3D प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके दुनिया का सबसे कठोर टाइटेनियम मिश्र धातु बनाया गया

[विज्ञापन_1]

वैज्ञानिकों ने टाइटेनियम मिश्रधातुओं पर 3डी प्रिंटिंग तकनीक लागू करके नए परिणाम प्राप्त किए हैं, जिससे इस पदार्थ की ताकत दोगुनी हो गई है तथा एयरोस्पेस में इसके संभावित अनुप्रयोगों का विस्तार हुआ है।

नए टाइटेनियम मिश्र धातु में रिकॉर्ड-उच्च थकान शक्ति है। फोटो: iStock — नए टाइटेनियम मिश्र धातु में रिकॉर्ड-उच्च थकान शक्ति है। फोटो: *iStock*

चीनी विज्ञान अकादमी (सीएएस) ने 28 फरवरी को नेचर पत्रिका में प्रकाशित एक अध्ययन में इस उपलब्धि का विस्तृत विवरण दिया। यह शोध सीएएस के पदार्थ अनुसंधान संस्थान की शेनयांग पदार्थ विज्ञान प्रयोगशाला के वैज्ञानिकों झांग झेनजुन और झांग झेफेंग और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के रॉबर्ट रिची के बीच सहयोग का परिणाम था। शोध पत्र के अनुसार, इस शोध का विचार चीन में ही जन्मा और पदार्थ के नमूने भी वहीं तैयार किए गए। रिची ने समीक्षा प्रक्रिया में भाग लिया।

हालाँकि 3D प्रिंटिंग ने विनिर्माण में क्रांति ला दी है, लेकिन इसका उपयोग केवल उन्हीं पुर्जों के निर्माण तक सीमित है जिनमें उच्च थकान प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। थकान शक्ति या थकान प्रतिरोध, किसी मशीन के पुर्ज़े की वह क्षमता है जो गियर पिटिंग और सतह पर दरार जैसी थकान क्षति का प्रतिरोध कर सकती है।

धातु 3D प्रिंटिंग, जिसमें लेज़रों का उपयोग करके धातु के चूर्ण को पिघलाकर कम समय में जटिल आकृतियों में ढाला जाता है, बड़े और जटिल पुर्जों के शीघ्र निर्माण के लिए आदर्श है। हालाँकि, प्रिंटिंग के दौरान आमतौर पर उपयोग की जाने वाली शक्तिशाली लेज़र किरणों से उत्पन्न उच्च ऊष्मा पुर्जे के भीतर हवा के कणों का निर्माण कर सकती है, जिससे मिश्र धातु का प्रदर्शन प्रभावित हो सकता है। ये छोटे कण तनाव का कारण बन सकते हैं, जिससे समय से पहले दरारें पड़ सकती हैं, जिससे सामग्री का थकान जीवन कम हो जाता है।

इस समस्या के समाधान के लिए, टीम ने बिना छिद्रों वाला एक टाइटेनियम मिश्र धातु बनाने का निर्णय लिया। उन्होंने Ti-6Al-4V, एक टाइटेनियम-एल्यूमीनियम-वैनेडियम मिश्र धातु, का उपयोग करके एक ऐसी प्रक्रिया विकसित की, जिसने किसी भी ज्ञात टाइटेनियम मिश्र धातु की तुलना में उच्चतम थकान शक्ति प्राप्त की। झांग झेनजुन के अनुसार, यह प्रक्रिया छिद्रों को हटाने के लिए एक गर्म समतापी दबाव प्रक्रिया से शुरू होती है, जिसके बाद मिश्र धातु की आंतरिक संरचना में कोई भी परिवर्तन होने से पहले इसे तेज़ी से ठंडा किया जाता है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप एक छिद्रयुक्त मिश्र धातु प्राप्त हुई जिसकी तन्य थकान शक्ति में 106% की वृद्धि हुई, जो मानक 475 MPa से बढ़कर 978 MPa हो गई, जिसने एक विश्व रिकॉर्ड स्थापित किया।

झांग झेनजुन ने कहा कि यह उपलब्धि उन उद्योगों में अनुप्रयोगों के लिए आशाजनक है जहाँ हल्के पदार्थों की आवश्यकता होती है, जैसे कि एयरोस्पेस और नवीन ऊर्जा वाहन। अभी तक, इस पदार्थ का उत्पादन केवल एक प्रोटोटाइप पैमाने पर किया गया है, जो डम्बल के आकार का है और इसका सबसे पतला भाग 3 मिमी माप का है, जो व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए बहुत छोटा है। हालाँकि यह तकनीक अभी भी प्रायोगिक चरण में है, लेकिन इसमें जटिल उपकरणों के निर्माण की अपार संभावनाएँ हैं।

सीएएस के अनुसार, नासा के रॉकेटों के नोजल, जे-20 लड़ाकू विमान के एयरफ्रेम और चीन के सी919 विमान के ईंधन नोजल सहित कई एयरोस्पेस पुर्जे 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके बनाए गए हैं। भविष्य में विस्तार की क्षमता के साथ, इस नई तकनीक का और भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा।

एन खांग ( टेक टाइम्स के अनुसार)

[विज्ञापन_2]
स्रोत लिंक