कांस्य मिश्र धातु है। कांस्य की रासायनिक संरचना

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

काँसे के बारे में बहुत से लोग केवल इतना जानते हैं कि इससे मूर्तियां और स्मारक बनाए जाते हैं। वास्तव में, यह धातु अवांछनीय रूप से लोकप्रिय ध्यान से वंचित है। आखिरकार, यह व्यर्थ नहीं था कि मानव जाति के इतिहास में एक कांस्य युग भी था - एक संपूर्ण युग जिसके दौरान मिश्र धातु ने एक प्रमुख स्थान पर कब्जा कर लिया। यह उद्योग और कला दोनों में उपयोग की जाने वाली कुछ सामग्रियों में से एक है। तांबे और टिन के मिश्र धातु के गुण कई उद्योगों में अनिवार्य हैं। इसका उपयोग उपकरणों के निर्माण में, मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, चर्च की घंटियों की ढलाई आदि में किया जाता है। साथ ही, आज बड़ी संख्या में धातु ग्रेड हैं, जिनमें से प्रत्येक में कुछ निश्चित, पूर्व-मॉडल गुण हैं।

अतीत में कांस्य का उपयोग

तांबे और टिन के मिश्र धातु का पहला उल्लेख ईसा पूर्व चौथी सहस्राब्दी में मिलता है। यह तकनीकी सफलताइतिहासकारों का मानना है कि उस समय मेसोपोटामिया की सभ्यता को एक अग्रणी स्थान लेने की अनुमति दी गई थी। दक्षिणी ईरान में किए गए पुरातात्विक उत्खनन तीरहेड, खंजर, भाले, कुल्हाड़ियों और तलवारों के निर्माण के लिए कांस्य के व्यापक उपयोग की गवाही देते हैं। खोजों में फर्नीचर और दर्पण जैसे आंतरिक सामान भी हैं, साथ ही जग, एम्फोरस, फूलदान और प्लेट भी हैं। प्राचीन सिक्कों को ढालने और गहने बनाने के लिए उसी मिश्र धातु का उपयोग किया जाता था।

मध्य युग में कांस्य यूरोप में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाने लगा। तोप और चर्च के गुंबद जैसी विशाल वस्तुएं इससे बनाई जाती हैं। बाद की अवधि में, मैकेनिकल इंजीनियरिंग के विकास के साथ, ऐसी बहुमुखी धातु पर भी किसी का ध्यान नहीं गया। इसे मुख्य रूप से इसके घर्षण-रोधी और जंग-रोधी गुणों के लिए सराहा गया। साथ ही, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पहले इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री आज के कांस्य से कुछ अलग थी। मिश्र धातु की संरचना में कई छोटी अशुद्धियाँ थीं, जो इसकी गुणवत्ता को काफी कम कर रही थीं।

आधुनिक कांस्य की रासायनिक संरचना

आज, भौतिक विज्ञान में, कांस्य दो धातुओं का मिश्र धातु है: तांबा और टिन, जिसका उपयोग विभिन्न अनुपातों में किया जा सकता है। धातु को वांछित गुण देने के लिए इस जोड़ी में जस्ता, फास्फोरस, मैग्नीशियम, सीसा और सिलिकॉन मिलाया जा सकता है। आधुनिक तकनीकों की मदद से यादृच्छिक अशुद्धियों की उपस्थिति व्यावहारिक रूप से शून्य हो गई है।

ज्यादातर मामलों में तांबे से टिन का अनुपात 85 से 15 प्रतिशत के अनुपात में स्वीकार्य माना जाता है। शेयर में कमीसंकेतित चिह्न के नीचे दूसरा घटक कई समस्याओं को जन्म देता है, जिनमें से मुख्य है द्रवीकरण। इस शब्द का प्रयोग धातुकर्मी द्वारा मिश्र धातु प्रदूषण की प्रक्रिया और इसके असमान जमने की प्रक्रिया को संदर्भित करने के लिए किया जाता है।

मिश्र धातु के रंग का उसकी गुणवत्ता पर प्रभाव

जागरूक लोग केवल कांस्य के रंग को देखकर सामग्री के बारे में बहुत कुछ सीख सकते हैं। रचना सीधे इस पैरामीटर को प्रभावित करती है। जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, तांबा मिश्र धातु को लाल रंग देता है। इसलिए, अन्य घटकों के पक्ष में इसके प्रतिशत को कम करने का अर्थ होगा रंग का धीरे-धीरे मंद स्वर में संक्रमण।

घटकों के सामान्य संतुलन (85% तांबे) के साथ, कांस्य पीला होता है। यह सबसे अधिक पाई जाने वाली किस्म है। अनुपात को 50:50 के अनुपात में समायोजित करने के बाद एक सफेद मिश्र धातु प्राप्त की जाती है। लेकिन कांस्य को धूसर करने के लिए, तांबे की मात्रा को 35% तक कम करना आवश्यक है।

मिश्र धातु की संरचना के साथ प्रयोग करते समय इसकी व्यावहारिक विशेषताओं में परिवर्तन के लिए, स्थिति इस प्रकार है। सामग्री की लचीलापन सीधे उसमें टिन की सामग्री पर निर्भर करेगी। यह जितना छोटा होगा, कांस्य उतना ही अधिक निंदनीय होगा, लेकिन यह कथन एक निश्चित सीमा तक ही सत्य है। इसलिए, जब 50% का निशान पहुंच जाता है, तो मिश्र धातु फिर से नरम हो जाती है।

कला में कांस्य

मजबूत और टिकाऊ सामग्री, काफी कम गलनांक और अच्छी लचीलापन होने के बावजूद, रचनात्मक लोगों, विशेष रूप से मूर्तिकारों में रुचि नहीं ले सकती थी। ग्रीस में पहले से ही वी-चतुर्थ शताब्दी ईसा पूर्व में, यह सबसे छोटे विवरण पर काम किया गया थाकाँसे की मूर्तियाँ बनाने की तकनीक, जो आज भी प्रासंगिक है।

इसमें यह तथ्य शामिल है कि आग प्रतिरोधी सामग्री की मूर्ति को शुरू में मोम से बदल दिया जाता है, जो सीधे कास्टिंग के दौरान नष्ट हो जाती है। ऐसा करने के लिए, ड्राइंग के अनुसार, पहले एक प्लास्टर मॉडल बनाया जाना चाहिए, और फिर ढलाई के लिए एक सांचा। तापमान के संपर्क में आने पर मोम की सामग्री बस पिघल जाती है, और कांस्य इसकी जगह ले लेता है, जो ठंडा और सख्त हो जाता है। उसके बाद, यह केवल संसाधित करने और पूर्णता तक लाने के लिए रहता है।

आर्टिलरी मेटल

तोपों के निर्माण के लिए, और बाद में अन्य सैन्य उपकरणों के लिए, हमेशा कांस्य का उपयोग किया गया है। इन उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले मिश्र धातु की संरचना में, एक नियम के रूप में, 90% तांबा और केवल 10% टिन होता है।

यह इस तथ्य के कारण है कि उपकरण के लिए सामग्री बहुत मजबूत होनी चाहिए और उच्च आंसू प्रतिरोध होना चाहिए। कांस्य ब्रांड BrAZhMts10-3-1.5 में ऐसे गुण हैं। मुख्य घटकों के अलावा, इसमें 1-2% मैंगनीज होता है, जो विरोधी घर्षण और तापमान विशेषताओं में सुधार करता है।

चर्च की घंटी बनाना

घंटियों का बजना मधुर होना चाहिए, और इसकी ध्वनि दूर से ही कानों को भानी चाहिए। अजीब तरह से पर्याप्त है, लेकिन कांस्य में ऐसी संगीत प्रतिभाएं हैं। घंटी की आवाज़ को बेहतर बनाने के लिए, इसे मिश्र धातु से बनाया जाता है जिसमें टिन की उच्च सामग्री (20 से 22% तक) होती है। कभी-कभी इसमें कुछ चांदी भी मिला दी जाती है। कांस्य के ब्रांड, जिनका उपयोग घंटियों और अन्य टक्कर उपकरणों के निर्माण में किया जाता है,अन्य उद्योगों में व्यावहारिक उपयोग के लिए पूरी तरह से अनुपयुक्त हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि इस तरह के मिश्र धातु में महीन दाने वाली संरचना होती है और भंगुरता बढ़ जाती है।

फॉस्फोरस और एल्यूमीनियम कांस्य

पहली मिश्र धातु जिसमें 90% तांबा, 9% टिन और 1% फॉस्फोरस होता है, का उपयोग 1871 में कुन्जेल द्वारा किया गया था। इसे फॉस्फोर कांस्य कहा जाता था, और सामग्री ने मुख्य रूप से मैकेनिकल इंजीनियरिंग में अपना आवेदन पाया है। इसमें से विभिन्न मशीन के पुर्जे डाले जाते हैं, जो बढ़े हुए घर्षण के अधीन होते हैं। लोच बढ़ाने और जंग रोधी गुणों में सुधार के लिए फास्फोरस आवश्यक है। इस धातु का मुख्य लाभ यह है कि यह कास्टिंग के दौरान किसी भी रिक्त स्थान को पूरी तरह से भर देता है।

एल्यूमीनियम कांस्य, जिसकी संरचना तांबे की एक उच्च सामग्री (95% तक) की विशेषता है, दिखने में सोने के समान है। सुंदरता के अलावा, इसके कई अन्य निर्विवाद फायदे हैं। उदाहरण के लिए, 5% एल्यूमीनियम जोड़ने से मिश्र धातु उच्च अम्लता जैसे आक्रामक वातावरण में लंबे समय तक जोखिम का सामना कर सकती है।

विभिन्न मशीन भागों के निर्माण के लिए एक सामग्री के रूप में, इस धातु ने अपने उच्च आंसू प्रतिरोध के कारण पेपर मिलों और बारूद उत्पादन में फॉस्फोर कांस्य को लगभग सार्वभौमिक रूप से बदल दिया है।

सिलिकॉन और मैंगनीज कांस्य

विद्युत चालकता बढ़ाने के लिए मिश्र धातु में सिलिकॉन मिलाया जाता है। इस गुण का उपयोग टेलीफोन तारों के उत्पादन में किया जाता है। सिलिकॉन कांस्य की संदर्भ संरचना इस प्रकार है: 97.12% तांबा, 1.14% टिन, 0.05% सिलिकॉन।

सबसे कठिनउत्पादन प्रक्रिया में मैंगनीज युक्त मिश्र धातु का दावा किया जाता है। पूरी प्रक्रिया कई चरणों में होती है। सबसे पहले, फेरोमैंगन को पिघले हुए तांबे में मिलाया जाता है। फिर, निर्दिष्ट तापमान शासन को बनाए रखते हुए, टिन जोड़ा जाता है, और यदि आवश्यक हो, तो जस्ता। अंग्रेजी फर्म ब्रोंस कंपनी विभिन्न चिपचिपाहट और कठोरता के साथ मैंगनीज कांस्य के कई ग्रेड बनाती है। ऐसी मिश्रधातु का प्रयोग लगभग सभी उद्योगों में किया जा सकता है।