জিরকোনিয়াম খাদ: রচনা, বৈশিষ্ট্য, প্রয়োগ

2024 লেখক: Howard Calhoun | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 10:20

জিরকোনিয়াম খাদ ব্যবহার বর্তমানে ওষুধ এবং পারমাণবিক শক্তিতে বেশ ব্যাপক। অন্যান্য শিল্পে, এই উপাদানটিও ব্যবহৃত হয়, তবে কিছুটা কম। এটা লক্ষনীয় যে এই কাঁচামাল থেকে বিভিন্ন alloys জনপ্রিয়তা অর্জন করেছে। নিজে থেকেই, জিরকোনিয়াম একটি জনপ্রিয় উপাদান হয়ে ওঠেনি, কারণ এর গুণমান একই ধাতুর সংকর ধাতুর চেয়ে অনেক খারাপ।

সাধারণ তথ্য

জিরকোনিয়াম (Zr) হল পর্যায় সারণীর একটি উপাদান যার পারমাণবিক সংখ্যা 40 এবং এর পারমাণবিক ওজন 91.22। স্বাভাবিক অবস্থায় এবং স্বাভাবিক অবস্থায়, এই উপাদানটি একটি রূপালী সাদা আভা সহ একটি উজ্জ্বল ধাতু। এই ধরনের কাঁচামালের ঘনত্ব 6.45 গ্রাম/সেমি3 এ পৌঁছায়। এই ধাতুটি তার বিশুদ্ধ আকারে, যাতে কোনও অমেধ্য নেই, এটির দ্বারা আলাদা করা হয় যে এটির খুব উচ্চ নমনীয়তা রয়েছে এবং এটি ঠান্ডা এবং গরম উভয় প্রক্রিয়া করা খুব সহজ। এখানে এটি লক্ষণীয় যে এই কাঁচামাল, যেমন টাইটানিয়ামের মতো, যদি এটি অ-ধাতু পদার্থের অমেধ্যগুলির সাথে মিলিত হয় তবে এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি তীব্রভাবে হারাবে। জিরকোনিয়াম এবং অক্সিজেন সবচেয়ে খারাপ যৌগ হিসেবে বিবেচিত হয়।

বস্তুর বৈশিষ্ট্য এবংখাদ

জিরকোনিয়াম নিজেই এই কারণে আলাদা যে এর বিভিন্ন অ্যাসিডের মোটামুটি উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। এই কাঁচামাল নাইট্রিক এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড বা ক্ষার জাতীয় পরিবেশে দ্রবীভূত হয় না। এই বৈশিষ্ট্য মূল. এর ভিত্তিতে, অনেক জিরকোনিয়াম খাদ তৈরি করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, আপনি যদি মাল্টিকম্পোনেন্ট ম্যাগনেসিয়াম অ্যালয়গুলি নেন এবং তাদের সাথে জিরকোনিয়ামের মতো একটি উপাদান যুক্ত করেন তবে উপাদানটি ক্ষয়ের জন্য অনেক বেশি প্রতিরোধী হয়ে উঠবে। আপনি যদি টাইটানিয়াম এবং জিরকোনিয়ামের একটি সংকর ধাতু তৈরি করেন, তাহলে প্রথম উপাদানটির অ্যাসিড প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পাবে।

এটাও লক্ষণীয় যে অন্যান্য ধাতুর সাথে সমস্ত জিরকোনিয়াম সংকরগুলি এই বৈশিষ্ট্য দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যে তারা বিস্তৃত তাপমাত্রার পরিসরে তাদের কঠোরতা হারায় না, যান্ত্রিক শকের প্রতিরোধ খুব উচ্চ স্তরে থাকে। একটি উদাহরণ হল একটি ম্যাগনেসিয়াম সংকর ধাতু যার কয়েক শতাংশ জিঙ্ক এবং মাত্র কয়েক শতাংশ জিরকোনিয়াম রয়েছে। ফলস্বরূপ ধাতুটি ম্যাগনেসিয়ামের চেয়ে প্রায় দ্বিগুণ শক্তিশালী হবে এবং এটি 200 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপমাত্রায় তার শক্তি বজায় রাখতে সক্ষম হবে।

বৈশিষ্ট্যের বিবরণ

জিরকোনিয়াম অ্যালয়গুলি সবচেয়ে সক্রিয়ভাবে ব্যবহৃত হয় যেমন জ্বালানী উপাদান ক্ল্যাডিং, জ্বালানী চ্যানেল পাইপ এবং জ্বালানী সমাবেশের বিভিন্ন অংশে। জিরকোনিয়াম নিজেই এই সত্য দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যে নিউট্রন শোষণ ক্রস বিভাগটি কম। এই সূচক অনুসারে, এটি ম্যাগনেসিয়াম এবং বেরিলিয়ামের মতো পদার্থের পরেই দ্বিতীয়। উপরন্তু, জিরকোনিয়ামের গলনাঙ্ক খুব বেশি।

বিভিন্ন শিল্পে ব্যবহৃত জিরকোনিয়াম সংকর ধাতুগুলি এই বৈশিষ্ট্য দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যে তাদের জলে, বাষ্প-জলের মিশ্রণে, প্রায় 350-360 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা পর্যন্ত স্যাচুরেটেড এবং সুপারহিটেড বাষ্পে খুব বেশি জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে৷ এটাও লক্ষণীয় যে এই তাপমাত্রার সীমা অদূর ভবিষ্যতে উচ্চতর মান পর্যন্ত বাড়ানো হবে বলে আশা করা হচ্ছে।

অ্যালয় প্যারামিটার

যান্ত্রিক স্থিতিশীলতার পরিপ্রেক্ষিতে জিরকোনিয়াম অ্যালয়গুলির বৈশিষ্ট্যগুলি বেশ উচ্চ, যা বিশুদ্ধ জিরকোনিয়াম সম্পর্কে বলা যায় না। এটা alloying দ্বারা উপাদান উচ্চ শক্তি অর্জন করা হয়. উদাহরণ স্বরূপ, নাইওবিয়াম (Nb) এবং 1% জিরকোনিয়াম (Zr) এর মতো একটি সংকর ধাতুর বৈশিষ্ট্য এই যে 20, 200, 300 এবং 400 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় উপাদানটির ফলন শক্তি হবে 200, 160, 120 এবং 90 এমপিএ। এই খাদ সক্রিয়ভাবে জ্বালানী রড cladding জন্য ব্যবহৃত হয়। এবং, উদাহরণস্বরূপ, আপনি যদি নাইওবিয়ামের সাথে জিরকোনিয়াম মিশ্রণের সংমিশ্রণ পরিবর্তন করেন, অর্থাৎ, জিরকোনিয়াম সামগ্রী 2.5% বৃদ্ধি করেন, তাহলে একই তাপমাত্রায় ফলনের শক্তি 280, 220, 200 এবং 180 MPa-এ বৃদ্ধি পাবে।

তবে, এই ধরনের উপকরণগুলির তাদের ত্রুটি রয়েছে। অসুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে যে তাপমাত্রা 320-350 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং তার উপরে পৌঁছলে জিরকোনিয়ামযুক্ত খাদটি খুব ভয়ঙ্কর হয়ে ওঠে। আরেকটি অসুবিধা হল যে Zr সক্রিয়ভাবে হাইড্রোজেন দ্রবীভূত করে, যা প্রায়ই ক্ষয়ের সময় ঘটে। এর কারণে, জিরকোনিয়াম হাইড্রাইডের মতো পদার্থ তৈরি হবে, যা কাঁচামালের নমনীয়তাকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে, যা ধাতুকে আরও ভঙ্গুর করে তোলে।

ঔষধে জিরকোনিয়াম

জিরকোনিয়াম খাদ ওষুধে বেশ সক্রিয়ভাবে ব্যবহৃত হয়। বিজ্ঞানীরা পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে দেখেছেন যে এমনকি সাধারণ জিরকোনিয়াম ব্রেসলেট পরা কিছু রোগের চিকিৎসায় সাহায্য করতে পারে এবং এটি একজন ব্যক্তির সামগ্রিক সুস্থতাও বাড়াতে পারে।

আজ, ইমপ্লান্ট (রিটেইনার) প্রায়ই ট্রমাটোলজি এবং ম্যাক্সিলোফেসিয়াল সার্জারির মতো ওষুধের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। ফিক্সেটরগুলি ফ্র্যাকচারের জন্য ব্যবহার করা হয়, হাড়গুলিকে ঠিক করে যাতে তারা নড়াচড়া না করে। এই ক্ষেত্রে যে কেউ জিরকোনিয়াম খাদ ব্যবহারের সুবিধাগুলিকে আলাদা করতে পারে যেমন: উচ্চ জৈবিক সামঞ্জস্যতা (মানুষের শরীরের অ্যালার্জির প্রতিক্রিয়ার অনুপস্থিতি এই ধরনের খাদ বা প্রত্যাখ্যান), খাদের উচ্চ শক্তি বৈশিষ্ট্য, যা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। fixators জন্য. এটিও লক্ষণীয় যে এই জাতীয় পদার্থের প্রতি প্রত্যাখ্যান বা অ্যালার্জির অনুপস্থিতি এই সত্যের দিকে পরিচালিত করেছিল যে যদি শরীর হঠাৎ ইমপ্লান্ট প্রত্যাখ্যান করতে শুরু করে তবে ধারক অপসারণের জন্য অস্ত্রোপচারের পুনরাবৃত্তি করার দরকার ছিল না৷

পরমাণু শক্তি শিল্পে জিরকোনিয়াম

গত শতাব্দীর 50 এর দশক পর্যন্ত, এটি বিশ্বাস করা হয়েছিল যে জিরকোনিয়াম এই এলাকায় ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত নয়। যাইহোক, এটি 50 এর দশকে ছিল। প্রথমবারের মতো, এমন একটি উপাদান পাওয়া গিয়েছিল যা হাফনিয়ামের মতো অপবিত্রতা থেকে সম্পূর্ণরূপে শুদ্ধ হয়েছিল। পরিশোধনের পরে, এটি প্রমাণিত হয়েছে যে বিশুদ্ধ জিরকোনিয়ামের একটি খুব ছোট তাপীয় নিউট্রন শোষণ ক্রস বিভাগ রয়েছে। এই গুণটিই প্রধান হয়ে ওঠে এবং পারমাণবিক শক্তি শিল্পে জিরকোনিয়াম ধাতু ব্যবহার করা সম্ভব করে।

এটি যোগ করা উচিত যে সহজভাবে বিশুদ্ধ জিরকোনিয়াম ব্যবহার করা যাবে না কারণ গরম পানিতে জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা খুব কম ছিল। এর পরে, জিরকোনিয়াম-ভিত্তিক অ্যালো ব্যবহার করার সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল। তারা স্টিম-কুলড রিঅ্যাক্টর এবং অনুরূপ ক্ষয়কারী পরিবেশে তাদের যোগ্যতা প্রমাণ করেছে।

মিশ্র ধাতুর সাধারণ প্রয়োগ

জিরকোনিয়াম একটি সংকর উপাদান হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এটি এই কারণে যে এই পদার্থটি যে ধাতুগুলিতে যোগ করা হয় সেগুলি আরও তাপ-প্রতিরোধী, অ্যাসিড-প্রতিরোধী ইত্যাদি হয়ে ওঠে। অর্থাৎ, ধাতু এবং জিরকোনিয়ামের সংকর ধাতু তার বৈশিষ্ট্যে প্রাথমিক কাঁচামালকে অনেক বেশি ছাড়িয়ে গেছে।

ফেরোজিরকোনিয়াম বেশ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এটি জিরকোনিয়াম এবং লোহার একটি সংকর। খাদ উপাদান Zr এর বিষয়বস্তু মোট ভরের 20% ছুঁয়েছে। এই জাতীয় পদার্থ ধাতুবিদ্যায় স্টিলের জন্য ডিঅক্সিডাইজার এবং ডিগাসার হিসাবে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, অ্যালুমিনিয়াম-জিরকোনিয়াম অ্যালয়গুলিকে ক্ষয়ের জন্য সবচেয়ে প্রতিরোধী হিসাবে বিবেচনা করা হয় এবং ভ্যাকুয়াম টিউবের জন্য ক্যাথোড গ্রিডে ব্যবহৃত হয়। এই জাতীয় সংকর ধাতুতে Zr এর উপাদান মোট ভরের 3% এর বেশি নয়।

লৌহঘটিত ধাতুবিদ্যায়, ফেরোজিরকোনিয়াম ছাড়াও, Zr এবং সিলিকনের একটি সংকর ধাতু প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। এটি ইস্পাত degassing জন্য ব্যবহৃত হয়. তামা এবং জিরকোনিয়ামের একটি সংকর ধাতু বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলির জন্য পরিবাহী উপাদান তৈরির জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়৷

জিরকোনিয়াম খোঁজা

এটা লক্ষণীয় যে জিরকোনিয়াম একটি বরং বিরল উপাদান। পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে এই পদার্থের পরিমাণ অতিক্রম করে নাওজন দ্বারা 0.025%। জিরকোনিয়াম ধাতুগুলির প্রাদুর্ভাবের সারণীতে দ্বাদশ লাইন দখল করে। এই কাঁচামাল বেশ বিক্ষিপ্ত, এবং তাই এটির কোন বড় আমানত খুঁজে পাওয়া খুব কঠিন। এটি সাধারণত লিথোস্ফিয়ারে অবস্থিত একটি রাসায়নিক যৌগ হিসাবে পাওয়া যায়, কারণ জিরকোনিয়াম নিজেই একটি লিথোফাইল উপাদান।