धातुओं और मिश्र धातुओं ने हमारे जीवन में इतनी बारीकी से प्रवेश किया है कि कभी-कभी हम उनके बारे में सोचते भी नहीं हैं। 4-3 सहस्राब्दी ईसा पूर्व के रूप में, सोने की डली के साथ मनुष्य का पहला परिचय हुआ। तब से बहुत समय बीत चुका है, और हर साल धातु प्रसंस्करण में केवल सुधार हुआ है।
जिंक ने इसमें बड़ी भूमिका निभाई। इस पर आधारित मिश्र धातुओं का उपयोग कई उद्योगों में किया जाता है। इस लेख में, हम जिंक मिश्र धातुओं और हमारे जीवन में उनकी भूमिका को देखेंगे।
संक्रमण धातु
जिंक को एक नीले-सफेद भंगुर संक्रमण धातु के रूप में जाना जाता है। इसका खनन अर्ध-धातु अयस्कों से किया जाता है। शुद्ध जस्ता प्राप्त करने की प्रक्रिया काफी जटिल और समय लेने वाली है। सबसे पहले, 1-4% जस्ता युक्त अयस्क चयनात्मक प्लवनशीलता द्वारा समृद्ध होता है। इस प्रक्रिया से सांद्र (55% Zn) प्राप्त होते हैं। अगला, आपको जिंक ऑक्साइड प्राप्त करने की आवश्यकता है। इसके लिए, परिणामी सांद्रों को एक द्रवित बिस्तर में भट्टियों में शांत किया जाता है। केवल … सेजिंक ऑक्साइड, आप इस धातु को उसके शुद्ध रूप में प्राप्त कर सकते हैं, और ऐसा करने के दो तरीके हैं।
जस्ता प्राप्त करना
पहला इलेक्ट्रोलाइटिक है, जो सल्फ्यूरिक एसिड के साथ जिंक ऑक्साइड के उपचार पर आधारित है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक सल्फेट समाधान बनता है, जो अशुद्धियों से शुद्ध होता है और इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन होता है। जिंक को एल्युमिनियम कैथोड पर जमा किया जाता है, जिसे बाद में इंडक्शन फर्नेस में पिघलाया जाता है। इस प्रकार प्राप्त जिंक की शुद्धता लगभग 99.95% होती है।
दूसरी विधि, सबसे पुरानी, आसवन है। सांद्रता को बहुत अधिक तापमान (लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस) तक गर्म किया जाता है, जस्ता वाष्प निकलते हैं, जो संक्षेपण द्वारा मिट्टी के जहाजों पर बस जाते हैं। लेकिन यह विधि पहले जैसी शुद्धता नहीं देती है। परिणामी वाष्प में लगभग 3% विभिन्न अशुद्धियाँ होती हैं, जिसमें कैडमियम जैसे मूल्यवान तत्व भी शामिल हैं। इसलिए, पृथक्करण द्वारा Zn को और अधिक शुद्ध किया जाता है। 500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कुछ समय के लिए इसका बचाव किया जाता है और 98% की शुद्धता प्राप्त होती है। मिश्र धातुओं के आगे उत्पादन के लिए, यह पर्याप्त है, क्योंकि जस्ता अभी भी उन्हीं तत्वों के साथ मिश्रित है। यदि यह पर्याप्त नहीं है, तो सुधार का उपयोग किया जाता है और जस्ता 99.995% की शुद्धता के साथ प्राप्त किया जाता है। इस प्रकार, दोनों विधियाँ उच्च शुद्धता वाले जस्ता प्राप्त करने की अनुमति देती हैं।
धातुओं का एक अविभाज्य जोड़ा
आमतौर पर जिंक मिश्र धातुओं में अशुद्धता के रूप में सीसा मौजूद होता है। प्रकृति में, धातुओं की यह अविभाज्य जोड़ी अक्सर पाई जाती है। लेकिन वास्तव में, जस्ता मिश्र धातु में एक उच्च सीसा सामग्री इसके भौतिक गुणों को कम कर देती है, जिससे अंतर-क्षरण की प्रवृत्ति पैदा होती है यदि यह हैसामग्री 0.007% से अधिक है। सीसा और जस्ता आमतौर पर टिन के कांसे और पीतल में एक साथ पाए जाते हैं।
अगर हम इन दो तत्वों के यूक्टेक्टिक के बारे में बात करते हैं, तो यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि 800 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक वे एक दूसरे के साथ मिश्रित नहीं होते हैं और दो अलग-अलग तरल पदार्थों का प्रतिनिधित्व करते हैं। तेजी से शीतलन के दौरान, अनाज की सीमाओं के साथ गोलाकार समावेशन के रूप में पीबी का एक समान वितरण होता है। जिंक-लेड मिश्र धातु का उपयोग प्रिंटिंग प्लेट बनाने के लिए किया जाता है क्योंकि यह एसिड में बहुत जल्दी घुल जाता है। अक्सर, आसवन विधि का उपयोग करके जस्ता से सीसा अशुद्धियों को हटा दिया जाता है।
कॉपर जिंक मिश्र धातु
पीतल एक मिश्रधातु है जिसे हमारे युग से पहले भी जाना जाता है। उस समय, जस्ता की अभी तक खोज नहीं हुई थी, लेकिन अयस्क का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था। पहले, पीतल को स्मिथसोनाइट (जस्ता अयस्क) और तांबे को मिश्र धातु से प्राप्त किया जाता था। यह केवल 18वीं शताब्दी में था कि इस मिश्र धातु को पहली बार धात्विक जस्ता का उपयोग करके बनाया गया था।
हमारे समय में, पीतल की कई किस्में हैं: एकल-चरण और दो-चरण। पूर्व में लगभग 35% जस्ता होता है, जबकि बाद में 50% और 4% सीसा होता है। एकल-चरण पीतल बहुत नमनीय होते हैं, जबकि दूसरी किस्म की विशेषता भंगुरता और कठोरता होती है। इन दो तत्वों के राज्य आरेख पर विचार करने के बाद, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि वे इलेक्ट्रॉनिक चरणों की एक श्रृंखला बनाते हैं: β, γ, । पीतल की एक दिलचस्प किस्म टोम्पक है। इसमें केवल 10% तक जस्ता होता है और इसके कारण इसमें बहुत अधिक लचीलापन होता है। स्टील क्लैडिंग और बाईमेटल उत्पादन के लिए टॉमपैक का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। उसके सामनेसिक्के और नकली सोना बनाने के लिए इस्तेमाल किया।
जस्ता और स्टील
लगभग हर घर में आप गैल्वेनाइज्ड चीजें पा सकते हैं: बाल्टी, बर्तन, उबलते पानी इत्यादि। जस्ता की बदौलत ये सभी जंग से सुरक्षित रूप से सुरक्षित हैं। लाक्षणिक रूप से बोलना, निश्चित रूप से, स्टील इस धातु के साथ लेपित है, और तार्किक रूप से, हम एक मिश्र धातु के बारे में बात नहीं कर रहे हैं। दूसरी ओर, यह जानकर कि गैल्वनाइजिंग कैसे होता है, इसके विपरीत तर्क दिया जा सकता है। तथ्य यह है कि जस्ता बहुत कम तापमान (लगभग 400 डिग्री सेल्सियस) पर पिघलता है, और जब यह तरल अवस्था में स्टील की सतह में प्रवेश करता है, तो यह उसमें फैल जाता है।
दोनों पदार्थों के परमाणु बहुत कसकर आपस में बंधे होते हैं, जिससे एक लौह-जस्ता मिश्र धातु बनती है। इस कारण से, हम सुरक्षित रूप से कह सकते हैं कि Zn उत्पाद पर "रखी" नहीं है, बल्कि इसमें "एम्बेडेड" है। यह एक सामान्य घरेलू स्थिति में देखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, जस्ती बाल्टी पर एक खरोंच दिखाई देती है। क्या यहाँ जंग लगने लगी है? उत्तर असमान है - नहीं। ऐसा इसलिए है क्योंकि जब नमी प्रवेश करती है, तो जस्ता यौगिक टूटने लगते हैं, लेकिन साथ ही वे स्टील के लिए किसी प्रकार की सुरक्षा बनाते हैं। इसलिए, ज्यादातर मामलों में, ऐसे जस्ता मिश्र धातुओं को उत्पादों को जंग से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। बेशक, इन उद्देश्यों के लिए क्रोमियम या निकल जैसे अन्य पदार्थों का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इन उत्पादों की लागत कई गुना अधिक होगी।
टिन और जिंक
यह मिश्र धातु अन्य लोगों की तुलना में कम लोकप्रिय नहीं है जिनकी हमने पहले ही समीक्षा की है। 1917-1918 में बुल्गारिया में, इसका व्यापक रूप से विशेष जहाजों को बनाने के लिए उपयोग किया जाता था जो लंबे समय तक गर्म तरल रखते थे।(आधुनिक थर्मोज के एनालॉग्स)। आजकल, जिंक-टिन मिश्र धातु का उपयोग रेडियो और विद्युत उद्योगों में बहुत व्यापक रूप से किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि 20% की Zn सामग्री के साथ रचना को बहुत अच्छी तरह से मिलाया जाता है, और जमा पॉलिशिंग लंबे समय तक बनी रहती है।
बेशक, जंग रोधी कोटिंग के रूप में, इस मिश्र धातु का भी उपयोग किया जा सकता है। इसकी विशेषताएं कैडमियम कोटिंग के समान हैं, लेकिन साथ ही कम खर्चीली हैं।
जिंक मिश्र धातुओं के गुण
बेशक, इस धातु की सभी रचनाएं इसके प्रतिशत में एक दूसरे से भिन्न होती हैं। सामान्य तौर पर, जस्ता मिश्र धातुओं में अच्छी ढलाई और यांत्रिक गुण होते हैं। सबसे पहले और सबसे महत्वपूर्ण संक्षारण प्रतिरोध है। सबसे बढ़कर, यह शुष्क स्वच्छ हवा के वातावरण में ही प्रकट होता है। औद्योगिक शहरों में जंग की संभावित अभिव्यक्तियाँ देखी जा सकती हैं। यह हवा में हाइड्रोक्लोरिक एसिड वाष्प, क्लोरीन और सल्फर ऑक्साइड की उपस्थिति के कारण है, जो नमी के साथ संघनित होकर एक सुरक्षात्मक फिल्म बनाना मुश्किल बनाते हैं। कॉपर-टिन-जिंक एक मिश्र धातु है जो उच्च सुरक्षात्मक गुणों की विशेषता है। यह वह रचना है जो जंग के लिए कम से कम अतिसंवेदनशील है, खासकर औद्योगिक वातावरण में। यदि हम जस्ता के कास्टिंग गुणों के बारे में बात करते हैं, तो निश्चित रूप से, वे इसके मिश्र धातुओं में मिश्र धातु तत्वों पर निर्भर करते हैं।
इसलिए, उदाहरण के लिए, एल्युमीनियम उनकी संरचना को सजातीय, महीन दाने वाला बनाता है, इसे समृद्ध करता है, लोहे के नकारात्मक प्रभाव को कम करता है। एक अन्य महत्वपूर्ण मिश्र धातु तत्व तांबा है। यह ताकत बढ़ाता है और कम करता हैइंटरक्रिस्टलाइन जंग। कॉपर-जिंक मिश्र धातु में उच्च प्रभाव शक्ति होती है, लेकिन साथ ही साथ आंशिक रूप से अपने कास्टिंग गुणों को खो देता है।
जस्ता और उसके मिश्र धातुओं के अनुप्रयोग के क्षेत्र
वास्तव में, हमारे समय में जिंक मिश्र धातुओं से बने हिस्से काफी आम हैं। इस तथ्य के बावजूद कि प्लास्टिक धातु उत्पादों की जगह ले रहा है, कुछ मामलों में उन्हें छोड़ा नहीं जा सकता है। उदाहरण के लिए, मोटर वाहन उद्योग एक ऐसा उद्योग है जो जिंक मिश्र धातुओं के बिना नहीं चल सकता। फिल्टर, संप, कार्बोरेटर और ईंधन पंप हाउसिंग, व्हील कवर, मफलर - यह सब और बहुत कुछ इस रासायनिक तत्व के यौगिकों का उपयोग करके बनाया गया है।
इस तथ्य के कारण कि जिंक मिश्र धातुओं में अच्छी ढलाई गुण होते हैं, विभिन्न आकृतियों के जटिल भागों को न्यूनतम दीवार मोटाई के साथ उनसे कास्ट किया जाता है। निर्माण एक अन्य क्षेत्र है जिसमें ये मिश्र अपरिहार्य हैं। रोल्ड जिंक का उपयोग छत, पाइप और गटर के लिए किया जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि जस्ता मिश्र धातुओं के उत्पादन को कम करने की प्रवृत्ति है, सामग्री के सापेक्ष सस्तेपन और यांत्रिक गुणों के कारण उनके उत्पादन को छोड़ना संभव नहीं है।
