01. ٹھوس حل کو مضبوط بنانا
تعریف
ٹھوس محلول کی مضبوطی ایک ایسا رجحان ہے جہاں مرکب عناصر بنیادی دھات میں گھل جاتے ہیں، جس سے جالی مسخ ہو جاتی ہے اور مرکب کی طاقت میں اضافہ ہوتا ہے۔
اصول
محلول ایٹم جو ٹھوس محلول میں گھل جاتے ہیں وہ جالی کی مسخ پیدا کرتے ہیں، جس سے نقلی حرکت کے خلاف مزاحمت بڑھ جاتی ہے، جس سے پھسلنا زیادہ مشکل ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، کھوٹ کے ٹھوس محلول کی طاقت اور سختی بڑھ جاتی ہے۔ یہ مضبوط بنانے کا طریقہ کار ٹھوس محلول بنانے کے لیے محلول ایٹموں کو تحلیل کرنے پر انحصار کرتا ہے۔ مناسب محلول ارتکاز کے ساتھ، مواد کی طاقت اور سختی بہتر ہوتی ہے، حالانکہ اس کی سختی اور لچک کم ہو سکتی ہے۔
متاثر کرنے والے عوامل
محلول ایٹموں کا جوہری حصہ جتنا زیادہ ہوگا، مضبوطی کا اثر اتنا ہی مضبوط ہوگا، خاص طور پر کم ارتکاز پر۔
محلول اور بیس میٹل ایٹموں کے درمیان سائز کا فرق جتنا زیادہ ہوگا، مضبوط ہونا اتنا ہی اہم ہوگا۔
بیچوالا محلول ایٹم متبادل ایٹموں کے مقابلے میں زیادہ مضبوط اثر رکھتے ہیں۔ باڈی-مرکزی کیوبک کرسٹل میں، بیچوالا ایٹم غیر متناسب جالیوں کی مسخ کا باعث بنتے ہیں، جس کے نتیجے میں چہرے-مرکزی کیوبک کرسٹل کی نسبت زیادہ مضبوط ہوتی ہے۔ تاہم، بیچوالا ایٹموں کی حل پذیری محدود ہے۔
محلول اور بیس ایٹموں کے درمیان والینس الیکٹران نمبروں میں جتنا بڑا فرق ہوگا، مضبوطی کا اثر اتنا ہی مضبوط ہوگا۔ الیکٹران کے ارتکاز کے ساتھ پیداوار کی طاقت میں اضافہ ہوتا ہے۔
مضبوطی کی ڈگری پر منحصر ہے:
محلول اور بیس ایٹموں کے درمیان سائز کا فرق: بڑے سائز کی مماثلت نقل مکانی کی مزاحمت کو بڑھاتی ہے۔
ملاوٹ کرنے والے عناصر کی مقدار: زیادہ مرکب سازی=مضبوط اثر، لیکن ضرورت سے زیادہ مقدار حل پذیری کی حد سے تجاوز کر سکتی ہے اور دوسرے مرحلے کو مضبوط بنانے جیسے دیگر مضبوطی کے طریقوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
بیچوالا ایٹم متبادل ایٹموں سے زیادہ مضبوط ہوتے ہیں۔
محلول اور میٹرکس دھات کے درمیان ویلنس الیکٹران کا فرق مضبوطی کو بڑھاتا ہے۔
اثرات
پیداوار کی طاقت، تناؤ کی طاقت، اور سختی خالص دھاتوں سے زیادہ ہے۔
خالص دھاتوں کے مقابلے میں عام طور پر کم لچک۔
خالص دھاتوں سے کم برقی چالکتا۔
بہتر کریپ مزاحمت اور اعلی-درجہ حرارت کی طاقت۔
02. کام کی سختی (تناؤ سخت کرنا)
تعریف
جیسے جیسے سرد اخترتی بڑھتی ہے، دھات کی مضبوطی اور سختی بڑھتی ہے، جبکہ پلاسٹکٹی اور سختی کم ہوتی ہے۔
جائزہ
جب دھاتیں اپنے دوبارہ تشکیل دینے والے درجہ حرارت سے نیچے پلاسٹک کی شکل میں خراب ہوجاتی ہیں، تو وہ مضبوط اور سخت لیکن کم لچکدار اور سخت ہوجاتی ہیں۔ کولڈ ورکنگ سختی کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ پلاسٹک کی خرابی کے دوران، نقل مکانی الجھ جاتی ہے، دانے لمبے ہوتے ہیں، ٹوٹ جاتے ہیں اور ریشے دار ہو جاتے ہیں۔ بقایا تناؤ متعارف کرایا جاتا ہے۔ سختی کی ڈگری عام طور پر اخترتی سے پہلے اور بعد میں سطح کی مائیکرو ہارڈنس کے تناسب اور سخت پرت کی گہرائی سے ماپا جاتا ہے۔
Dislocation Theory کی وضاحت
نقل مکانی ایک دوسرے کو آپس میں جوڑتی ہے اور قدم-کی طرح حرکت میں رکاوٹ بنتی ہے۔
نقل و حرکت میں رد عمل ظاہر کرتے ہوئے حرکت میں رکاوٹ پیدا کرنے والی حرکت میں رکاوٹ پیدا ہوتی ہے۔
نقل مکانی کی ضرب کثافت میں اضافہ کرتی ہے، جس سے نقل و حرکت میں مزید رکاوٹ پیدا ہوتی ہے۔
نقصانات
کام کی سختی مزید پروسیسنگ کو پیچیدہ بناتی ہے۔ مثال کے طور پر، کولڈ-رولڈ اسٹیل تیزی سے سخت اور ناقابل عمل ہوتا جاتا ہے، جس کو نرم کرنے کے لیے درمیانی اینیلنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ مشینی میں، سطح کی سختی کاٹنے والی قوت اور آلے کے لباس کو بڑھاتی ہے۔
فوائد
دھات کی طاقت، سختی، اور پہننے کی مزاحمت کو بہتر بناتا ہے، خاص طور پر خالص دھاتوں اور مرکب دھاتوں کے لیے جنہیں گرمی کے علاج سے مضبوط نہیں کیا جا سکتا ہے (مثال کے طور پر، کولڈ-اعلی کھینچی گئی-طاقت کی تاریں، ٹھنڈے-رولڈ اسپرنگس، ٹینک کی پٹریوں، کولہو کے جبڑے، ریل روڈ کے سوئچز)۔
مکینیکل انجینئرنگ میں درخواستیں
کولڈ ڈرائنگ، رولنگ، اور شاٹ پیننگ مواد اور اجزاء کی سطح کی طاقت کو بہت زیادہ بڑھاتی ہے۔
کام کی سختی، اجزاء کی حفاظت کو بہتر بنانے کی وجہ سے تناؤ کے تحت پلاسٹک کی مقامی شکل کو محدود کیا جا سکتا ہے۔
سٹیمپنگ میں، سخت علاقے نرم خطوں کی طرف براہ راست اخترتی کرتے ہیں، جس سے حصوں میں یکساں اخترتی ہو سکتی ہے۔
چپس کو الگ کرنا آسان بنا کر کم-کاربن اسٹیل کی مشینی صلاحیت کو بڑھاتا ہے۔ تاہم، یہ مزید پروسیسنگ میں توانائی کی کھپت اور مشینی میں ٹول پہننے میں اضافہ کرتا ہے۔
03. اناج کی تطہیر کو مضبوط بنانا
تعریف
اناج کی تطہیر کو مضبوط بنانا اناج کے سائز کو کم کرکے میکانی خصوصیات کو بہتر بناتا ہے۔
اصول
دھاتیں پولی کرسٹل لائن ہیں۔ چھوٹے اناج (یعنی زیادہ اناج فی یونٹ حجم) کے نتیجے میں زیادہ طاقت، سختی، پلاسٹکٹی اور سختی ہوتی ہے۔ باریک دانے اخترتی کو زیادہ یکساں طور پر تقسیم کرتے ہیں، تناؤ کے ارتکاز کو کم کرتے ہیں، اور شگاف کے پھیلاؤ کو روکتے ہیں۔ اس طرح اناج کو صاف کرنے سے طاقت میں اضافہ ہوتا ہے۔
اثرات
باریک دانے تناؤ کے ڈھیر- کو کم کرتے ہیں، طاقت میں اضافہ کرتے ہیں۔
ہال-پیچ تعلق کے مطابق، چھوٹے اناج کا سائز ڈی ڈی ڈی زیادہ پیداوار کی طاقت کا باعث بنتا ہے۔
اناج کو صاف کرنے کے طریقے
انڈر کولنگ میں اضافہ کریں۔
ٹیکہ لگانے کا علاج۔
استحکام کے دوران کمپن اور ہلچل۔
ٹھنڈے-میں بگڑی ہوئی دھاتیں: اخترتی کی ڈگری اور اینیلنگ درجہ حرارت کو کنٹرول کریں۔
04. دوسرے مرحلے کو مضبوط بنانا
تعریف
ملٹی فیز الائیز میں، میٹرکس فیز کے علاوہ، دوسرا فیز موجود ہے۔ جب باریک منتشر دوسرے-مرحلے کے ذرات میٹرکس میں یکساں طور پر تقسیم ہوتے ہیں، تو وہ مرکب کو نمایاں طور پر مضبوط کرتے ہیں۔ اسے دوسرے-مرحلے کی مضبوطی کے نام سے جانا جاتا ہے۔
اقسام
نقل مکانی کے نقطہ نظر سے، دوسرے-مرحلے کے ذرات کو درج ذیل میں تقسیم کیا گیا ہے:
غیر-ناقابل تعدیل ذرات: بائی پاس میکانزم (اوروان میکانزم) کے ذریعے مضبوط ہونا۔
خراب ہونے والے ذرات: کاٹنے کے طریقہ کار کے ذریعے مضبوط کرنا۔
منتشر مضبوطی اور ورن کی سختی دوسرے-مرحلے کی مضبوطی کی مخصوص شکلیں ہیں۔
اثرات
دوسرے-مرحلے کے ذرات نقل مکانی کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، ان کی نقل و حرکت میں رکاوٹ ڈالتے ہیں اور اخترتی کے خلاف مرکب کی مزاحمت کو بڑھاتے ہیں۔
طاقت کو متاثر کرنے والے دیگر عوامل
کھوٹ کی ساخت، مائیکرو اسٹرکچر، اور سطح کی حالت۔
لوڈنگ کی حالت: شرح، موڈ (ٹینسائل بمقابلہ سائیکلک)۔
نمونہ جیومیٹری اور ٹیسٹنگ ماحول (مثال کے طور پر، ہائیڈروجن کی خرابی طاقت کو کافی حد تک کم کر سکتی ہے)۔
نقطہ نظر کو مضبوط بنانے کا خلاصہ
دھاتوں کو مضبوط کرنے کے دو اہم راستے:
ایٹم بانڈنگ فورس میں اضافہ کریں اور خرابی-سے پاک کرسٹل بنائیں (مثلاً سرگوشیاں)۔
نقائص متعارف کروائیں (مستحکم، محلول ایٹم، اناج کی حدیں، وغیرہ) نقل مکانی کی تحریک کو روکنے کے لیے - سب سے مؤثر طریقہ ثابت ہوا ہے۔
انجینئرنگ مواد عام طور پر بہترین کارکردگی کے حصول کے لیے میکانزم کو مضبوط بنانے کے امتزاج پر انحصار کرتے ہیں۔
