അലോയ്കളുടെ നിർമ്മാണവും സവിശേഷതകളും മനസ്സിലാക്കാം: ഒരു ആഗോള ഗൈഡ്

നിങ്ങൾക്ക് ചുറ്റും നോക്കൂ. നിങ്ങളിത് വായിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണം, നിങ്ങൾ നിൽക്കുന്ന കെട്ടിടം, നിങ്ങളെ ഒരിടത്തുനിന്നും മറ്റൊരിടത്തേക്ക് കൊണ്ടുപോകുന്ന വാഹനം - ഇവയെല്ലാം മെറ്റീരിയൽ സയൻസിന്റെ ശക്തിയുടെ തെളിവുകളാണ്. ഈ ആധുനിക ലോകത്തിന്റെ ഹൃദയഭാഗത്ത്, വളരെ അടിസ്ഥാനപരവും എന്നാൽ സങ്കീർണ്ണവുമായ ഒരു തരം പദാർത്ഥങ്ങളുണ്ട്, അവ പലപ്പോഴും ആരുടെയും ശ്രദ്ധയിൽ പെടാതെ പോകുന്നു: അലോയ്കൾ. നിങ്ങളുടെ അടുക്കളയിലെ സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ മുതൽ ഒരു ജെറ്റ് എഞ്ചിനിലെ നൂതന സൂപ്പർഅലോയ്കൾ വരെ, നമ്മൾ ജീവിക്കുന്നത് അവയാൽ നിർവചിക്കപ്പെട്ടതും പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കിയതുമായ ഒരു കാലഘട്ടത്തിലാണ്. എന്നാൽ എന്താണ് ഒരു അലോയ്, അസാധാരണമായ ഗുണങ്ങൾ ലഭിക്കാൻ നാം അവയെ എങ്ങനെയാണ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നത്?

ഈ സമഗ്രമായ ഗൈഡ് അലോയ്കളുടെ കലയും ശാസ്ത്രവും ലളിതമായി വിശദീകരിക്കും. ആറ്റോമിക് തലം മുതൽ വലിയ വ്യാവസായിക ഉൽപ്പാദനം വരെ നമ്മൾ യാത്ര ചെയ്യും, ഈ ലോഹമിശ്രിതങ്ങൾ എങ്ങനെ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നുവെന്നും മനുഷ്യനാഗരികതയെ രൂപപ്പെടുത്തിയതും ലോകമെമ്പാടുമുള്ള സാങ്കേതിക കണ്ടുപിടുത്തങ്ങൾക്ക് പ്രചോദനമാകുന്നതുമായ അവയുടെ പ്രത്യേക സ്വഭാവങ്ങളായ - കരുത്ത്, ഭാരക്കുറവ്, നാശന പ്രതിരോധം - എന്നിവ എങ്ങനെ ലഭിക്കുന്നുവെന്നും നമ്മൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യും.

അടിസ്ഥാന ചോദ്യം: എന്താണ് ഒരു അലോയ്?

ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, രണ്ടോ അതിലധികമോ മൂലകങ്ങൾ ഒരുമിച്ച് ഉരുക്കി നിർമ്മിക്കുന്ന ഒരു പദാർത്ഥമാണ് അലോയ്, അതിലൊന്നെങ്കിലും ഒരു ലോഹമായിരിക്കും. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന മിശ്രിതത്തിന് ലോഹഗുണങ്ങളുണ്ട്, അത് പലപ്പോഴും അതിന്റെ ഘടകാംശങ്ങളേക്കാൾ മികച്ചതായിരിക്കും. പ്രധാന ലോഹത്തെ ബേസ് മെറ്റൽ അല്ലെങ്കിൽ സോൾവെന്റ് എന്നും, ചേർക്കുന്ന മറ്റ് മൂലകങ്ങളെ അലോയിംഗ് മൂലകങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ സൊല്യൂട്ടുകൾ എന്നും പറയുന്നു.

ലളിതമായ മിശ്രണത്തിനപ്പുറം: ആറ്റോമിക് തലം

അലോയ്കളെ ശരിയായി മനസ്സിലാക്കാൻ, നാം ആറ്റോമിക തലത്തിൽ ചിന്തിക്കണം. ശുദ്ധമായ ലോഹങ്ങൾക്ക് ഒരു പെട്ടിയിൽ ഭംഗിയായി അടുക്കിവെച്ച ഓറഞ്ചുകൾ പോലെ, ക്രമമായ, ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയുണ്ട്. ആറ്റങ്ങൾ ആവർത്തിക്കുന്ന ഒരു ലാറ്റിസിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരു ശക്തി പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ ആറ്റങ്ങളുടെ പാളികൾ, അഥവാ സ്ലിപ്പ് പ്ലെയിനുകൾ, പരസ്പരം എളുപ്പത്തിൽ തെന്നിമാറാൻ ഈ ക്രമം അനുവദിക്കുന്നു. അതുകൊണ്ടാണ് സ്വർണ്ണം, ചെമ്പ്, അലുമിനിയം തുടങ്ങിയ പല ശുദ്ധമായ ലോഹങ്ങളും മൃദുവും ഡക്ടൈലും (വലിച്ച് നീട്ടാവുന്നതും) ആകുന്നത്.

വ്യത്യസ്ത വലുപ്പത്തിലുള്ള ആറ്റങ്ങളെ ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിലേക്ക് ചേർക്കുന്നതിലൂടെ അലോയിംഗ് അടിസ്ഥാനപരമായി ഈ ചിത്രം മാറ്റുന്നു. ഈ ക്രമക്കേടാണ് ഒരു അലോയിയുടെ മെച്ചപ്പെട്ട ഗുണങ്ങളുടെ താക്കോൽ. ഇത് പ്രധാനമായും രണ്ട് രീതിയിൽ സംഭവിക്കുന്നു:

• സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷണൽ അലോയ്കൾ: ഈ തരത്തിൽ, അലോയിംഗ് മൂലകത്തിന്റെ ആറ്റങ്ങൾ ബേസ് മെറ്റൽ ആറ്റങ്ങളുടെ ഏതാണ്ട് അതേ വലുപ്പമുള്ളവയായിരിക്കും. അവ ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിലെ ചില ബേസ് മെറ്റൽ ആറ്റങ്ങളുടെ സ്ഥാനം ഏറ്റെടുക്കുന്നു - അല്ലെങ്കിൽ പകരം വെക്കുന്നു. പെട്ടിയിലെ കുറച്ച് ഓറഞ്ചുകൾക്ക് പകരം അല്പം വലുതോ ചെറുതോ ആയ ഗ്രേപ്ഫ്രൂട്ടുകൾ വെക്കുന്നത് സങ്കൽപ്പിക്കുക. ഈ വലുപ്പ വ്യത്യാസം ക്രമമായ തലങ്ങളെ വികൃതമാക്കുകയും, അവ തെന്നി മാറുന്നത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ചെമ്പിന്റെയും സിങ്കിന്റെയും ഒരു അലോയ് ആയ ബ്രാസ് (പിച്ചള) ഇതിന്റെ ഒരു ക്ലാസിക് ഉദാഹരണമാണ്. സിങ്ക് ആറ്റങ്ങൾ കോപ്പർ ആറ്റങ്ങളെ പകരം വെക്കുമ്പോൾ, പിച്ചള ശുദ്ധമായ ചെമ്പിനേക്കാൾ വളരെ കഠിനവും ശക്തവുമാകുന്നു.
• ഇന്റർസ്റ്റീഷ്യൽ അലോയ്കൾ: ഇവിടെ, അലോയിംഗ് ആറ്റങ്ങൾ ബേസ് മെറ്റൽ ആറ്റങ്ങളേക്കാൾ വളരെ ചെറുതാണ്. അവ ബേസ് ആറ്റങ്ങളെ മാറ്റി സ്ഥാപിക്കുന്നില്ല, പകരം അവയ്ക്കിടയിലുള്ള ചെറിയ സ്ഥലങ്ങളിൽ അഥവാ ഇന്റർസ്റ്റൈസുകളിൽ ഒതുങ്ങിക്കൂടുന്നു. ഓറഞ്ചുകൾക്കിടയിലുള്ള വിടവുകളിൽ ചെറിയ മാർബിളുകൾ ഇടുന്നത് ചിന്തിക്കുക. ഈ ചെറിയ ആറ്റങ്ങൾ ആപ്പുകൾ പോലെ പ്രവർത്തിക്കുകയും, ആറ്റോമിക് പാളികളെ ഉറപ്പിച്ചു നിർത്തുകയും അവയുടെ ചലനത്തെ കർശനമായി നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. മൃദുവായ ഇരുമ്പിനെ അംബരചുംബികളായ കെട്ടിടങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിവുള്ള ഒരു പദാർത്ഥമാക്കി മാറ്റുന്ന, ഇരുമ്പിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിലെ വിടവുകളിൽ ചെറിയ കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ ചേരുന്ന സ്റ്റീൽ (ഉരുക്ക്) ഇതിന്റെ ഏറ്റവും മികച്ച ഉദാഹരണമാണ്.

പല നൂതന അലോയ്കളിലും, സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷണൽ, ഇന്റർസ്റ്റീഷ്യൽ മെക്കാനിസങ്ങൾ ഒരേസമയം സംഭവിക്കാറുണ്ട്, ഇത് വളരെ അനുയോജ്യമായ ഗുണങ്ങളുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ മൈക്രോസ്ട്രക്ച്ചറുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

എന്തുകൊണ്ട് അലോയ്കൾ ശുദ്ധമായ ലോഹങ്ങളെക്കാൾ മികച്ചതാകുന്നു

നമുക്ക് ശുദ്ധമായ ലോഹങ്ങൾ ലഭ്യമാണെങ്കിൽ, എന്തിനാണ് അലോയ്കൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ മെനക്കെടുന്നത്? ശുദ്ധമായ മൂലകങ്ങളുടെ അന്തർലീനമായ പരിമിതികളെ മറികടക്കുന്നതിലാണ് ഉത്തരം. ശുദ്ധമായ ലോഹങ്ങൾ പലപ്പോഴും:

• വളരെ മൃദലമാണ്: സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ശുദ്ധമായ ഇരുമ്പ് നിർമ്മാണത്തിന് വളരെ മൃദുവാണ്, ശുദ്ധമായ സ്വർണ്ണം ഈടുനിൽക്കുന്ന ആഭരണങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കാൻ പറ്റിയത്ര ഉറപ്പില്ലാത്തതുമാണ്.
• വളരെ വേഗത്തിൽ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു: ഇരുമ്പ്, അലുമിനിയം തുടങ്ങിയ പല ലോഹങ്ങളും പരിസ്ഥിതിയുമായി എളുപ്പത്തിൽ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇരുമ്പ് തുരുമ്പെടുക്കുന്നു, അലുമിനിയം ഒരു സംരക്ഷിത ഓക്സൈഡ് പാളി രൂപീകരിക്കുമെങ്കിലും, പല കഠിനമായ ഉപയോഗങ്ങൾക്കും ഈ പാളിക്ക് വേണ്ടത്ര കരുത്തില്ല.
• പ്രത്യേക ഗുണങ്ങളുടെ അഭാവം: ഒരു ശുദ്ധമായ ലോഹത്തിന് ഒരു പ്രത്യേക സാങ്കേതിക ആവശ്യത്തിന് വേണ്ട ശരിയായ ദ്രവണാങ്കം, വൈദ്യുത പ്രതിരോധം, അല്ലെങ്കിൽ കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ ഉണ്ടാകണമെന്നില്ല.

അലോയിംഗ് എന്നത് ഒരു ബോധപൂർവമായ രൂപകൽപ്പനയുടെ പ്രക്രിയയാണ്. ബേസ് മെറ്റലും, അലോയിംഗ് മൂലകങ്ങളുടെ തരവും ശതമാനവും ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലൂടെ, മെറ്റീരിയൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ആവശ്യമുള്ള ഗുണങ്ങളുടെ കൃത്യമായ സംയോജനമുള്ള പദാർത്ഥങ്ങൾ എഞ്ചിനീയർ ചെയ്യാൻ കഴിയും, ഇത് ശുദ്ധമായ മൂലകങ്ങൾക്ക് നൽകാൻ കഴിയാത്ത പുതിയ സാധ്യതകളുടെ ഒരു ലോകം തന്നെ തുറക്കുന്നു.

ആധുനികതയുടെ ഉല: അലോയ്കൾ എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കുന്നു

ഒരു അലോയ്യിന്റെ നിർമ്മാണം, മുൻകാലങ്ങളിലെ ആൽക്കെമിസ്റ്റുകളുടെ പാത്രങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഒരു കൃത്യമായ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയാണ്. ആധുനിക രീതികൾ ശുദ്ധത, സ്ഥിരത, ഒരു പ്രത്യേക, ഏകീകൃത ആറ്റോമിക് ഘടന കൈവരിക്കാനുള്ള കഴിവ് എന്നിവയ്ക്കായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ്.

ക്ലാസിക് രീതി: ഉരുക്കലും ഖരമാക്കലും

അലോയ്കൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും സാധാരണമായ രീതി, ഉരുക്കി മിശ്രണം ചെയ്യുന്നതിന്റെ പരിഷ്കൃത രൂപമാണ്. ഈ പ്രക്രിയയിൽ സാധാരണയായി ഉൾപ്പെടുന്നവ:

1. ഉരുക്കൽ: ബേസ് മെറ്റൽ ഒരു വലിയ ഫർണസിൽ ദ്രാവകമാകുന്നതുവരെ ചൂടാക്കുന്നു. ഫർണസിന്റെ തരം, അതിന്റെ വ്യാപ്തിയും ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ലോഹങ്ങളെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രിക് ആർക്ക് ഫർണസുകൾ (EAF) പാഴ് സ്റ്റീൽ ഉരുക്കാൻ ശക്തമായ വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതേസമയം ഇൻഡക്ഷൻ ഫർണസുകൾ ചാലക ലോഹങ്ങളെ ചൂടാക്കാൻ വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
2. അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ ചേർക്കൽ: ബേസ് മെറ്റൽ ഉരുകിക്കഴിഞ്ഞാൽ, മുൻകൂട്ടി അളന്ന അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ ചേർക്കുന്നു. ദ്രാവകാവസ്ഥ ഡിഫ്യൂഷൻ, കൺവെക്ഷൻ എന്നിവ വഴി ആറ്റങ്ങളെ നന്നായി കലരാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു ഏകീകൃത മിശ്രിതം ഉറപ്പാക്കുന്നു.
3. ശുദ്ധീകരണം: ഉരുകിയ മിശ്രിതം, 'മെൽറ്റ്' അല്ലെങ്കിൽ 'ഹീറ്റ്' എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു, പലപ്പോഴും ഓക്സിജൻ, സൾഫർ, അല്ലെങ്കിൽ ഫോസ്ഫറസ് പോലുള്ള മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി ശുദ്ധീകരിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് അന്തിമ ഗുണങ്ങൾക്ക് ദോഷകരമാകും. ഇതിനായി ദ്രാവകത്തിലൂടെ ആർഗോൺ പോലുള്ള നിഷ്ക്രിയ വാതകങ്ങൾ കടത്തിവിടുകയോ മാലിന്യങ്ങളുമായി ചേർന്ന് മുകളിൽ സ്ലാഗ് ആയി പൊങ്ങിക്കിടക്കുന്ന സ്കാവെഞ്ചർ മൂലകങ്ങൾ ചേർക്കുകയോ ചെയ്യാം.
4. ഖരമാക്കൽ (കാസ്റ്റിംഗ്): ശുദ്ധീകരിച്ച ഉരുകിയ അലോയ് പിന്നീട് ഖരമാകുന്നതിനായി അച്ചുകളിലേക്ക് ഒഴിക്കുന്നു. തണുക്കുന്നതിന്റെ നിരക്ക് ഒരു നിർണ്ണായക ഘടകമാണ്. പെട്ടെന്നുള്ള തണുപ്പിക്കൽ (ക്വെഞ്ചിംഗ്) ആറ്റങ്ങളെ ഒരു പ്രത്യേക ക്രമീകരണത്തിൽ കുടുക്കാൻ കഴിയും, അതേസമയം സാവധാനത്തിലുള്ള തണുപ്പിക്കൽ ആറ്റങ്ങൾക്ക് വ്യത്യസ്ത ഘടനകളിലേക്ക് (ഘട്ടങ്ങൾ) മാറാൻ കൂടുതൽ സമയം നൽകുന്നു. തണുപ്പിക്കലിലുള്ള ഈ നിയന്ത്രണം അലോയിയുടെ അന്തിമ മൈക്രോസ്ട്രക്ച്ചറും ഗുണങ്ങളും ക്രമീകരിക്കുന്നതിനുള്ള ശക്തമായ ഒരു ഉപകരണമാണ്. ഖരരൂപങ്ങൾ ഇൻഗോട്ടുകൾ, സ്ലാബുകൾ, അല്ലെങ്കിൽ ബില്ലറ്റുകൾ ആകാം, അവ പിന്നീട് റോളിംഗ്, ഫോർജിംഗ്, അല്ലെങ്കിൽ എക്സ്ട്രൂഷൻ വഴി കൂടുതൽ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

അടിസ്ഥാനം മുതൽ നിർമ്മിക്കൽ: പൗഡർ മെറ്റലർജി

ചില ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള മെറ്റീരിയലുകൾക്ക്, ഉരുക്കുന്നത് പ്രായോഗികമോ അനുയോജ്യമോ അല്ല. ഇവിടെയാണ് പൗഡർ മെറ്റലർജി വരുന്നത്. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഇതിന് അത്യാവശ്യമാണ്:

• വളരെ ഉയർന്ന ദ്രവണാങ്കമുള്ള ലോഹങ്ങൾ (ഉദാ. ടങ്സ്റ്റൺ).
• ദ്രാവകാവസ്ഥയിൽ നന്നായി കലരാത്ത മൂലകങ്ങളിൽ നിന്ന് അലോയ്കൾ നിർമ്മിക്കാൻ.
• കുറഞ്ഞ മെഷീനിംഗ് ആവശ്യമുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ, നെറ്റ്-ഷേപ്പ് ഭാഗങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ.

പൗഡർ മെറ്റലർജി പ്രക്രിയയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നവ:

1. മിശ്രണം: ഘടക ലോഹങ്ങളുടെ വളരെ നേർത്ത പൊടികൾ കൃത്യമായി അളന്ന് മിശ്രണം ചെയ്യുന്നു.
2. സമ്മർദ്ദം ചെലുത്തൽ: മിശ്രിതം ചെയ്ത പൊടി ഒരു ഡൈയിൽ ഇട്ട് വലിയ സമ്മർദ്ദത്തിൽ അമർത്തി 'ഗ്രീൻ കോംപാക്റ്റ്' എന്നറിയപ്പെടുന്ന സുഷിരങ്ങളുള്ള ഒരു ഖരരൂപം ഉണ്ടാക്കുന്നു.
3. സിന്ററിംഗ്: ഗ്രീൻ കോംപാക്റ്റ് ഒരു നിയന്ത്രിത-അന്തരീക്ഷ ഫർണസിൽ പ്രധാന ഘടകത്തിന്റെ ദ്രവണാങ്കത്തിന് താഴെയുള്ള താപനിലയിൽ ചൂടാക്കുന്നു. ഈ താപനിലയിൽ, ആറ്റങ്ങൾ കണികകളുടെ അതിരുകൾ കടന്ന് ഡിഫ്യൂസ് ചെയ്യുകയും, അവയെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുകയും, ഭാഗത്തെ ഒരു ഖരവും യോജിച്ചതുമായ പിണ്ഡമാക്കി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു.

മുറിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് ഇതിന്റെ ഒരു പ്രധാന ഉദാഹരണമാണ്. ഇത് ഒരു യഥാർത്ഥ അലോയ് അല്ല, മറിച്ച് ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് പൊടി കോബാൾട്ട് പോലുള്ള ഒരു ലോഹ ബൈൻഡറുമായി സിന്റർ ചെയ്ത് നിർമ്മിച്ച ഒരു സെർമെറ്റ് (സെറാമിക്-മെറ്റൽ കോമ്പോസിറ്റ്) ആണ്. ഈ പ്രക്രിയ ഉരുകുന്നതിലൂടെ നിർമ്മിക്കാൻ അസാധ്യമായ കഠിന കാഠിന്യമുള്ള ഒരു മെറ്റീരിയൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

നൂതന ഉപരിതല എഞ്ചിനീയറിംഗ്

ചിലപ്പോൾ, ഒരു ഘടകത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിന് മാത്രം മെച്ചപ്പെട്ട ഗുണങ്ങൾ ആവശ്യമായി വരുന്നു. നൂതന സാങ്കേതികവിദ്യകൾക്ക് ഒരു ഭാഗത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ മാത്രം ഒരു അലോയ് സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും. അയോൺ ഇംപ്ലാന്റേഷൻ (ഒരു അലോയിംഗ് മൂലകത്തിന്റെ അയോണുകൾ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് തൊടുത്തുവിടുന്നത്), ഫിസിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (PVD) (ഒരു സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ അലോയിയുടെ നേർത്ത പാളി നിക്ഷേപിക്കുന്നത്) പോലുള്ള രീതികൾ മൈക്രോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് പോലുള്ള വ്യവസായങ്ങളിലും ഉപകരണങ്ങളിൽ തേയ്മാനം പ്രതിരോധിക്കുന്ന കോട്ടിംഗുകൾ ഉണ്ടാക്കാനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഘടനയെ മനസ്സിലാക്കൽ: എങ്ങനെ ഘടന സവിശേഷതകളെ നിർവചിക്കുന്നു

ഒരു അലോയിയുടെ മാന്ത്രികത അതിന്റെ ആറ്റോമിക് ഘടന, മൈക്രോസ്ട്രക്ച്ചർ, അതിന്റെ സ്ഥൂലമായ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ തമ്മിലുള്ള നേരിട്ടുള്ള ബന്ധത്തിലാണ്. ഏതാനും ശതമാനം - അല്ലെങ്കിൽ ശതമാനത്തിന്റെ അംശങ്ങൾ പോലും - ഒരു അലോയിംഗ് മൂലകം ചേർക്കുന്നതിലൂടെ, ഒരു ലോഹത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തെ നമുക്ക് അടിസ്ഥാനപരമായി മാറ്റാൻ കഴിയും.

കരുത്തിനും കാഠിന്യത്തിനും വേണ്ടിയുള്ള അന്വേഷണം

ചർച്ച ചെയ്തതുപോലെ, ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള പ്രാഥമിക സംവിധാനം ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിലെ സ്ലിപ്പ് പ്ലെയിനുകളുടെ ക്രമക്കേടാണ്. സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷണൽ ആയാലും ഇന്റർസ്റ്റീഷ്യൽ ആയാലും, പുറത്തുനിന്നുള്ള ആറ്റങ്ങൾ തടസ്സങ്ങളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു പാളി നീക്കാൻ, ഈ തടസ്സങ്ങളെ മറികടക്കാൻ കൂടുതൽ ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്. ലാറ്റിസ് എത്രത്തോളം ക്രമരഹിതമാകുന്നുവോ, അത്രത്തോളം മെറ്റീരിയൽ കഠിനവും ശക്തവുമാകുന്നു.

ഉദാഹരണം: കാർബൺ സ്റ്റീൽ. ശുദ്ധമായ ഇരുമ്പ് താരതമ്യേന മൃദുവാണ്. വെറും 0.2% കാർബൺ ചേർക്കുന്നത് അതിന്റെ കരുത്ത് മൂന്നിരട്ടിയാക്കും. 1% കാർബണിൽ, കരുത്ത് ശുദ്ധമായ ഇരുമ്പിന്റെ പത്തിരട്ടിയാകാം. ഇന്റർസ്റ്റീഷ്യൽ സ്ഥാനങ്ങളിലെ ചെറിയ കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ വലിയ ആന്തരിക സമ്മർദ്ദം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, ഇത് ഡിസ്ലൊക്കേഷൻ ചലനം വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു. ഈ ഒരൊറ്റ, ലളിതമായ കൂട്ടിച്ചേർക്കലാണ് ആധുനിക നിർമ്മാണത്തിന്റെയും വ്യവസായത്തിന്റെയും നട്ടെല്ലായ മെറ്റീരിയലിന് കാരണം.

നാശത്തിനെതിരായ കവചം: നാശന പ്രതിരോധം കൈവരിക്കൽ

ഇരുമ്പിന്റെ തുരുമ്പെടുക്കൽ പോലുള്ള നാശനം, ഒരു ലോഹം അതിന്റെ പരിസ്ഥിതിയുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ക്ഷയിക്കുന്ന ഒരു ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രക്രിയയാണ്. ചില അലോയ്കൾ ഇതിനെ പ്രതിരോധിക്കാൻ പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളവയാണ്. ഏറ്റവും പ്രശസ്തമായ സംവിധാനം പാസിവേഷൻ ആണ്.

ഉദാഹരണം: സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ. സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ ഇരുമ്പ്, കാർബൺ, ഒരു നിർണായക ഘടകമായ ക്രോമിയം (കുറഞ്ഞത് 10.5%) എന്നിവയുടെ ഒരു അലോയ് ആണ്. ഓക്സിജനുമായി സമ്പർക്കത്തിൽ വരുമ്പോൾ, ഉപരിതലത്തിലെ ക്രോമിയം ആറ്റങ്ങൾ തൽക്ഷണം പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് വളരെ നേർത്തതും സ്ഥിരതയുള്ളതും അദൃശ്യവുമായ ക്രോമിയം ഓക്സൈഡിന്റെ ഒരു പാളി രൂപീകരിക്കുന്നു. ഈ നിഷ്ക്രിയ ഫിലിം നിർവീര്യവും സുഷിരങ്ങളില്ലാത്തതുമാണ്, ഇത് അടിയിലുള്ള ഇരുമ്പിനെ ഓക്സിജനുമായും ഈർപ്പവുമായും സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നതിൽ നിന്ന് തടയുന്നു. അതിലും ശ്രദ്ധേയമായി, ഉപരിതലത്തിൽ പോറൽ വീണാൽ, പുറത്തുവന്ന ക്രോമിയം ഉടൻ തന്നെ ഓക്സിജനുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് സംരക്ഷിത പാളി സ്വയം നന്നാക്കുന്നു. സ്വയം നന്നാക്കുന്ന ഈ കവചമാണ് സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിന് അതിന്റെ പ്രശസ്തമായ "കറയില്ലാത്ത" ഗുണം നൽകുന്നത്, ഇത് ശസ്ത്രക്രിയാ ഉപകരണങ്ങൾ മുതൽ ഭക്ഷ്യ സംസ്കരണ ഉപകരണങ്ങൾ വരെ എല്ലാത്തിനും അത്യന്താപേക്ഷിതമാക്കുന്നു.

സന്തുലിതാവസ്ഥ: ഡക്റ്റിലിറ്റി, മാലിയബിലിറ്റി, ടഫ്നസ്

കരുത്തും കാഠിന്യവും പലപ്പോഴും അഭികാമ്യമാണെങ്കിലും, അവയ്ക്ക് സാധാരണയായി ഒരു വില നൽകേണ്ടിവരും. ഒരു അലോയ് കൂടുതൽ ശക്തമാകുമ്പോൾ, അത് പലപ്പോഴും കൂടുതൽ പൊട്ടുന്നതായിത്തീരുന്നു - അതായത്, ഡക്റ്റിലിറ്റി (കമ്പിയായി വലിച്ചുനീട്ടാനുള്ള കഴിവ്), മാലിയബിലിറ്റി (അടിച്ച് പരത്താനുള്ള കഴിവ്) എന്നിവ കുറയുന്നു. വളരെ കഠിനമായ ഒരു മെറ്റീരിയൽ ആഘാതത്തിൽ ഗ്ലാസ് പോലെ തകർന്നേക്കാം.

ലോഹശാസ്ത്രജ്ഞർ ശ്രദ്ധാപൂർവമായ ഒരു സന്തുലിതാവസ്ഥ പാലിക്കണം. ഒരു മെറ്റീരിയലിന് ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യാനും പൊട്ടാതെ രൂപഭേദം വരുത്താനുമുള്ള കഴിവിന്റെ അളവാണ് ടഫ്നസ്. കരുത്തും ടഫ്നസ്സും ഒരുപോലെയുള്ള ഒരു അലോയ് സൃഷ്ടിക്കുക എന്നതാണ് പലപ്പോഴും ലക്ഷ്യം. ഇത് അലോയിംഗിന്റെയും ഹീറ്റ് ട്രീറ്റ്മെന്റ് പ്രക്രിയകളുടെയും ഒരു സംയോജനത്തിലൂടെയാണ് നേടുന്നത്. ഇത് കഠിനവും ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതുമായ ഘട്ടങ്ങളും മൃദുവും കൂടുതൽ ഡക്ടൈലുമായ ഘട്ടങ്ങളും അടങ്ങിയ സങ്കീർണ്ണമായ മൈക്രോസ്ട്രക്ച്ചറുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണം: സ്വർണ്ണ അലോയ്കൾ. ശുദ്ധമായ 24 കാരറ്റ് സ്വർണ്ണം വളരെ മൃദുവാണ്. ആഭരണങ്ങൾക്ക് ഈട് നൽകാൻ, ഇത് ചെമ്പ്, വെള്ളി, സിങ്ക് തുടങ്ങിയ മറ്റ് ലോഹങ്ങളുമായി അലോയ് ചെയ്യുന്നു. ഒരു 18 കാരറ്റ് സ്വർണ്ണ അലോയ് (75% സ്വർണ്ണം) വളരെ കഠിനവും പോറലുകളെ പ്രതിരോധിക്കുന്നതുമാണ്, എന്നിട്ടും സങ്കീർണ്ണമായ ഡിസൈനുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ആവശ്യമായ മാലിയബിലിറ്റി നിലനിർത്തുന്നു.

പ്രവാഹം നിയന്ത്രിക്കൽ: വൈദ്യുത, താപ സവിശേഷതകൾ

ഒരു ശുദ്ധമായ ലോഹത്തിൽ, ക്രമമായ ലാറ്റിസ് ഇലക്ട്രോണുകളെ ചെറിയ പ്രതിരോധത്തോടെ പ്രവഹിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് അവയെ മികച്ച വൈദ്യുത ചാലകങ്ങളാക്കുന്നു. അലോയിംഗ് ആറ്റങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം ഈ ഇലക്ട്രോണുകളെ ചിതറിക്കുകയും വൈദ്യുത പ്രതിരോധം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

പവർ ലൈനുകൾക്ക് (വളരെ ശുദ്ധമായ അലുമിനിയം അല്ലെങ്കിൽ ചെമ്പ് ഉപയോഗിക്കുന്ന) ഇത് അഭികാമ്യമല്ലെങ്കിലും, മറ്റ് ഉപയോഗങ്ങൾക്ക് ഇത് തന്നെയാണ് വേണ്ടത്. നിക്കലിന്റെയും ക്രോമിയത്തിന്റെയും ഒരു അലോയ് ആയ നിക്രോം ഉയർന്ന പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതും ഉയർന്ന താപനിലയിൽ കത്തിപ്പോകാതിരിക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള ഓക്സൈഡ് പാളി രൂപീകരിക്കുന്നതുമാണ്. ഇത് ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ടോസ്റ്ററുകൾ, ഇലക്ട്രിക് ഹീറ്ററുകൾ, ഓവനുകൾ എന്നിവയിലെ ഹീറ്റിംഗ് ഘടകങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായ മെറ്റീരിയലാക്കി മാറ്റുന്നു.

അവശ്യ അലോയ്കളുടെ ഒരു ഗാലറിയും അവയുടെ ആഗോള സ്വാധീനവും

ആഗോള സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ അറിയപ്പെടാത്ത നായകന്മാരാണ് അലോയ്കൾ. നമ്മുടെ ലോകത്തെ അടിസ്ഥാനപരമായി രൂപപ്പെടുത്തിയ ചില പ്രധാന ഉദാഹരണങ്ങൾ ഇതാ.

സ്റ്റീൽ: ലോകത്തിന്റെ ഘടനാപരമായ നട്ടെല്ല്

ഇരുമ്പിന്റെയും കാർബണിന്റെയും അലോയ്കൾ എന്ന നിലയിൽ, ഭൂമിയിൽ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ലോഹ പദാർത്ഥങ്ങളാണ് സ്റ്റീൽ. ബ്രസീലിലെ കോൺക്രീറ്റിനെ ബലപ്പെടുത്തുന്ന റീബാർ മുതൽ ചൈനയിലെ അതിവേഗ റെയിൽ ലൈനുകളും ജർമ്മനിയിലെ ഓട്ടോമൊബൈലുകളുടെ ഷാസിയും വരെ, സ്റ്റീലിന്റെ കുറഞ്ഞ വില, ഉയർന്ന കരുത്ത്, വൈവിധ്യം എന്നിവയ്ക്ക് തുല്യമില്ല. കാർബൺ സ്റ്റീലുകൾ, അലോയ് സ്റ്റീലുകൾ (ടഫ്നസിനായി മാംഗനീസ്, നിക്കൽ പോലുള്ള ഘടകങ്ങളുള്ളവ), സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ സ്റ്റീലുകളുടെ കുടുംബം വളരെ വലുതാണ്.

അലുമിനിയം അലോയ്കൾ: ആധുനിക യാത്രയുടെ ചിറകുകൾ

ശുദ്ധമായ അലുമിനിയം ഭാരം കുറഞ്ഞതാണെങ്കിലും ദുർബലമാണ്. ചെമ്പ്, മഗ്നീഷ്യം, സിങ്ക് തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങളുമായി അലോയ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, അസാധാരണമായ കരുത്ത്-ഭാര അനുപാതമുള്ള മെറ്റീരിയലുകൾ നമ്മൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ അലോയ്കൾ എയർബസ് (യൂറോപ്പ്), ബോയിംഗ് (യുഎസ്എ) തുടങ്ങിയ നിർമ്മാതാക്കളുടെ വിമാനങ്ങളുടെ ഫ്യൂസലേജുകളിലും ചിറകുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന എയ്റോസ്പേസ് വ്യവസായത്തിന്റെ ആണിക്കല്ലാണ്. ഇന്ധനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളിൽ ബാറ്ററികളുടെ ഭാരം കുറയ്ക്കുന്നതിനും സഹായിക്കുന്ന ഓട്ടോമോട്ടീവ് മേഖലയിലും ഈ ഭാരക്കുറവ് നിർണായകമാണ്.

ചെമ്പ് അലോയ്കൾ: ബ്രോൺസും ബ്രാസും

ബ്രോൺസ് (ഓട്) (പ്രധാനമായും ചെമ്പും ടിന്നും) വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ടതായിരുന്നു, അത് മനുഷ്യ ചരിത്രത്തിലെ ഒരു യുഗത്തിന് തന്നെ പേര് നൽകി. ഇന്ന്, ഉപ്പുവെള്ളത്തിലെ നാശനത്തെ പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള അതിന്റെ കഴിവ് കപ്പൽ പ്രൊപ്പല്ലറുകൾക്കും, വെള്ളത്തിനടിയിലുള്ള ബെയറിംഗുകൾക്കും, മറൈൻ ഹാർഡ്‌വെയറിനും അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. ബ്രാസ് (പിച്ചള) അതിന്റെ ശബ്ദപരമായ ഗുണങ്ങൾക്കും (സംഗീതോപകരണങ്ങളിൽ), കുറഞ്ഞ ഘർഷണത്തിനും (ഫിറ്റിംഗുകളിലും കണക്ടറുകളിലും), രോഗാണുക്കളെ നശിപ്പിക്കാനുള്ള കഴിവിനും പേരുകേട്ടതാണ്.

ടൈറ്റാനിയം അലോയ്കൾ: കഠിനമായ പ്രകടനത്തിന്

പ്രകടനം പരമപ്രധാനമാകുമ്പോൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്ന മെറ്റീരിയലുകളാണ് ടൈറ്റാനിയം അലോയ്കൾ. അവ പല സ്റ്റീലുകളെപ്പോലെ ശക്തമാണ്, എന്നാൽ ഭാരം പകുതിയോളം മാത്രമേയുള്ളൂ. അവയ്ക്ക് മികച്ച നാശന പ്രതിരോധവും ബയോകോംപാറ്റിബിലിറ്റിയും (അവ മനുഷ്യശരീരവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നില്ല) ഉണ്ട്. ഇത് ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള എയ്റോസ്പേസ് ഘടകങ്ങൾക്കും (ലോക്ക്ഹീഡ് SR-71 ബ്ലാക്ക്ബേർഡിലെ പോലെ), ലോകമെമ്പാടുമുള്ള രോഗികൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന കൃത്രിമ ഇടുപ്പെല്ലുകൾ, ഡെന്റൽ ഫിക്ചറുകൾ പോലുള്ള ബയോമെഡിക്കൽ ഇംപ്ലാന്റുകൾക്കും ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാക്കുന്നു.

സൂപ്പർഅലോയ്കളും പ്രത്യേക മെറ്റീരിയലുകളും

അലോയ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ കൊടുമുടിയിലാണ് സൂപ്പർഅലോയ്കൾ. ഇവ സാധാരണയായി നിക്കൽ, കോബാൾട്ട്, അല്ലെങ്കിൽ ഇരുമ്പ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളവയാണ്, കൂടാതെ കഠിനമായ സാഹചര്യങ്ങളെ നേരിടാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളവയാണ്: വലിയ സമ്മർദ്ദം, നാശമുണ്ടാക്കുന്ന അന്തരീക്ഷം, അവയുടെ ദ്രവണാങ്കത്തോട് അടുക്കുന്ന താപനില. ജെറ്റ് എഞ്ചിനുകൾക്കുള്ളിലെ ടർബൈൻ ബ്ലേഡുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഇൻകോണൽ പോലുള്ള നിക്കൽ അധിഷ്ഠിത സൂപ്പർഅലോയ്കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവ അതിവേഗം കറങ്ങുമ്പോൾ തന്നെ അതിതാപ വാതകത്താൽ പ്രഹരിക്കപ്പെടുന്നു.

മറ്റൊരു കൗതുകകരമായ വിഭാഗമാണ് ഷേപ്പ് മെമ്മറി അലോയ്കൾ (SMAs). നിറ്റിനോൾ (നിക്കൽ-ടൈറ്റാനിയം) ഒരു താപനിലയിൽ രൂപഭേദം വരുത്താനും, തുടർന്ന് ചൂടാക്കുമ്പോൾ അതിന്റെ യഥാർത്ഥ, "ഓർമ്മിച്ച" രൂപത്തിലേക്ക് മടങ്ങാനും കഴിയും. ഈ അതുല്യമായ ഗുണം ഒരു ധമനിയിലേക്ക് ചുരുക്കിയ രൂപത്തിൽ തിരുകിക്കയറ്റുകയും തുടർന്ന് ശരീര താപത്തിൽ വികസിച്ച് രക്തക്കുഴൽ തുറക്കുകയും ചെയ്യുന്ന മെഡിക്കൽ സ്റ്റെന്റുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

അടുത്ത അതിർത്തി: അലോയ് വികസനത്തിന്റെ ഭാവി

ലോഹശാസ്ത്രരംഗം നിശ്ചലമല്ല. പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ ആവശ്യങ്ങളും സുസ്ഥിരതയിൽ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ശ്രദ്ധയും കാരണം ഗവേഷകർ സാധ്യമായതിന്റെ അതിരുകൾ നിരന്തരം ഭേദിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.

ഡിജിറ്റൽ യുഗത്തിൽ അലോയ്കൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യൽ

പരമ്പരാഗതമായി, പുതിയ അലോയ്കൾ കണ്ടെത്തുന്നത് മന്ദഗതിയിലുള്ള, പരീക്ഷണ-നിരീക്ഷണ പ്രക്രിയയായിരുന്നു. ഇന്ന്, കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ മെറ്റീരിയൽസ് സയൻസ് ഈ രംഗത്ത് വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കുകയാണ്. ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഇപ്പോൾ ശക്തമായ കമ്പ്യൂട്ടർ സിമുലേഷനുകളും എഐയും ഉപയോഗിച്ച് വ്യത്യസ്ത മൂലക സംയോജനങ്ങളുടെ ആറ്റോമിക് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ മാതൃകയാക്കാൻ കഴിയും. മെറ്റീരിയൽസ് ജീനോം ഇനിഷ്യേറ്റീവ് പോലുള്ള സംരംഭങ്ങൾ മെറ്റീരിയൽ പ്രോപ്പർട്ടികളുടെ ഒരു ഡാറ്റാബേസ് സൃഷ്ടിക്കാൻ ലക്ഷ്യമിടുന്നു, ഇത് ലാബിൽ ഒരു ഗ്രാം പോലും ഉരുക്കുന്നതിന് മുമ്പ് പ്രത്യേക, ലക്ഷ്യമിട്ട ഗുണങ്ങളുള്ള പുതിയ അലോയ്കളുടെ വേഗതയേറിയ, വെർച്വൽ ഡിസൈൻ സാധ്യമാക്കുന്നു.

പുതിയ മേഖലകൾ കണ്ടെത്തൽ: ഹൈ-എൻട്രോപ്പി അലോയ്കൾ (HEAs)

നൂറ്റാണ്ടുകളായി, അലോയ്കൾ ഒരു പ്രധാന മൂലകത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതായിരുന്നു, അതിൽ മറ്റുള്ളവയുടെ ചെറിയ കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നു. ഒരു പുതിയ മാതൃകാപരമായ ആശയമാണ് ഹൈ-എൻട്രോപ്പി അലോയ്. ഈ അലോയ്കൾ അഞ്ചോ അതിലധികമോ മൂലകങ്ങൾ ഏകദേശം തുല്യ സാന്ദ്രതയിൽ ചേർന്നതാണ്. ഇത് വളരെ ക്രമരഹിതമായ, താറുമാറായ ഒരു ആറ്റോമിക് ഘടന സൃഷ്ടിക്കുന്നു, ഇത് അസാധാരണമായ കരുത്ത്, ടഫ്നസ്, താപനിലയ്ക്കും റേഡിയേഷനുമുള്ള പ്രതിരോധം എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള അസാധാരണമായ ഗുണങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും. ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകൾ മുതൽ ബഹിരാകാശ പര്യവേക്ഷണം വരെ എല്ലാത്തിലും സാധ്യതയുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളുള്ള ഒരു പ്രധാന ഗവേഷണ മേഖലയാണ് HEA-കൾ.

ഒരു ഹരിത സമീപനം: സുസ്ഥിരമായ ലോഹശാസ്ത്രം

ലോകം ഒരു ചാക്രിക സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥയിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുമ്പോൾ, അലോയ് ഡിസൈനും വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഇതിന് വർദ്ധിച്ച ഊന്നൽ ഉണ്ട്:

• കൂടുതൽ സമൃദ്ധവും വിഷരഹിതവുമായ മൂലകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്.
• റീസൈക്കിൾ ചെയ്യാനും അവയുടെ ഘടക മൂലകങ്ങളായി തിരികെ വേർതിരിക്കാനും എളുപ്പമുള്ള അലോയ്കൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിന്.
• മാലിന്യവും മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ ചെലവും കുറയ്ക്കുന്നതിന് ദീർഘായുസ്സും നാശത്തിനെതിരെ മികച്ച പ്രതിരോധവുമുള്ള അലോയ്കൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന്.

ഉപസംഹാരം: എഞ്ചിനീയറിംഗ് ചെയ്ത മെറ്റീരിയലുകളുടെ നിലനിൽക്കുന്ന പ്രാധാന്യം

അലോയ്കൾ കേവലം ലോഹങ്ങളുടെ മിശ്രിതങ്ങൾ മാത്രമല്ല. അവ ശുദ്ധമായ മൂലകങ്ങളുടെ പരിമിതികളെ മറികടക്കുന്നതിനും സാങ്കേതികവിദ്യ ആവശ്യപ്പെടുന്ന കൃത്യമായ ഒരു കൂട്ടം ഗുണങ്ങൾ നൽകുന്നതിനും ആറ്റോമിക് തലത്തിൽ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത, സങ്കീർണ്ണമായി നിർമ്മിച്ച മെറ്റീരിയലുകളാണ്. ഒരു സാധാരണ സ്റ്റീൽ ആണി മുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ സൂപ്പർഅലോയ് ബ്ലേഡ് വരെ, അവ ദ്രവ്യത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ശാസ്ത്രീയ ധാരണയുടെ ഭൗതികമായ പ്രകടനമാണ്.

ഘടനയും പ്രോസസ്സിംഗും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ, ഒരു മെറ്റീരിയലിന്റെ കരുത്ത്, ഭാരം, ഈട്, പരിസ്ഥിതിയോടുള്ള പ്രതികരണം എന്നിവ നമുക്ക് ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും. കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായ ഗതാഗതം, സുസ്ഥിരമായ ഊർജ്ജം, വിപ്ലവകരമായ മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയിലേക്കുള്ള ഭാവിയിലേക്ക് നോക്കുമ്പോൾ, പുതിയതും നൂതനവുമായ അലോയ്കളുടെ വികസനം മനുഷ്യന്റെ പുരോഗതിയുടെ ഒരു ആണിക്കല്ലായി തുടരും, ഇത് നാഗരികതയുടെ അത്രയും പഴക്കമുള്ള മെറ്റീരിയൽ നവീകരണത്തിന്റെ ഒരു പാരമ്പര്യം തുടരുന്നു.