইলারিং থেকে উদ্ভূত হয়েছে। রাসায়নিক সংমিশ্রণ এবং খাদের জালির কাঠামো, এছাড়াও একটি শিল্প স্কেলে উপাদান উত্পাদন করতে ব্যবহৃত প্রক্রিয়াকরণ কৌশলগুলিকে সামঞ্জস্য করে।

টাইটানিয়াম খাদগুলি তাদের ব্যতিক্রমী যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, জারা প্রতিরোধের এবং ইস্পাতের তুলনায় হালকা ওজনের কারণে গুরুত্বপূর্ণ। অ্যালোয়িং উপাদান এবং তাদের আপেক্ষিক অনুপাতের যত্ন সহকারে নির্বাচনের মাধ্যমে এবং যেভাবে উপাদান প্রক্রিয়া করা হয়, "আপনি বিভিন্ন কাঠামো তৈরি করতে পারেন, এবং এটি ক্রায়োজেনিক এবং উন্নত তাপমাত্রা উভয়ের জন্যই ভাল সম্পত্তি সমন্বয় পেতে আপনার জন্য একটি বড় খেলার মাঠ তৈরি করে।" তাসান বলে।

তবে সম্ভাবনার সেই বড় ভাণ্ডারটির জন্য একটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের নির্দিষ্ট চাহিদা পূরণ করে এমন উপাদান তৈরি করার জন্য নির্বাচনগুলিকে গাইড করার একটি উপায় প্রয়োজন। নতুন গবেষণায় বর্ণিত বিশ্লেষণ এবং পরীক্ষামূলক ফলাফল সেই নির্দেশিকা প্রদান করে।

টাইটানিয়াম ধাতুগুলির গঠন, পারমাণবিক স্কেল পর্যন্ত, তাদের বৈশিষ্ট্যগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে, তাসান ব্যাখ্যা করে। এবং কিছু টাইটানিয়াম সংকর ধাতুতে, এই গঠনটি আরও জটিল, দুটি ভিন্ন মিশ্র পর্যায় দ্বারা গঠিত, যা আলফা এবং বিটা পর্যায় নামে পরিচিত।

"এই নকশা পদ্ধতির মূল কৌশল হল বিভিন্ন স্কেল বিবেচনা করা," তিনি বলেছেন। "একটি স্কেল হল স্বতন্ত্র ক্রিস্টালের গঠন। উদাহরণস্বরূপ, অ্যালোয়িং উপাদানগুলিকে সাবধানে বেছে নেওয়ার মাধ্যমে, আপনি আলফা পর্যায়ের আরও আদর্শ স্ফটিক কাঠামো পেতে পারেন যা নির্দিষ্ট বিকৃতি প্রক্রিয়াকে সক্ষম করে। অন্য স্কেলটি হল পলিক্রিস্টাল স্কেল, যাতে মিথস্ক্রিয়া জড়িত থাকে। আলফা এবং বিটা পর্যায়গুলির মধ্যে তাই, এখানে যে পদ্ধতি অনুসরণ করা হয়েছে তাতে উভয়ের জন্য ডিজাইন বিবেচনা জড়িত৷"

সঠিক অ্যালোয়িং উপকরণ এবং অনুপাত নির্বাচন করার পাশাপাশি, প্রক্রিয়াকরণের পদক্ষেপগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ক্রস-রোলিং নামক একটি কৌশল হল শক্তি এবং নমনীয়তার ব্যতিক্রমী সমন্বয় অর্জনের আরেকটি চাবিকাঠি, দলটি খুঁজে পেয়েছে।

ATI গবেষকদের সাথে একসাথে কাজ করে, দলটি একটি স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের অধীনে বিভিন্ন ধরণের অ্যালয় পরীক্ষা করেছে কারণ সেগুলি বিকৃত হয়ে যাচ্ছিল, তাদের মাইক্রোস্ট্রাকচারগুলি কীভাবে বাহ্যিক যান্ত্রিক লোডের প্রতিক্রিয়া জানায় তার বিশদ প্রকাশ করে। তারা দেখতে পেল যে প্যারামিটারগুলির একটি নির্দিষ্ট সেট রয়েছে - রচনা, অনুপাত এবং প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি - যা একটি কাঠামো তৈরি করে যেখানে আলফা এবং বিটা পর্যায়গুলি একইভাবে বিকৃতিকে ভাগ করে, ক্র্যাকিং প্রবণতাকে হ্রাস করে যা পর্যায়গুলির মধ্যে ঘটতে পারে যখন তারা প্রতিক্রিয়া জানায়। ভিন্নভাবে "পর্যায়গুলি সাদৃশ্যে বিকৃত হয়," তাসান বলেছেন। বিকৃতির এই সহযোগিতামূলক প্রতিক্রিয়া একটি উচ্চতর উপাদান দিতে পারে, তারা খুঁজে পেয়েছে।

"আমরা এই দুটি পর্যায় এবং তাদের রূপবিদ্যা বোঝার জন্য উপাদানটির গঠন দেখেছি এবং আমরা পারমাণবিক স্কেলে স্থানীয় রাসায়নিক বিশ্লেষণ চালিয়ে তাদের রসায়নের দিকে নজর দিয়েছি। আমরা জুড়ে উপাদানের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করার জন্য বিভিন্ন ধরণের কৌশল গ্রহণ করেছি। মাল্টিপল দৈর্ঘ্যের স্কেল, তাসান বলেছেন, যিনি ম্যাটেরিয়াল সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিং এর POSCO প্রফেসর এবং ধাতুবিদ্যার সহযোগী অধ্যাপক "যখন আমরা টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির সামগ্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি দেখি" তাদের সিস্টেম অনুসারে, "বৈশিষ্ট্যগুলি এর চেয়ে অনেক ভাল। তুলনীয় খাদ।"

তাসানের মতে, এটি ছিল শিল্প-সমর্থিত একাডেমিক গবেষণার লক্ষ্য ছিল অ্যালয়গুলির জন্য ডিজাইনের নীতিগুলি প্রমাণ করা যা বাণিজ্যিকভাবে স্কেলে উত্পাদিত হতে পারে। "আমরা এই সহযোগিতায় যা করি তা সত্যিই স্ফটিক প্লাস্টিকতার একটি মৌলিক বোঝার দিকে," তিনি বলেছেন। "আমরা দেখাই যে এই নকশার কৌশলটি বৈধ, এবং আমরা বৈজ্ঞানিকভাবে দেখাই যে এটি কীভাবে কাজ করে," তিনি যোগ করেছেন, উল্লেখ করেছেন যে আরও উন্নতির জন্য উল্লেখযোগ্য জায়গা রয়েছে।

এই ফলাফলগুলির সম্ভাব্য প্রয়োগের জন্য, তিনি বলেছেন, "যেকোন মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যেখানে শক্তি এবং নমনীয়তার একটি উন্নত সংমিশ্রণ কার্যকর, এই ধরনের আবিষ্কার নতুন সুযোগ প্রদান করছে।"

কাজটি ATI স্পেশালিটি রোল্ড প্রোডাক্ট এবং MIT ন্যানো এবং হার্ভার্ড ইউনিভার্সিটির সেন্টার ফর ন্যানোস্কেল সিস্টেমের ব্যবহৃত সুবিধা দ্বারা সমর্থিত ছিল।