I. गैसों के साथ प्रतिक्रिया
1. ऑक्सीजन
- टाइटेनियम उच्च तापमान वाले वातावरण में ऑक्सीजन के साथ अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है। जब तापमान टाइटेनियम के पिघलने बिंदु (लगभग 1,668 डिग्री) के करीब बढ़ जाता है, तो टाइटेनियम आसपास के वातावरण में ऑक्सीजन के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करता है। यह प्रतिक्रिया टाइटेनियम की सतह पर एक ऑक्साइड फिल्म बनाती है, और जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है और समय बढ़ता है, ऑक्साइड फिल्म मोटी होती जाती है। यह न केवल टाइटेनियम सामग्री का उपभोग करता है, बल्कि टाइटेनियम की रासायनिक संरचना को भी बदलता है, जिससे इसकी शुद्धता और प्रदर्शन प्रभावित होता है। उदाहरण के लिए, कुछ खुली उच्च तापमान भट्टियों में, यदि प्रभावी सुरक्षा उपाय नहीं किए जाते हैं, तो टाइटेनियम सतह के ऑक्सीकरण से अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता में गिरावट आएगी और उच्च-अंत अनुप्रयोगों (जैसे आवश्यकताओं) को पूरा करने में विफल हो जाएगी एयरोस्पेस क्षेत्र में टाइटेनियम मिश्र धातु भागों के लिए)।
2. नाइट्रोजन
- टाइटेनियम भी उच्च तापमान पर नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए प्रवण है। नाइट्रोजन अणु विघटित होते हैं और उच्च तापमान पर टाइटेनियम परमाणुओं के साथ मिलकर टाइटेनियम नाइट्राइड बनाते हैं। इन नाइट्राइडों के बनने से टाइटेनियम की क्रिस्टल संरचना बदल जाती है, जिससे यह अधिक भंगुर हो जाता है। उच्च तापमान प्रसंस्करण, जैसे टाइटेनियम उत्पादों की कास्टिंग या फोर्जिंग के दौरान यह भंगुरता घटना बहुत प्रतिकूल है। इसके कारण बाद के प्रसंस्करण या उपयोग के दौरान टाइटेनियम उत्पाद टूट सकते हैं या टूट भी सकते हैं, जिससे टाइटेनियम सामग्री की विश्वसनीयता और सेवा जीवन कम हो जाता है।
3. हाइड्रोजन
- उच्च तापमान वाले वातावरण में हाइड्रोजन भी टाइटेनियम को प्रभावित करेगा। हाइड्रोजन आसानी से टाइटेनियम द्वारा अवशोषित हो जाता है और टाइटेनियम के अंदर हाइड्राइड बनाता है। हाइड्राइड्स की उपस्थिति टाइटेनियम के हाइड्रोजन उत्सर्जन का कारण बन सकती है, जिससे टाइटेनियम की कठोरता और लचीलापन काफी कम हो जाता है। कुछ उच्च तापमान और उच्च दबाव रासायनिक प्रतिक्रिया वाहिकाओं में, यदि टाइटेनियम सामग्री का उपयोग किया जाता है, तो हाइड्रोजन की घुसपैठ गंभीर सुरक्षा खतरे का कारण बन सकती है, क्योंकि हाइड्रोजन उत्सर्जन के बाद टाइटेनियम सामग्री कंटेनर के अंदर दबाव का सामना करने में सक्षम नहीं हो सकती है और टूट सकती है।
2. अशुद्धियों का प्रभाव
1. कच्चे माल में अशुद्धियाँ
- टाइटेनियम का पिघलना आमतौर पर टाइटेनियम युक्त अयस्कों (जैसे इल्मेनाइट या रूटाइल) के निष्कर्षण से शुरू होता है। इन अयस्कों में अक्सर अन्य अशुद्धता तत्व होते हैं, जैसे लोहा, मैंगनीज, सिलिकॉन इत्यादि। उच्च तापमान पिघलने की प्रक्रिया के दौरान, ये अशुद्धता तत्व टाइटेनियम के साथ कम पिघलने बिंदु यूटेक्टिक्स बना सकते हैं। इन यूटेक्टिक्स की उपस्थिति से टाइटेनियम की पिघलने की विशेषताएं बदल जाएंगी, टाइटेनियम की वास्तविक पिघलने की तापमान सीमा कम हो जाएगी, और पिघलने की प्रक्रिया के दौरान स्थानीय ओवरहीटिंग या ओवरकूलिंग हो सकती है, जिससे टाइटेनियम की जमने की संरचना की एकरूपता प्रभावित होगी, और इस प्रकार यांत्रिक गुणों पर असर पड़ेगा। टाइटेनियम उत्पादों का.
2. प्रसंस्करण के दौरान अशुद्धियों का परिचय
- टाइटेनियम की पिघलने की प्रक्रिया के दौरान, प्रयुक्त भट्ठी सामग्री और उपकरणों द्वारा अशुद्धियाँ पेश की जा सकती हैं। उदाहरण के लिए, यदि भट्टी की दुर्दम्य सामग्री खराब गुणवत्ता की है, तो कुछ घटक उच्च तापमान पर टाइटेनियम तरल में घुल सकते हैं। ये विदेशी अशुद्धियाँ टाइटेनियम की सामान्य पिघलने और जमने की प्रक्रिया में हस्तक्षेप करेंगी, और टाइटेनियम में समावेशन का कारण बन सकती हैं, जिससे टाइटेनियम की गुणवत्ता कम हो सकती है। कुछ अनुप्रयोगों में जिन्हें टाइटेनियम सामग्री की अत्यधिक उच्च शुद्धता की आवश्यकता होती है, जैसे कि चिकित्सा प्रत्यारोपण, इन अशुद्धियों की उपस्थिति की अनुमति नहीं है क्योंकि वे मानव शरीर में प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया या अन्य प्रतिकूल स्वास्थ्य प्रभावों को ट्रिगर कर सकते हैं।
तृतीय. तापमान नियंत्रण में कठिनाई
1. स्थानीय अति ताप
- उच्च तापमान वाले वातावरण में टाइटेनियम को पिघलाते समय, टाइटेनियम की अपेक्षाकृत खराब तापीय चालकता के कारण स्थानीय ओवरहीटिंग होने का खतरा होता है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करके टाइटेनियम को पिघलाने की प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉन बीम की ऊर्जा अत्यधिक केंद्रित होती है। यदि स्कैनिंग पथ या शक्ति को ठीक से नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो टाइटेनियम के स्थानीय क्षेत्र का तापमान बहुत अधिक होगा। स्थानीय ओवरहीटिंग के कारण टाइटेनियम की सूक्ष्म संरचना असमान हो जाएगी और मोटे अनाज का उत्पादन होगा, जिससे टाइटेनियम की ताकत और कठोरता कम हो जाएगी। एयरोस्पेस जैसे उद्योगों में जहां टाइटेनियम सामग्री के प्रदर्शन पर सख्त आवश्यकताएं होती हैं, यह माइक्रोस्ट्रक्चरल असमानता उपयोग के दौरान भागों की प्रारंभिक विफलता का कारण बन सकती है।
2. तापमान प्रवणता
- टाइटेनियम की पिघलने की प्रक्रिया के दौरान एक उपयुक्त तापमान ढाल बनाए रखना भी एक चुनौती है। यदि तापमान प्रवणता बहुत बड़ी है, तो यह टाइटेनियम की जमने की प्रक्रिया के दौरान अधिक थर्मल तनाव का कारण बनेगी। यह थर्मल तनाव टाइटेनियम उत्पादों में विकृति और दरारें जैसे दोष पैदा कर सकता है। बड़े टाइटेनियम संरचनात्मक भागों, जैसे कि टाइटेनियम मिश्र धातु विमान इंजन आवरण, का निर्माण करते समय, जटिल संरचना और बड़े आकार के कारण, पिघलने और जमने की प्रक्रिया के दौरान तापमान प्रवणता को नियंत्रित करना बहुत मुश्किल होता है, जिसके लिए सटीक हीटिंग और शीतलन प्रणाली और उन्नत प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है। तकनीकी।
