ലോഹങ്ങളുടെ ദ്രവണാങ്കങ്ങളെക്കുറിച്ച് നിങ്ങൾ അറിയേണ്ടതെല്ലാം?

ലോഹത്തിന്റെ ദ്രവണാങ്കം ലോഹശാസ്ത്രം, നിർമ്മാണം, ബഹിരാകാശം, ഇലക്ട്രോണിക്സ്, മറ്റ് എണ്ണമറ്റ വ്യവസായങ്ങൾ എന്നിവയിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്ന ഒരു അടിസ്ഥാന ഭൗതിക സ്വത്താണ്. ദ്രവണാങ്കങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നത് എഞ്ചിനീയർമാർ, മെറ്റീരിയൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ, നിർമ്മാതാക്കൾ എന്നിവരെ ഉയർന്ന താപനില പ്രയോഗങ്ങൾ, അലോയ് ഫോർമുലേഷൻ, നിർമ്മാണ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ എന്നിവയ്ക്കായി ശരിയായ ലോഹങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഈ ലേഖനത്തിൽ, ലോഹങ്ങളുടെ ദ്രവണാങ്കങ്ങളെക്കുറിച്ച് നിങ്ങൾ അറിയേണ്ട എല്ലാ കാര്യങ്ങളിലേക്കും - അവയെ ബാധിക്കുന്ന കാര്യങ്ങൾ, അവ എങ്ങനെ അളക്കുന്നു, വ്യത്യസ്ത ലോഹങ്ങളുടെ വ്യാവസായിക ഉപയോഗത്തെ അവ എങ്ങനെ സ്വാധീനിക്കുന്നു എന്നിവയെക്കുറിച്ച് - ആഴത്തിൽ പരിശോധിക്കും.

ഒരു ദ്രവണാങ്കം എന്താണ്?

ദിദ്രവണാങ്കംഒരു ലോഹം അതിന്റെ അവസ്ഥയെ ഖരാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് ദ്രാവകാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറ്റുന്ന താപനിലയാണ്. ലോഹത്തിന്റെ ആറ്റങ്ങൾ ഒരു ഖരഘടനയിൽ അവയുടെ നിശ്ചിത സ്ഥാനങ്ങളെ മറികടന്ന് ഒരു ദ്രാവകമായി സ്വതന്ത്രമായി സഞ്ചരിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഊർജ്ജം നേടുമ്പോഴാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്.

• യൂണിറ്റുകൾ: സാധാരണയായി ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് (°C) അല്ലെങ്കിൽ ഫാരൻഹീറ്റ് (°F) ൽ അളക്കുന്നു.

• പ്രാധാന്യം: ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കം കൂടിയ ലോഹങ്ങൾ കടുത്ത ചൂടുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിന് അനുയോജ്യമാണ്, അതേസമയം കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കം കൂടിയ ലോഹങ്ങൾ കാസ്റ്റുചെയ്യാനും വാർത്തെടുക്കാനും എളുപ്പമാണ്.

വ്യവസായത്തിൽ ദ്രവണാങ്കം പ്രധാനമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

ദ്രവണാങ്കങ്ങൾ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നത്:

1. മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുക്കൽ– ഉദാഹരണത്തിന്, ടർബൈൻ ബ്ലേഡുകൾക്ക് ടങ്സ്റ്റൺ അല്ലെങ്കിൽ മോളിബ്ഡിനം പോലുള്ള ലോഹങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.

2. നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകൾ– വെൽഡിംഗ്, കാസ്റ്റിംഗ്, ഫോർജിംഗ്, ഹീറ്റ് ട്രീറ്റ്മെന്റ് എന്നിവയ്ക്ക് ഉരുകൽ സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ച് കൃത്യമായ അറിവ് ആവശ്യമാണ്.

3. സുരക്ഷ, എഞ്ചിനീയറിംഗ് മാനദണ്ഡങ്ങൾ- ഉരുകൽ പരിധികൾ അറിയുന്നത് ഘടനാപരമായ പരാജയങ്ങൾ ഒഴിവാക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.

ലോഹങ്ങളുടെ ദ്രവണാങ്കങ്ങളെ ബാധിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ

ദ്രവണാങ്കത്തെ നിരവധി വേരിയബിളുകൾ സ്വാധീനിക്കുന്നു:

• ആറ്റോമിക് ഘടന: അടുത്ത് പായ്ക്ക് ചെയ്ത ആറ്റോമിക് ഘടനകളുള്ള ലോഹങ്ങൾക്ക് സാധാരണയായി ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കങ്ങളാണുള്ളത്.

• ബോണ്ട് ദൃഢത: ശക്തമായ ലോഹബന്ധനങ്ങൾ പൊട്ടാൻ കൂടുതൽ താപം ആവശ്യമാണ്.

• മാലിന്യങ്ങൾ/അലോയിംഗ്: മറ്റ് മൂലകങ്ങൾ (അലോയിംഗ്) ചേർക്കുന്നത് ഒരു ലോഹത്തിന്റെ ദ്രവണാങ്കം കൂട്ടുകയോ കുറയ്ക്കുകയോ ചെയ്യും.

• മർദ്ദം: തീവ്രമായ മർദ്ദത്തിൽ, ദ്രവണാങ്കം ചെറുതായി വ്യത്യാസപ്പെടാം.

സാധാരണ ലോഹങ്ങളുടെ ദ്രവണാങ്കങ്ങൾ (താരതമ്യ പട്ടിക)

വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ലോഹങ്ങളുടെ ദ്രവണാങ്കങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു ചെറിയ റഫറൻസ് ഇതാ:

ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്ക ലോഹങ്ങളും അവയുടെ ഉപയോഗങ്ങളും

1. ടങ്സ്റ്റൺ (പശ്ചിമ)

• ദ്രവണാങ്കം: 3422°C

• അപേക്ഷ: ബൾബുകളിലെ ഫിലമെന്റുകൾ, എയ്‌റോസ്‌പേസ് നോസിലുകൾ, ഇലക്ട്രോഡുകൾ.

• എന്തുകൊണ്ട്: എല്ലാ ലോഹങ്ങളുടെയും ഏറ്റവും ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കം, തീവ്രമായ താപ പ്രതിരോധത്തിന് അനുയോജ്യം.

2. മോളിബ്ഡിനം (Mo)

• ദ്രവണാങ്കം: 2623°C

• അപേക്ഷ: ചൂള ഭാഗങ്ങൾ, ആണവോർജ്ജം, സൈനിക കവചം.

3. ടാന്റലം (Ta)

• ദ്രവണാങ്കം: 3017°C

• അപേക്ഷ: മെഡിക്കൽ ഇംപ്ലാന്റുകൾ, ഇലക്ട്രോണിക്സ്, എയ്‌റോസ്‌പേസ് ഘടകങ്ങൾ.

ലോ ദ്രവണാങ്ക ലോഹങ്ങളും അവയുടെ പ്രയോഗങ്ങളും

1. സിങ്ക് (Zn)

• ദ്രവണാങ്കം: 419.5°C

• അപേക്ഷ: ഡൈ കാസ്റ്റിംഗ്, സ്റ്റീലിന്റെ ഗാൽവാനൈസേഷൻ.

2. ടിൻ (Sn)

• ദ്രവണാങ്കം: 231.9°C

• അപേക്ഷ: സോൾഡർ, മറ്റ് ലോഹങ്ങൾക്കുള്ള കോട്ടിംഗുകൾ.

3. ലീഡ് (Pb)

• ദ്രവണാങ്കം: 327.5°C

• അപേക്ഷ: ബാറ്ററികൾ, റേഡിയേഷൻ ഷീൽഡിംഗ്.

അലോയ് സിസ്റ്റങ്ങളിലെ ദ്രവണാങ്കങ്ങൾ

ഒന്നിലധികം ഘടകങ്ങൾ ഉള്ളതിനാൽ ലോഹസങ്കരങ്ങൾക്ക് പലപ്പോഴും മൂർച്ചയുള്ള ബിന്ദുക്കൾക്ക് പകരം ദ്രവണാങ്കങ്ങൾ ഉണ്ടാകും. ഉദാഹരണത്തിന്:

• പിച്ചള(ചെമ്പ് + സിങ്ക്): ദ്രവണാങ്കം ~900–940°C

• വെങ്കലം(ചെമ്പ് + ടിൻ): ദ്രവണാങ്കം ~950°C

• സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ (18-8): ദ്രവണാങ്കം ~1400–1450°C

ഈ ശ്രേണികൾ നാശന പ്രതിരോധം, വലിച്ചുനീട്ടാനുള്ള ശക്തി, താപ പ്രതിരോധം തുടങ്ങിയ പ്രത്യേക ഉപയോഗങ്ങൾക്കായി ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ്.

ദ്രവണാങ്കങ്ങളുടെ അളവ്

ദ്രവണാങ്കങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നത്:

1. ഡിഫറൻഷ്യൽ തെർമൽ അനാലിസിസ് (DTA)

2. തെർമോകപ്പിളും ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ചൂളകളും

3. പൈറോമെട്രിക് കോൺ തത്തുല്യം (സെറാമിക്സിനും ലോഹ ഓക്സൈഡുകൾക്കും)

വ്യവസായത്തിൽ, ASTM, ISO, അല്ലെങ്കിൽ DIN മാനദണ്ഡങ്ങൾക്കനുസൃതമായി മെറ്റീരിയലുകൾ സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നതിന് കൃത്യമായ ദ്രവണാങ്ക ഡാറ്റ നിർണായകമാണ്.

ദ്രവണാങ്കം vs തിളനില

• ദ്രവണാങ്കം: ഖരം ➝ ദ്രാവകം

• തിളനില: ദ്രാവകം ➝ വാതകം

ലോഹങ്ങൾക്ക്, തിളനില ദ്രവണാങ്കത്തേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്,ടങ്സ്റ്റൺ 5930°C യിൽ തിളച്ചുമറിയുന്നു, ഇത് വാക്വം ചൂളകൾക്കും ബഹിരാകാശ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ലോഹങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ

ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കം ലോഹങ്ങൾക്ക് അത്യാവശ്യമായിരിക്കുന്ന ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ:

• ജെറ്റ് എഞ്ചിനുകൾ: നിക്കൽ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സൂപ്പർഅലോയ്‌കൾ.

• ബഹിരാകാശ പേടകം: ടൈറ്റാനിയം, റിഫ്രാക്ടറി ലോഹങ്ങൾ.

• ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറുകൾ: സിർക്കോണിയം, മോളിബ്ഡിനം.

• വ്യാവസായിക ചൂളകൾ: ടങ്സ്റ്റൺ, മോളിബ്ഡിനം, സെറാമിക്സ്.

പുനരുപയോഗവും കാസ്റ്റിംഗും സംബന്ധിച്ച പരിഗണനകൾ

പുനരുപയോഗ സമയത്ത്, ലോഹങ്ങളെ ശുദ്ധീകരിക്കാനും പരിഷ്കരിക്കാനും അവയുടെ ദ്രവണാങ്കങ്ങൾക്ക് മുകളിൽ ചൂടാക്കുന്നു.അലുമിനിയംകുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കങ്ങളും ഊർജ്ജ-കാര്യക്ഷമമായ പുനഃസംസ്കരണവും കാരണം പുനരുപയോഗത്തിന് പ്രത്യേകിച്ചും അനുയോജ്യമാണ്.

കാസ്റ്റിംഗ് പ്രക്രിയകൾ (ഉദാ: മണൽ കാസ്റ്റിംഗ്, നിക്ഷേപ കാസ്റ്റിംഗ്) തകരാറുകൾ ഒഴിവാക്കുന്നതിന് കൃത്യമായ ദ്രവണാങ്ക ഡാറ്റ അറിയുന്നതിനെ വളരെയധികം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ലോഹ സംസ്കരണ സമയത്ത് സുരക്ഷാ പരിഗണനകൾ

• ഉപയോഗിക്കുകസംരക്ഷണ വസ്ത്രംഒപ്പംമുഖം കവചങ്ങൾ.

• ഇന്‍സ്റ്റാളുചെയ്യുകതാപ ഇൻസുലേഷൻഉപകരണങ്ങളിൽ.

• നടപ്പിലാക്കുകതാപനില സെൻസറുകൾഒപ്പംഓട്ടോമാറ്റിക് ഷട്ട്ഓഫുകൾ.

ദ്രവണാങ്കങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള അറിവ് സാങ്കേതികം മാത്രമല്ല - അത് ആരോഗ്യ, സുരക്ഷാ രീതികളെക്കുറിച്ചും അറിവ് നൽകുന്നു.

തീരുമാനം

ലോഹങ്ങളുടെ ദ്രവണാങ്കങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്കും എഞ്ചിനീയർമാർക്കും മാത്രമല്ല, ജോലിക്ക് അനുയോജ്യമായ വസ്തുക്കൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്ന ദൈനംദിന നിർമ്മാതാക്കൾക്കും ഡിസൈനർമാർക്കും അത്യാവശ്യമാണ്. നിങ്ങൾ എയ്‌റോസ്‌പേസ് ഘടകങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുകയാണെങ്കിലും ലളിതമായ കുക്ക്‌വെയർ നിർമ്മിക്കുകയാണെങ്കിലും, ദ്രവണാങ്കം പ്രകടനം, സുരക്ഷ, ഈട് എന്നിവ നിർണ്ണയിക്കുന്നു.