ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکب کی خصوصیات کا تعارف
1.1 ٹائٹینیم کا تعارف
ٹائٹینیم ایک نئی قسم کا مواد ہے، جس میں کم کثافت، اعلی مخصوص طاقت، گرمی کی مزاحمت اور سنکنرن مزاحمت کے فوائد ہیں۔ اس کا وزن لوہے کے مقابلے میں صرف آدھا ہے، لیکن اس کی مشینی خصوصیات، جیسے کہ ہتھوڑا اور ڈرائنگ، تانبے سے موازنہ کر سکتے ہیں۔ عام طور پر، جیسے جیسے درجہ حرارت کم ہو گا، دھاتوں کی مزاحمت کم ہو جائے گی، لیکن ٹائٹینیم اس کے برعکس ہے، درجہ حرارت جتنا کم ہو گا، ٹائٹینیم سخت سے سخت تر ہوتا جائے گا، اور جب نازک درجہ حرارت تک پہنچ جائے گا تو سپر کنڈکٹیویٹی ظاہر ہو گی۔
1.2 ٹائٹینیم کھوٹ کا تعارف
ٹائٹینیم مرکب اور ٹائٹینیم کچھ حد تک فطرت میں ملتے جلتے ہیں، کم کثافت اور اعلی طاقت کی خصوصیات کے ساتھ، اس کے بہترین میکانی خصوصیات، مضبوط سنکنرن مزاحمت کے علاوہ. مزید یہ کہ اس کی تھرمل طاقت زیادہ ہے، جو ظاہر ہے کہ ایلومینیم کے مرکب سے بہتر ہے۔ ایک ہی وقت میں، کم درجہ حرارت اور انتہائی کم درجہ حرارت پر اس کی مکینیکل خصوصیات میں بہت کم تبدیلی ہوتی ہے۔
نئی ٹیکنالوجی اور ٹائٹینیم کا اطلاق
2.1 ٹائٹینیم کی تیاری کا طریقہ
اگرچہ ٹائٹینیم فطرت میں نسبتاً زیادہ ہے، لیکن یہ ایک نایاب دھات بھی ہے کیونکہ یہ منتشر اور نکالنا مشکل ہے۔ اس وقت ٹائٹینیم کی تیاری کو دو قسموں میں تقسیم کیا گیا ہے: تھرمل کمی کا طریقہ اور پگھلا ہوا نمک الیکٹرولیسس طریقہ۔
(1) ٹائٹینیم تھرمل کمی کے طریقہ سے تیار کیا گیا تھا۔
تھرمل کمی کا طریقہ ایک مخصوص درجہ حرارت پر ہے، Li, Na, Mg, Ca اور اس کے ہائیڈرائڈ اور دیگر مضبوط کم کرنے والے ایجنٹوں کا استعمال، ٹائٹینیم مرکبات سے ٹائٹینیم جیسے TiCl4، TiO2، K2TiF6 کمی۔ مختلف ٹائٹینیم مرکبات کے مطابق، تھرمل کمی کے ذریعے ٹائٹینیم کی تیاری کی ٹیکنالوجی کو تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:
① ٹائٹینیم کلورائڈ ریڈوکس طریقہ، جیسے کرول طریقہ، ہنٹر طریقہ، آرمسٹرانگ طریقہ اور EMR طریقہ؛
② ٹائٹینیم آکسائیڈ کا REDOX طریقہ، جیسے OS طریقہ، PRP عمل، MHR طریقہ، وغیرہ۔
③ ٹائٹینیٹ کا REDOX طریقہ۔
اس وقت صنعتی پیداوار میں صرف کرول طریقہ اور ہنٹر کا طریقہ کامیابی سے لاگو کیا جا سکتا ہے۔ کرول کا طریقہ کلورائڈ سے باہر ٹائٹینیم کو تبدیل کرنے کے لیے میگنیشیم کا استعمال کرتا ہے، اور ہنٹر کا طریقہ کلورائیڈ سے باہر ٹائٹینیم کو تبدیل کرنے کے لیے سوڈیم دھات کا استعمال کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، ریاست ہائے متحدہ امریکہ شکاگو بین الاقوامی ٹائٹینیم پاؤڈر کمپنی نے آرمسٹرانگ طریقہ تیار کیا، اس کی تیاری کا طریقہ ہنٹر طریقہ سے ملتا جلتا ہے، ٹائٹینیم دھات کو پاک کرنے کے لیے ایجنٹ سوڈیم کو کم کرنے کا بھی استعمال ہے۔ امریکہ پہلے ہی فیکٹریوں میں پری پروڈکشن کے لیے یہ طریقہ استعمال کر رہا ہے۔
(2) پگھلے ہوئے نمک کے برقی تجزیہ سے ٹائٹینیم کی تیاری
1959 میں، کرول نے پیش گوئی کی کہ پگھلا ہوا نمک الیکٹرولیسس اگلے پانچ سے دس سالوں میں ٹائٹینیم کی پیداوار کے غالب طریقہ کے طور پر کرول کی جگہ لے لے گا۔ گزشتہ برسوں کے دوران اندرون اور بیرون ملک تحقیقی اداروں اور لیبارٹریوں نے پگھلے ہوئے نمک کے الیکٹرولیسس کے ذریعے ٹائٹینیم کی تیاری کے لیے مجموعی طور پر ایک درجن سے زائد نئی ٹیکنالوجیز تیار کی ہیں، جنہیں خام مال کے مطابق درج ذیل تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔
① ٹائٹینیٹ کا الیکٹرولیسس؛
(2) ٹائٹینیم کلورائد کا الیکٹرولیسس۔
③ ٹائٹینیم آکسائیڈ کا الیکٹرولائٹک طریقہ، بشمول FFC کیمبرج طریقہ، MER عمل، USTB طریقہ، QIT عمل، SOM طریقہ اور ionic liquid electrolytic طریقہ وغیرہ۔
2.2 ٹائٹینیم کے نئے استعمال
1940 کی دہائی سے، ٹائٹینیم کے استعمال میں تیزی سے ترقی ہوئی ہے، اور یہ بڑے پیمانے پر ہوائی جہاز، راکٹ، میزائل، سیٹلائٹ، خلائی جہاز، بحری جہاز، فوجی صنعت، طبی علاج اور پیٹرو کیمیکل کے شعبوں میں استعمال ہوتا رہا ہے۔ تازہ ترین تحقیق انسانی جسم ٹائٹینیم کی ایک مخصوص مقدار پر مشتمل ہے، ٹائٹینیم phagocytic خلیات کی حوصلہ افزائی کرے گا، مدافعتی تقریب کو مضبوط کر سکتے ہیں، تو بہت سے لیبارٹریوں حیاتیاتی ٹائٹینیم کی ترقی اور درخواست کے لئے مصروف عمل ہیں کہ پتہ چلا.
ٹائٹینیم کھوٹ کی نئی ٹیکنالوجی اور اطلاق
3.1 ٹائٹینیم کھوٹ کی تیاری کا طریقہ
ٹائٹینیم مرکب روایتی پروسیسنگ عام طور پر سمیلٹنگ اور کاسٹنگ ٹیکنالوجی کو اپناتا ہے، جدید ترین پروسیسنگ ٹیکنالوجی کو درج ذیل میں تقسیم کیا گیا ہے:
(1) نیٹ مولڈنگ ٹیکنالوجی کے قریب؛
(2) لائن رگڑ ویلڈنگ ٹیکنالوجی؛
(3) سپر پلاسٹک بنانے والی ٹیکنالوجی؛
(4) مواد کی تیاری اور پروسیسنگ کے عمل کی کمپیوٹر سمولیشن ٹیکنالوجی۔
نیئر نیٹ مولڈنگ ٹیکنالوجی میں لیزر مولڈنگ، پریزیشن کاسٹنگ، پریزین ڈائی فورجنگ، پاؤڈر میٹالرجی، جیٹ مولڈنگ اور دیگر طریقے شامل ہیں۔ پاؤڈر میٹالرجی ٹائٹینیم پاؤڈر یا ٹائٹینیم الائے پاؤڈر کا خام مال کے طور پر استعمال ہے، مولڈنگ اور سنٹرنگ کے بعد، تاکہ نئے عمل کے ٹائٹینیم حصوں کو تیار کیا جا سکے۔ سب سے پہلے پاؤڈر کی پیداوار ہے، عام طور پر مکینیکل الائینگ کا طریقہ استعمال کرتے ہوئے، بال مل کا استعمال کرتے ہوئے خام مال کو مضبوطی سے متاثر، پیسنا اور ہلانا۔ پھر وہ کھوٹ جس سے پاؤڈر بنتا ہے دبا کر بنتا ہے۔ دبانے کے دو طریقے ہیں، یعنی دباؤ بنانا اور غیر دباؤ بنانا۔ اس قدم کا مقصد دبائے ہوئے ایمبریو کی ایک خاص شکل اور سائز بنانا اور اسے ایک خاص کثافت اور طاقت بنانا ہے۔ اس کے بعد بلاسٹوپلازم ڈسچارج پلازما سنٹرنگ سے بنے ہوئے، اوپری اور نچلے ڈائی پنچنگ اور الیکٹرک الیکٹروڈ کا استعمال مخصوص سنٹرنگ پاور سپلائی اور پریسنگ پریشر ہوگا جو سنٹرڈ پاؤڈر پر لاگو ہوتا ہے، ڈسچارج ایکٹیویشن کے بعد، تھرمو پلاسٹک کی اخترتی اور کولنگ کی تیاری مکمل کرنے کے لیے۔ اعلی کارکردگی ٹائٹینیم مواد. پھر بعد کے علاج کے لیے پلازما sintered ٹائٹینیم کھوٹ، عام طور پر گرمی کا علاج یا پلاسٹک پروسیسنگ۔
3.2 ٹائٹینیم مرکب کے نئے استعمال
ابتدائی دنوں میں ایرو اسپیس فیلڈ میں ٹائٹینیم مرکبات بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے تھے، بنیادی طور پر ہوائی جہاز کے انجن یا نیومیٹک اجزاء کی تیاری میں۔ بعد میں، ٹیکنالوجی کی مسلسل ترقی کے ساتھ، ٹائٹینیم مرکب عام لوگوں کی زندگی میں داخل ہو گیا ہے، فیکٹری یا گھریلو آلات میں بھی ٹائٹینیم کھوٹ کی شکل ہوتی ہے۔ اب ممالک اور ادارے نئے ٹائٹینیم مرکب تیار کرنے کی کوشش کر رہے ہیں، تاکہ ان میں کم قیمت اور اعلی کارکردگی کی خصوصیات ہوں، حالیہ برسوں میں ٹائٹینیم مرکب کی نئی ترقی بنیادی طور پر مندرجہ ذیل پانچ پہلوؤں پر مرکوز ہے۔
(1) میڈیکل ٹائٹینیم کھوٹ
کم کثافت اور اچھی حیاتیاتی مطابقت کے ساتھ ٹائٹینیم مرکب مثالی طبی مواد ہیں اور یہاں تک کہ انسانی جسم میں بھی لگائے جا سکتے ہیں۔ طبی میدان میں پہلے استعمال ہونے والے ٹائٹینیم الائے میں وینیڈیم اور ایلومینیم ہوتا ہے جو انسانی جسم کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔ لیکن مستقبل قریب میں، جاپانی اسکالرز نے ایک نئی قسم کا ٹائٹینیم الائے تیار کیا ہے، جس میں اچھی بایو کمپیٹیبلٹی ہے، لیکن ابھی تک اس مرکب کو بڑے پیمانے پر تیار نہیں کیا گیا ہے، خیال کیا جاتا ہے کہ مستقبل قریب میں اس طرح کے اعلیٰ معیار کے مرکب کو بڑے پیمانے پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ روزمرہ کی زندگی میں.
(2) شعلہ retardant ٹائٹینیم کھوٹ
ٹائٹینیم بیس مرکب جو مخصوص دباؤ، درجہ حرارت اور ہوا کے بہاؤ کی شرح کے تحت دہن کے خلاف مزاحمت کر سکتا ہے وہ شعلہ ریٹارڈنٹ ٹائٹینیم مرکب ہے۔ ریاستہائے متحدہ، روس اور چین نے نئے مزاحمتی ٹائٹینیم مرکبات تیار کیے ہیں، جن میں سے امریکہ ان مزاحمتی ٹائٹینیم مرکبات کو انجن پر لگائے گا، کیونکہ یہ ٹائٹینیم مرکب دہن کے لیے حساس نہیں ہیں، اس لیے انجن کے استحکام کو بہت بہتر بنا سکتے ہیں۔
(3) اعلی طاقت اور جفاکشی کے ساتھ ٹائپ کریں۔
قسم ٹائٹینیم کھوٹ میں اعلی طاقت، اچھی ویلڈیبلٹی اور بہترین سرد اور گرم کام کرنے والی کارکردگی کی خصوصیات ہیں۔ محققین اس قانون کا استعمال کرتے ہیں، قسم کی ٹائٹینیم مرکب خصوصیات کی تیاری بہت واضح ہیں: اچھی گرم کام کرنے والی کارکردگی، اچھی پلاسٹکٹی، اچھی ویلڈنگ کی کارکردگی۔ اور میکانی خصوصیات بہت بہتر ہیں حل عمر بڑھنے کے علاج کے بعد. اس وقت جاپان اور روس نے ایسے ٹائٹینیم مرکبات تیار کیے ہیں۔
(4) ٹائٹینیم اور ایلومینیم مرکبات
عام ٹائٹینیم کھوٹ کے مقابلے میں، ٹائٹینیم ایلومینیم مرکب میں اعلی درجہ حرارت کی کارکردگی، اچھی آکسیکرن مزاحمت اور کریپ مزاحمت ہے، اور کثافت عام ٹائٹینیم کھوٹ سے کم ہے۔ یہ بہترین خصوصیات Ti - Al مرکبات ایک نئے الائے بوم کا آغاز کریں گے۔ نیا ٹائٹینیم - ایلومینیم مرکب مرکب ریاستہائے متحدہ میں ترکیب کیا گیا ہے اور بڑے پیمانے پر پیداوار میں ہے۔
(5) اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم کھوٹ
تیز رفتار ٹھوس طریقہ اور پاؤڈر میٹالرجی طریقہ کو ملا کر، فائبر یا پارٹیکل رینفورسڈ کمپوزٹ کے ذریعے تیار کردہ ٹائٹینیم الائے بہترین اعلی درجہ حرارت کی مکینیکل خصوصیات کا حامل ہے۔ اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم کھوٹ کی درجہ حرارت کی حد عام ٹائٹینیم کھوٹ کی نسبت بہت زیادہ ہے۔ اس وقت، ریاستہائے متحدہ نے ایک نیا اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکب تیار کیا ہے.
(6) ٹائٹینیم نکل کھوٹ
ٹائٹینیم اور نکل کا ایک مرکب، جسے "میموری الائے" کہا جاتا ہے، پہلے سے طے شدہ شکل میں بنایا جاتا ہے۔ شکل اختیار کرنے کے بعد، اگر بیرونی قوتوں کے ذریعے درست شکل اختیار کر لی جائے، تو اسے تھوڑی گرمی سے اس کی اصلی شکل میں بحال کیا جا سکتا ہے۔ اس مرکب کو مختلف شعبوں جیسے آلات اور الیکٹرانک آلات میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔
چین میں ٹائٹینیم مرکب مواد کی ترقی کی موجودہ حیثیت
ٹائٹینیم کھوٹ سے مراد ٹائٹینیم اور دیگر دھاتوں سے بنی متعدد مصر داتیں ہیں۔ حالیہ برسوں میں، چین نے ٹائٹینیم مرکب مواد کی تحقیق اور ترقی، پیداوار اور اطلاق کی حوصلہ افزائی کے لیے اکثر پالیسیاں جاری کی ہیں۔ عالمی مارکیٹ میں، ٹائٹینیم مرکب مواد بنیادی طور پر ہوا بازی کی صنعت، دفاعی صنعت اور دیگر صنعتوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان میں سے، ہوا بازی کی صنعت میں درخواست کی طلب تقریباً 50 فیصد ہے، خاص طور پر ہوائی جہاز اور انجنوں کی تیاری کے لیے۔ ہمارے ملک میں ٹائٹینیم مواد کی مانگ کی ساخت میں، ٹائٹینیم پروسیسنگ مواد بنیادی طور پر کیمیائی صنعت کے میدان میں استعمال ہوتے ہیں، اور گھریلو ایرو اسپیس میں استعمال ہونے والے ٹائٹینیم مواد کا تناسب صرف 20 فیصد ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ٹائٹینیم کی مارکیٹ میں بڑی صلاحیت موجود ہے۔ ہمارے ملک میں ہوا بازی میں استعمال ہونے والا مواد۔ اس وقت، اعلیٰ درجے کے ٹائٹینیم الائے کے میدان میں، ہمارے ملک میں ملٹری ایوی ایشن ٹائٹینیم الائے راڈ اور تار کو بڑے پیمانے پر پیدا کرنے والے چند ادارے ہیں، جو کہ ایک "دوپولی" مقابلے کا نمونہ ہے۔
1. پالیسی ٹائٹینیم مرکب مواد کی ترقی کی حوصلہ افزائی کرتی ہے۔
ٹائٹینیم مرکبات ٹائٹینیم اور دیگر دھاتوں سے بنی متعدد مرکب دھاتوں کا حوالہ دیتے ہیں۔ دنیا کے بہت سے ممالک نے ٹائٹینیم مرکب مواد کی اہمیت کو محسوس کیا ہے، اور اس پر تحقیق اور ترقی کی ہے، اور عملی طور پر لاگو کیا گیا ہے. حالیہ برسوں میں، چین نے ٹائٹینیم مرکب مواد کی تحقیق اور ترقی، پیداوار اور اطلاق کی حوصلہ افزائی کے لیے اکثر پالیسیاں جاری کی ہیں۔ 2019 میں، گائیڈنس کیٹلاگ برائے صنعتی ڈھانچے کی ایڈجسٹمنٹ (2019 ڈرافٹ) میں انکشاف کردہ معلومات کے مطابق، اعلیٰ کارکردگی والے الٹرا فائن، انتہائی موٹے، جامع ڈھانچہ سیمنٹڈ کاربائیڈ مواد اور ڈیپ پروسیسنگ پروڈکٹس، کم ماڈیولس ٹائٹینیم الائے مواد، ٹائٹینیم کھوٹ مواد، ٹائٹینیم کھوٹ ایرو اسپیس اور اسی طرح کے فاسٹنرز کو صنعتی ڈھانچے کی ایڈجسٹمنٹ کے لیے حوصلہ افزائی کے منصوبوں کے طور پر درج کیا جائے گا۔
2. ٹائٹینیم مرکب مواد بنیادی طور پر ایرو اسپیس اور فوجی شعبوں میں استعمال کیا جاتا ہے
عالمی مارکیٹ میں، ٹائٹینیم مرکب مواد بنیادی طور پر ہوا بازی کی صنعت، دفاعی صنعت اور دیگر صنعتوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان میں سے، ہوا بازی کی صنعت میں درخواست کی طلب تقریباً 50 فیصد ہے، خاص طور پر ہوائی جہاز اور انجنوں کی تیاری کے لیے۔ چین میں ٹائٹینیم مواد کی مانگ کی ساخت میں، ٹائٹینیم پروسیسنگ مواد بنیادی طور پر کیمیائی میدان میں استعمال ہوتے ہیں۔ دنیا کے مقابلے میں سب سے اہم فرق ہوا بازی کے میدان میں ہے۔ ہوا بازی میں استعمال ہونے والے ٹائٹینیم مواد نے ہمیشہ دنیا میں ٹائٹینیم مواد کی کل مانگ کا تقریباً 53 فیصد حصہ لیا ہے، جب کہ گھریلو ایرو اسپیس میں استعمال ہونے والے ٹائٹینیم مواد کا تناسب صرف 20 فیصد ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ٹائٹینیم کی مارکیٹ میں اب بھی بہت زیادہ صلاحیت موجود ہے۔ چین میں ہوا بازی میں استعمال ہونے والا مواد۔
خلاصہ
ٹائٹینیم میں دھات کے بہت سے لاجواب فوائد ہیں، معاشرے کی ترقی کے ساتھ، سائنس اور ٹیکنالوجی کی ترقی، ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکب زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال کیا جائے گا، ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم کھوٹ کی انسانی مانگ میں اضافہ ہو گا، اور اعلی پیداواری لاگت ان میں سے ایک ہے۔ ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم کھوٹ کے فروغ اور استعمال کو محدود کرنے کی اہم وجوہات۔ لہذا، کم لاگت، بڑے پیمانے پر اور ماحولیاتی ماحولیاتی تحفظ کی ترقی اور اطلاق مسلسل پیداوار کے عمل کو ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکب زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال کر سکتا ہے.
