বিমান চালনার সাথে টাইটানিয়ামের একটি অবিচ্ছেদ্য বন্ধন রয়েছে। 1953 সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে উত্পাদিত ডিসি-টি বিমানের ইঞ্জিনের পড এবং ফায়ার ওয়ালে প্রথমবারের মতো টাইটানিয়াম ব্যবহার করা হয়েছিল, এইভাবে টাইটানিয়াম বিমান চালনার অ্যাপ্লিকেশনের ইতিহাস উন্মোচিত হয়। তারপর থেকে, টাইটানিয়াম অর্ধেক বছর ধরে বিমান চালনায় ব্যবহৃত হচ্ছে
এক শতাব্দীরও বেশি। টাইটানিয়াম ব্যাপকভাবে বিমান চালনায় ব্যবহার করা যেতে পারে কারণ এটির অনেক মূল্যবান বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা বিমানের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত। আজ আমরা কেন টাইটানিয়াম খাদকে বিমান চলাচলের উপকরণের জন্য ব্যবহার করতে হবে তা নিয়ে কথা বলব।
1, টাইটানিয়ামের ভূমিকা
1948 সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ডুপন্ট কোম্পানি ম্যাগনেসিয়াম পদ্ধতিতে টন স্পঞ্জ টাইটানিয়াম উত্পাদন করেছিল, যা স্পঞ্জ টাইটানিয়ামের শিল্প উত্পাদনের সূচনা করে। টাইটানিয়াম খাদ তার উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি, ভাল জারা প্রতিরোধের এবং উচ্চ তাপ প্রতিরোধের কারণে বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
টাইটানিয়াম পৃথিবীর ভূত্বকে প্রচুর পরিমাণে রয়েছে, যা তামা, দস্তা, টিন এবং অন্যান্য সাধারণ ধাতুর চেয়ে নবম স্থানে রয়েছে। টাইটানিয়াম ব্যাপকভাবে অনেক শিলা, বিশেষ করে বালি এবং কাদামাটিতে পাওয়া যায়।
2, টাইটানিয়াম বৈশিষ্ট্য
উচ্চ শক্তি: অ্যালুমিনিয়াম খাদের 1.3 গুণ, ম্যাগনেসিয়াম খাদের 1.6 গুণ এবং স্টেইনলেস স্টিলের 3.5 গুণ। এটি ধাতব পদার্থের চ্যাম্পিয়ন।
উচ্চ তাপ শক্তি: ব্যবহারের তাপমাত্রা অ্যালুমিনিয়াম খাদের তুলনায় কয়েকশ ডিগ্রি বেশি এবং এটি দীর্ঘ সময়ের জন্য 450 ~ 500 ডিগ্রিতে কাজ করতে পারে।
ভাল জারা প্রতিরোধের: অ্যাসিড প্রতিরোধের, ক্ষার প্রতিরোধের, বায়ুমণ্ডলীয় ক্ষয় প্রতিরোধের, বিশেষত শক্তিশালী ক্ষয় এবং স্ট্রেস জারা পিটিং প্রতিরোধের।
ভাল নিম্ন তাপমাত্রার কার্যকারিতা: অত্যন্ত কম ইন্টারস্টিশিয়াল উপাদান সহ টাইটানিয়াম খাদ TA7 এখনও - 253 ডিগ্রিতে নির্দিষ্ট প্লাস্টিকতা বজায় রাখতে পারে।
উচ্চ রাসায়নিক ক্রিয়াকলাপ: উচ্চ তাপমাত্রায় উচ্চ রাসায়নিক কার্যকলাপ, হাইড্রোজেন, অক্সিজেন এবং বাতাসে অন্যান্য গ্যাসের অমেধ্যগুলির সাথে প্রতিক্রিয়া করা সহজ এবং একটি শক্ত স্তর তৈরি করে।
ছোট তাপ পরিবাহিতা এবং ছোট ইলাস্টিক মডুলাস: তাপ পরিবাহিতা নিকেলের প্রায় 1/4, লোহার 1/5 এবং অ্যালুমিনিয়ামের 1/14। বিভিন্ন টাইটানিয়াম অ্যালোয়ের তাপ পরিবাহিতা টাইটানিয়ামের তুলনায় প্রায় 50% কম। টাইটানিয়াম খাদের ইলাস্টিক মডুলাস ইস্পাতের প্রায় 1/2।
3, টাইটানিয়াম খাদের শ্রেণীবিভাগ এবং প্রয়োগ
টাইটানিয়াম সংকর ধাতুগুলিকে তাপ-প্রতিরোধী সংকর, উচ্চ-শক্তির সংকর, জারা-প্রতিরোধী সংকর ধাতু (টাইটানিয়াম মলিবডেনাম, টাইটানিয়াম প্যালাডিয়াম সংকর, ইত্যাদি), নিম্ন-তাপমাত্রার ধাতু এবং বিশেষ ফাংশনাল হাইড্রেনজিন উপাদান (টাইটানিয়াম সঞ্চয়স্থানীয় আইরনজিন উপাদান) এ ভাগ করা যায় মেমরি খাদ), ইত্যাদি
যদিও টাইটানিয়াম এবং এর সংকর ধাতুগুলির প্রয়োগের ইতিহাস দীর্ঘ নয়, তারা তাদের উচ্চতর কর্মক্ষমতার কারণে অনেক গৌরবময় শিরোনাম জিতেছে। প্রথম খেতাব জিতেছিল "স্পেস মেটাল"। এটি ওজনে হালকা, শক্তিতে শক্তিশালী এবং উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী, বিশেষ করে বিমান তৈরির জন্য উপযুক্ত এবং
বিভিন্ন মহাকাশযান। বর্তমানে, বিশ্বে উত্পাদিত টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম মিশ্রণের প্রায় তিন-চতুর্থাংশ মহাকাশ শিল্পে ব্যবহৃত হয়। মূলত অ্যালুমিনিয়াম খাদ দিয়ে তৈরি অনেক অংশ টাইটানিয়াম খাদ দিয়ে প্রতিস্থাপিত হয়েছে।
4, টাইটানিয়াম খাদ এর বিমান চালনা আবেদন
টাইটানিয়াম খাদ প্রধানত বিমান এবং ইঞ্জিনের উত্পাদন উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যেমন টাইটানিয়াম ফ্যান, কম্প্রেসার ডিস্ক এবং ব্লেড, ইঞ্জিন কভার, নিষ্কাশন ডিভাইস এবং অন্যান্য অংশ, সেইসাথে গার্ডার এবং বিমানের পার্টিশনের মতো কাঠামোগত ফ্রেম অংশ। মহাকাশযান প্রধানত টাইটানিয়াম খাদ উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি ব্যবহার করে
বিভিন্ন চাপের জাহাজ, জ্বালানী ট্যাঙ্ক, ফাস্টেনার, ইন্সট্রুমেন্ট স্ট্র্যাপ, ফ্রেম এবং রকেট শেল তৈরির জন্য ডিগ্রী, জারা প্রতিরোধের এবং নিম্ন তাপমাত্রা প্রতিরোধের। কৃত্রিম আর্থ স্যাটেলাইট, চন্দ্র মডিউল, মনুষ্যবাহী মহাকাশযান এবং স্পেস শাটলগুলিও টাইটানিয়াম অ্যালয় প্লেট ওয়েল্ডমেন্ট ব্যবহার করে।
1950 সালে, এটি প্রথমবার F-84 ফাইটার বোমারু বিমানে লোড-বহনকারী উপাদান যেমন পিছনের ফুসেলেজ তাপ নিরোধক প্যানেল, বায়ু গাইড কভার এবং টেল কভার হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। 1960 সাল থেকে, টাইটানিয়াম খাদ ব্যবহার পিছনের ফুসেলেজ থেকে মধ্যম ফুসেলেজে স্থানান্তরিত হয়েছে, আংশিকভাবে স্ট্রাকচারাল স্টিলের পরিবর্তে পার্টিশন ফ্রেম, বিম তৈরি করা হয়েছে।
ফ্ল্যাপ স্লাইড রেল এবং অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ ভারবহন উপাদান। 1970 এর দশক থেকে, বেসামরিক বিমানগুলিতে প্রচুর সংখ্যক টাইটানিয়াম অ্যালো ব্যবহার করা হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, বোয়িং 747 বিমানে ব্যবহৃত টাইটানিয়ামের পরিমাণ 3640 কেজির বেশি, যা বিমানের ওজনের 28%। প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির বিকাশের সাথে, রকেট, কৃত্রিম উপগ্রহ এবং মহাকাশ ফ্লাইটে
বোর্ডে, প্রচুর পরিমাণে টাইটানিয়াম খাদও ব্যবহার করা হয়েছিল।
বিমান যত উন্নত, তত বেশি টাইটানিয়াম ব্যবহার করে। F-14A ফাইটারে ব্যবহৃত টাইটানিয়াম খাদ বিমানের ওজনের প্রায় 25%; F-15A ফাইটারের জন্য 25.8%; মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের চতুর্থ প্রজন্মের ফাইটারের টাইটানিয়াম খরচ 41%, এবং এর F119 ইঞ্জিনের টাইটানিয়াম খরচ 39%, যা বর্তমানে সর্বোচ্চ টাইটানিয়াম খরচ সহ বিমান।
5, কেন টাইটানিয়াম খাদ ব্যাপকভাবে বিমান চালনায় ব্যবহৃত হয়
আধুনিক বিমানের সর্বোচ্চ গতি শব্দের গতির 2.7 গুণেরও বেশি পৌঁছেছে। এই ধরনের একটি দ্রুত সুপারসনিক ফ্লাইটের কারণে বিমানটি বাতাসের বিরুদ্ধে ঘষবে এবং প্রচুর তাপ উৎপন্ন করবে। যখন ফ্লাইটের গতি শব্দের গতির 2.2 গুণে পৌঁছায়, তখন অ্যালুমিনিয়াম খাদ তা সহ্য করতে পারে না। আবশ্যক
উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী টাইটানিয়াম খাদ ব্যবহার করা হয়।
যখন অ্যারোইঞ্জিনের থ্রাস্ট টু ওয়েট অনুপাত 4 থেকে 6 থেকে 8 থেকে 10 পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয় এবং কম্প্রেসার আউটলেটের তাপমাত্রা অনুরূপভাবে 200 থেকে 300 ডিগ্রি থেকে 500 থেকে 600 ডিগ্রি পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয়, তখন কম চাপের কম্প্রেসার ডিস্ক এবং ব্লেডমিনকে টাইলুমিয়াম দিয়ে প্রতিস্থাপন করতে হবে।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, বিজ্ঞানীরা টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির বৈশিষ্ট্যগুলির গবেষণায় নতুন অগ্রগতি করেছেন। টাইটানিয়াম, অ্যালুমিনিয়াম এবং ভ্যানাডিয়ামের সমন্বয়ে গঠিত আসল টাইটানিয়াম খাদের সর্বোচ্চ কাজের তাপমাত্রা 550 ডিগ্রী ~ 600 ডিগ্রী, যখন নতুন উন্নত অ্যালুমিনিয়াম টাইটানেট (টিআইএল) অ্যালয় সর্বোচ্চ কাজ করার তাপমাত্রা 550 ডিগ্রি ~ 600 ডিগ্রি
তাপমাত্রা বাড়ানো হয়েছে 1040 ডিগ্রিতে।
উচ্চ চাপের কম্প্রেসার ডিস্ক এবং ব্লেড তৈরি করতে স্টেইনলেস স্টিলের পরিবর্তে টাইটানিয়াম অ্যালয় ব্যবহার করে কাঠামোগত ওজন কমাতে পারে। প্রতি 10% বিমানের ওজন কমানোর জন্য 4% জ্বালানী সাশ্রয় করা যেতে পারে। একটি রকেটের জন্য, প্রতি 1 কেজি ওজন কমানো হলে তা 15 কিমি পরিসীমা বাড়াতে পারে।
6, টাইটানিয়াম খাদ এর যন্ত্র বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ
প্রথমত, টাইটানিয়াম খাদের তাপ পরিবাহিতা কম, স্টিলের মাত্র 1/4, অ্যালুমিনিয়ামের 1/13 এবং তামার 1/25। কাটিয়া এলাকায় ধীর তাপ অপচয়ের কারণে, এটি তাপের ভারসাম্যের জন্য উপযোগী নয়। কাটিয়া প্রক্রিয়া চলাকালীন, তাপ অপচয় এবং শীতল প্রভাব খুব খারাপ, এবং কাটিয়া এলাকায় একটি উচ্চ তাপমাত্রা গঠন করা সহজ
পিছনের অংশের বিকৃতি এবং স্প্রিংব্যাক বড়, যার ফলে কাটিয়া টুলের টর্ক বৃদ্ধি পায়, প্রান্তের দ্রুত পরিধান এবং স্থায়িত্ব হ্রাস পায়।
দ্বিতীয়ত, টাইটানিয়াম খাদের নিম্ন তাপ পরিবাহিতা কাটিং টুলের কাছের ছোট জায়গায় কাটিং তাপ জমা করে, যা সহজে নষ্ট করা যায় না। রেকের মুখে ঘর্ষণ বেড়ে যায়, যা চিপস অপসারণ করা সহজ নয়। কাটিয়া তাপ সহজে নষ্ট করা যায় না, যা হাতিয়ার পরিধানকে ত্বরান্বিত করে। অবশেষে, টাইটানিয়াম খাদ এর রাসায়নিক কার্যকলাপ
উচ্চ, উচ্চ তাপমাত্রায় প্রক্রিয়াকরণের সময় টুল উপাদানের সাথে প্রতিক্রিয়া করা সহজ, দ্রবীভূতকরণ এবং প্রসারণ তৈরি করে, যার ফলে টুলটি আটকে যায়, জ্বলতে থাকে এবং ভেঙে যায়।
