ٹائٹینیم کے لیے ایک نیا وقت (2)

ڈیزائن کی حکمت عملی جو آکسیجن ایٹم کی تبدیلی کے عمل میں خلل ڈالتی ہے یا پلانر سلپس کو ڈھیر ہونے سے روکنے کے لیے نانو اسٹرکچرز کو فروغ دیتی ہے، بہتر مرکبات کا باعث بن سکتی ہے۔ مائنر کا کہنا ہے کہ ان مرکب دھاتوں میں ایپلی کیشنز ہوں گی، خاص طور پر آٹوموٹو اور ایرو اسپیس صنعتوں میں۔

کریو فورجنگ نینو ٹائٹینیم

پروفیسر اینڈریو مائنر ٹائٹینیم کے نمونے پر مائع نائٹروجن ڈالتے ہیں، اپنی لیب میں نینو ون ٹائٹینیم بنانے کے لیے استعمال ہونے والے کرائیو فورجنگ کے عمل کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ (تصویر بذریعہ ایڈم لاؤ / برکلے انجینئرنگ)

ان اور دیگر مسائل کو حل کرنے کے لیے، ٹیم کمپیوٹر ماڈلنگ، ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپی (TEM)، اور دیگر امیجنگ طریقوں، اور تجربات کے مرکب پر انحصار کرتی ہے۔

آسٹا کا کہنا ہے کہ "اس پروجیکٹ کے بارے میں ایک چیز جو اچھی رہی ہے وہ یہ ہے کہ بعض اوقات کمپیوٹیشنل اور تھیورسٹ تھوڑا سا آگے ہوتے ہیں، اور دوسری بار یہ تجرباتی ماہرین ہوتے ہیں۔" "ہم اکثر ملتے ہیں اور اپنے نتائج اور اپنے نئے خیالات کے بارے میں بات کرتے ہیں۔"

ٹائٹینیم کی آکسیجن کی حساسیت کا ٹیم کا مطالعہ، مثال کے طور پر، ایلومینیم اور آکسیجن کے ساتھ مل کر ٹائٹینیم کا مطالعہ کرنے کا باعث بنا۔ انہوں نے پایا کہ آکسیجن کی خرابی کو ایلومینیم کی تھوڑی مقدار میں شامل کر کے ختم کیا جا سکتا ہے، خاص طور پر کریوجینک درجہ حرارت پر، جو کہ -150 ڈگری سیلسیس سے کم ہے۔

ایلومینیم اور آکسیجن کی صرف صحیح مقدار کے ساتھ، ٹیم کا کہنا ہے کہ، ٹائٹینیم کرسٹل ڈھانچے کی ایک نئی ترتیب نے آکسیجن ایٹموں کو بدلنے سے روکا جس کی وجہ سے نقصان دہ انحطاط اور بالآخر فریکچر ہو گا۔ مزید یہ کہ ایلومینیم کے متعارف ہونے سے مجموعی طور پر ٹائٹینیم کی آکسیجن کی حساسیت کم ہو گئی، اس لیے قابل استعمال دھات بنانے کے لیے پروسیسنگ کے اخراجات بھی کم ہو جائیں گے۔

ایک اور تحقیق میں، ٹیم نے 1960 کی دہائی میں ہونے والی تحقیق کو دیکھا جس میں دکھایا گیا ہے کہ جب دھات کی خرابی کے دوران وقتاً فوقتاً برقی دالوں کا نشانہ بنایا جاتا ہے تو بہت سی دھاتیں اور مرکبات لچک میں ڈرامائی اضافہ ظاہر کرتے ہیں۔ تاہم، یہ نام نہاد الیکٹرو پلاسٹکٹی کیوں درست ہو سکتی ہے اس کے بنیادی میکانزم واضح نہیں ہیں۔

مائنر کا کہنا ہے کہ "الیکٹرو پلاسٹکٹی میٹالرجیکل پروسیسنگ کے اخراجات میں کمی کا باعث بن سکتی ہے کیونکہ یہ ایک ہی شکل کو حاصل کرنے کے لیے پوری دھات کو اعلی درجہ حرارت تک گرم کرنے کے مقابلے میں برقی دالوں سے دھات بنانے میں کم توانائی لیتی ہے۔" "دلچسپ بات یہ ہے کہ الیکٹرو پلاسٹکٹی کا یہ اثر عالمگیر ہے کہ یہ صرف ٹائٹینیم ہی نہیں بلکہ ہر دھات کے لیے کام کرتا دکھایا گیا ہے۔"

ٹیم نے تین مختلف حالتوں کے تحت دھات کے تناؤ کے ٹیسٹ کیے: کمرے کا درجہ حرارت بغیر برقی رو کے، 100 ملی سیکنڈ کے دورانیے کی متواتر برقی نبض کے ساتھ، اور ایک مستقل کرنٹ کے ساتھ۔ چونکہ بجلی کا کرنٹ لگانا دھات کو گرم کرتا ہے، اس لیے ٹیم صرف بجلی کی وجہ سے ہونے والے اثرات کو گرمی سے ہونے والے اثرات سے الگ کرنے کے بارے میں فکر مند تھی۔

ان کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ، پچھلے مطالعات کے مقابلے میں ایک چھوٹی متواتر نبض استعمال کرنے کے باوجود، نبض شدہ موجودہ طریقہ نے ٹائٹینیم الائے کی تناؤ کی لمبائی کے ساتھ ساتھ اس کی زیادہ سے زیادہ طاقت کو بھی بہتر بنایا ہے۔ وہ نوٹ کرتے ہیں کہ یہ اثر صرف نبض شدہ موجودہ تجربے کے لیے مخصوص تھا۔

دھات کے کرسٹل ڈھانچے میں تبدیلیاں دیکھنے کے لیے TEM کی مدد سے، ان کے نتائج بتاتے ہیں کہ پلس کرنٹ ٹریٹمنٹ پلانر سلپ ڈس لوکیشنز کو دباتا ہے۔ محققین نے پایا کہ برقی نبض مواد کو سخت کرتی ہے اور ایک پھیلا ہوا، 3D ڈس لوکیشن پیٹرن کو برقرار رکھ کر پلانر سلپ کی نشوونما کو مایوس کرتی ہے جو بالآخر اعلی طاقت اور لچک فراہم کرتی ہے۔

(جاری ہے)