.वास्तुकला और कला के लिए तांबा

.वास्तुकला और कला के लिए तांबा

※ पाइपलाइन प्रणाली

तांबे के पानी के पाइप के फायदे, जैसे कि सुंदर और टिकाऊ, आसान स्थापना, अग्निरोधक और सैनिटरी, इसमें जस्ती स्टील पाइप और प्लास्टिक पाइप की तुलना में काफी बेहतर मूल्य-प्रदर्शन अनुपात है। आवासीय और सार्वजनिक भवनों में, तांबे के पाइप को पानी की आपूर्ति, हीटिंग, गैस की आपूर्ति और आग बुझाने की प्रणालियों के लिए तेजी से पसंद किया जा रहा है, और वर्तमान में पसंदीदा सामग्री बन गई है। विकसित देशों में, तांबे के पानी की आपूर्ति प्रणालियों ने एक बड़े अनुपात के लिए जिम्मेदार है। न्यूयॉर्क में मैनहट्टन बिल्डिंग, दुनिया की छठी सबसे ऊंची इमारत, अकेले पानी की आपूर्ति प्रणाली के लिए 60,000 फीट (10,000 किलोमीटर) तांबे के पाइप का उपयोग करती है। यूरोप में, पीने के पानी के लिए स्टील पाइप की खपत बहुत बड़ी है। ब्रिटेन में पीने के पानी के लिए स्टील पाइप की औसत खपत प्रति व्यक्ति प्रति वर्ष 1.6 किलोग्राम है, और जापान में यह 0.2 किलोग्राम है।

※ घर की सजावट

यूरोप में छत और छज्जे बनाने के लिए थ्रू-प्लेट का उपयोग करना एक परंपरा है। नॉर्डिक देशों में, इसका उपयोग दीवार की सजावट के रूप में भी किया जाता है। तांबे में वायुमंडलीय संक्षारण प्रतिरोध अच्छा होता है, यह टिकाऊ होता है और इसे पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। इसकी अच्छी प्रक्रियाशीलता होती है और इसे आसानी से जटिल आकृतियों में बनाया जा सकता है। इसमें सुंदर रंग भी होते हैं, इसलिए यह घर की सजावट के लिए बहुत उपयुक्त है। चर्च जैसी प्राचीन इमारतों की छतों पर इसके इस्तेमाल का एक लंबा इतिहास है, और यह अभी भी एक आकर्षक चमक बिखेरता है। आधुनिक बड़ी इमारतों और यहाँ तक कि अपार्टमेंट और घरों के निर्माण में भी इसका तेजी से उपयोग किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, लंदन में, "कॉमनवेल्थ काउंसिल" भवन, जो आधुनिक ब्रिटिश स्थापत्य कला का प्रतिनिधित्व करता है, में एक जटिल छत का आकार है, जो तांबे की प्लेटों से बना है, जिसका वजन लगभग 25 टन है; क्रिस्टल पैलेस स्पोर्ट्स सेंटर, जो 1966 में खोला गया था, लहरदार छत आदि बनाने के लिए 60 टन तांबे का उपयोग करता है। आँकड़ों के अनुसार, जर्मनी में छतों के लिए उपयोग की जाने वाली तांबे की प्लेटों की औसत वार्षिक खपत प्रति व्यक्ति 0.8 किलोग्राम है, और संयुक्त राज्य अमेरिका में यह 0.2 किलोग्राम है।

इसके अलावा, घर की सजावट, जैसे कि दरवाजे के हैंडल, ताले, शटर, रेलिंग, लैंप, दीवार की सजावट और रसोई के बर्तन, आदि में स्टील उत्पादों का उपयोग किया जाता है जो न केवल टिकाऊ और कीटाणुरहित होते हैं, बल्कि एक सुरुचिपूर्ण वातावरण के साथ सजाते हैं, और लोगों द्वारा गहराई से पसंद किए जाते हैं।

※ मूर्तियाँ और शिल्प

दुनिया में कोई भी ऐसी धातु नहीं है जिसका इस्तेमाल तांबे की तरह विभिन्न शिल्प बनाने के लिए व्यापक रूप से किया जा सके। यह प्राचीन काल से लेकर आज तक लोकप्रिय रहा है। आज के शहरी निर्माण में, विभिन्न स्मारकों, ढली हुई घंटियाँ, तिपाई, मूर्तियाँ, बुद्ध की मूर्तियाँ, प्राचीन उत्पाद आदि में बड़ी मात्रा में ढली हुई तांबे की मिश्रधातु का उपयोग किया जाता है। आधुनिक संगीत वाद्ययंत्र, जैसे कि बांसुरी, सफेद तांबे से बने होते हैं, और सैक्सोफोन पीतल से बने होते हैं। कला के विभिन्न उत्तम कार्य, सस्ती सोने की परत, और नकली सोने और चांदी के गहनों में भी विभिन्न घटकों के तांबे के मिश्रधातुओं के उपयोग की आवश्यकता होती है।

1996 में निर्मित हांगकांग तियान टैन बुद्ध, टिन, जस्ता और सीसा कांस्य कास्टिंग से बना है। यह 26 मीटर ऊंचा है और इसका वजन 206 टन है। 1997 में निर्मित पुटुओ माउंटेन, झेजियांग में नानहाई गुआनयिन बुद्ध, 20 मीटर ऊंचा है और इसका वजन 70 टन है। यह नकली सोने की सामग्री से निर्मित दुनिया की पहली विशाल कांस्य प्रतिमा है। इसके बाद, वूशी में शाक्यमुनि बुद्ध की 88- मीटर ऊंची कांस्य प्रतिमा पूरी की गई।

※ सिक्के

चूंकि हमारे पूर्वज लेन-देन के लिए सिक्कों का इस्तेमाल करते थे, इसलिए सिक्के बनाने के लिए तांबे और तांबे की मिश्र धातुओं का इस्तेमाल किया जाता रहा है, जो पीढ़ी दर पीढ़ी चली आ रही है। आधुनिक सिक्का-संचालित टेलीफोन, सवारी और खरीदारी आदि के विकास के साथ, सिक्के बनाने में इस्तेमाल होने वाले स्टील की मात्रा में वृद्धि हुई है।

तांबे के सिक्कों के उपयोग में, आकार बदलने के अलावा, विभिन्न मिश्र धातु घटकों का उपयोग करना और मिश्र धातु के रंग को बदलना मुद्रा के विभिन्न मूल्यवर्गों को बनाने और अलग करने के लिए बहुत सुविधाजनक है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले "चांदी के सिक्के" में 25% निकल, पीतल के सिक्के में 20% जस्ता और 1% टिन, और "तांबे" के सिक्के में थोड़ी मात्रा में टिन (3%) और जस्ता (1.5%) होता है। दुनिया भर में तांबे के सिक्कों के उत्पादन में हर साल हजारों टन तांबे की खपत होती है। अकेले लंदन में रॉयल मिंट हर साल 700 मिलियन तांबे के सिक्के बनाता है, जिसके लिए लगभग 7,000 टन धातु की आवश्यकता होती है।

एच. उच्च प्रौद्योगिकी में अनुप्रयोग

तांबे का उपयोग न केवल पारंपरिक उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है, बल्कि उभरते उद्योगों और उच्च तकनीक क्षेत्रों में भी इसकी महत्वपूर्ण भूमिका है। उदाहरण के लिए:

※ कंप्यूटर

सूचना प्रौद्योगिकी उच्च प्रौद्योगिकी का अग्रदूत है। यह आधुनिक मानव ज्ञान के क्रिस्टलीकरण पर निर्भर करता है - कंप्यूटर, जो हमेशा बदलती और विशाल जानकारी को संसाधित करने और संभालने का एक उपकरण है। कंप्यूटर का दिल एक माइक्रोप्रोसेसर (एक अंकगणित इकाई और एक नियंत्रक सहित) और एक मेमोरी से बना है। ये मूल घटक (हार्डवेयर) बड़े पैमाने पर एकीकृत सर्किट हैं, जिसमें दसियों लाख परस्पर जुड़े ट्रांजिस्टर, प्रतिरोधक, कैपेसिटर और अन्य घटक छोटे चिप्स पर वितरित होते हैं ताकि तेजी से संख्यात्मक गणना, तार्किक संचालन और बड़ी मात्रा में सूचना भंडारण किया जा सके। इन एकीकृत सर्किट के चिप्स को काम करने के लिए लीड फ्रेम और प्रिंटेड सर्किट के माध्यम से इकट्ठा किया जाना चाहिए। पिछले अध्याय "इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में अनुप्रयोग" से, हम देख सकते हैं कि तांबा और तांबे के मिश्र धातु न केवल लीड फ्रेम, सोल्डर और मुद्रित सर्किट बोर्डों में महत्वपूर्ण सामग्री हैं; वे एकीकृत सर्किट में छोटे घटकों के अंतर्संबंध में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं।

※ अतिचालकता और कम तापमान

सामान्य पदार्थों (अर्धचालकों को छोड़कर) का प्रतिरोध तापमान घटने पर घटता है। जब तापमान बहुत कम हो जाता है, तो कुछ पदार्थों का प्रतिरोध पूरी तरह से गायब हो जाएगा। इस घटना को अतिचालकता कहा जाता है। वह उच्चतम तापमान जिस पर अतिचालकता दिखाई देती है, उसे पदार्थ का अतिचालक क्रांतिक तापमान कहा जाता है। अतिचालकता की खोज ने बिजली के उपयोग के लिए एक नई दुनिया खोल दी है। जब प्रतिरोध शून्य होता है, तो बहुत कम वोल्टेज लगाने से बहुत बड़ी (सैद्धांतिक रूप से अनंत) धारा उत्पन्न की जा सकती है, और एक विशाल चुंबकीय क्षेत्र और चुंबकीय बल प्राप्त किया जा सकता है; या जब करंट इसके माध्यम से गुजरता है, तो कोई वोल्टेज कमी नहीं होती है और विद्युत ऊर्जा का कोई नुकसान नहीं होता है। जाहिर है, इसका व्यावहारिक अनुप्रयोग मानव उत्पादन और जीवन में बदलाव लाएगा, और इसने बहुत ध्यान आकर्षित किया है।

हालांकि, साधारण धातुओं के लिए, अतिचालकता केवल तब प्रकट होती है जब तापमान पूर्ण शून्य (-273 डिग्री सेल्सियस) के बहुत करीब हो जाता है, जो इंजीनियरिंग में हासिल करना मुश्किल है। हाल के वर्षों में, कुछ अतिचालक मिश्र धातु विकसित किए गए हैं, और उनके महत्वपूर्ण तापमान शुद्ध धातुओं की तुलना में अधिक हैं। उदाहरण के लिए, Nb3Sn मिश्र धातु का महत्वपूर्ण तापमान 18.1K है। हालांकि, उनका अनुप्रयोग तांबे से अविभाज्य है। सबसे पहले, इन मिश्र धातुओं को अल्ट्रा-कम तापमान पर काम करना पड़ता है और गैसों के द्रवीकरण के माध्यम से कम तापमान प्राप्त करना पड़ता है। उदाहरण के लिए, तरल हीलियम, तरल हाइड्रोजन और तरल नाइट्रोजन के द्रवीकरण तापमान क्रमशः 4K (-269 डिग्री सेल्सियस), 20K (-253 डिग्री सेल्सियस) और 77K (-196 डिग्री सेल्सियस) हैं। तांबे में ऐसे कम तापमान पर अभी भी अच्छी कठोरता और प्लास्टिसिटी है, इसके अलावा, Nb3Sn और NbTi जैसे सुपरकंडक्टिंग मिश्र धातु बहुत भंगुर होते हैं और उन्हें प्रोफाइल में संसाधित करना मुश्किल होता है। उन्हें एक आवरण सामग्री के रूप में तांबे के साथ संयोजित करने की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, इन सुपरकंडक्टिंग सामग्रियों का उपयोग मजबूत चुंबक बनाने के लिए किया गया है, और चिकित्सा निदान के लिए परमाणु चुंबकीय अनुनाद उपकरणों और खानों में कुछ मजबूत चुंबकीय विभाजकों में लागू किया गया है। जिन मैग्लेव ट्रेनों की गति 500 ​​किलोमीटर प्रति घंटे से अधिक होने की योजना बनाई जा रही है, वे भी ट्रेनों को निलंबित करने, पहिया-रेल संपर्क के प्रतिरोध से बचने और गाड़ियों के उच्च गति वाले संचालन को प्राप्त करने के लिए इन सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट पर निर्भर करती हैं।

※ एयरोस्पेस प्रौद्योगिकी

रॉकेट, सैटेलाइट और स्पेस शटल में माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल सिस्टम और इंस्ट्रूमेंटेशन उपकरणों के अलावा कई प्रमुख घटकों में तांबे और तांबे के मिश्र धातुओं का भी इस्तेमाल किया जाता है। उदाहरण के लिए: रॉकेट इंजन के दहन कक्ष और थ्रस्ट कक्ष को स्टील की उत्कृष्ट तापीय चालकता द्वारा ठंडा किया जा सकता है ताकि तापमान को स्वीकार्य सीमा के भीतर रखा जा सके। एरियाना 5 रॉकेट के दहन कक्ष में तांबे-चांदी-संयुक्त मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है। इस कक्ष में 360 कूलिंग चैनल संसाधित किए जाते हैं, और रॉकेट लॉन्च होने पर शीतलन के लिए तरल हाइड्रोजन पेश किया जाता है।

इसके अलावा, उपग्रह संरचनाओं में भार वहन करने वाले घटकों के लिए तांबे की मिश्र धातु भी मानक सामग्री है। उपग्रहों पर सौर पैनल आमतौर पर तांबे और कई अन्य तत्वों की मिश्र धातुओं से बने होते हैं।

※ उच्च ऊर्जा भौतिकी

पदार्थ की संरचना के रहस्य को उजागर करना एक प्रमुख बुनियादी विषय है जिस पर वैज्ञानिक लगातार काम कर रहे हैं। इस मुद्दे को समझने में हर कदम का मानव जाति पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। परमाणु ऊर्जा का वर्तमान उपयोग इसका एक उदाहरण है। आधुनिक भौतिकी में नवीनतम शोध में पाया गया है कि पदार्थ के सबसे छोटे निर्माण खंड अणु और परमाणु नहीं बल्कि क्वार्क और लेप्टन हैं जो उनसे अरबों गुना छोटे हैं। अब इन मूल कणों पर शोध अक्सर अत्यधिक उच्च प्रतिक्रिया ऊर्जा के तहत किया जाता है जो परमाणु बम विस्फोट के दौरान परमाणु क्रिया से सैकड़ों गुना अधिक है, जिसे उच्च ऊर्जा भौतिकी कहा जाता है। ऐसी उच्च ऊर्जा एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कणों द्वारा, लंबी दूरी के त्वरण के बाद, एक निश्चित लक्ष्य (उच्च ऊर्जा त्वरक) पर "बमबारी" करके, या विपरीत दिशाओं में तेजी से बढ़ने वाले दो कणों द्वारा एक दूसरे से टकराने (कोलाइडर) द्वारा प्राप्त की जाती है। इस उद्देश्य के लिए, लंबी दूरी के मजबूत चुंबकीय क्षेत्र चैनल का निर्माण करने के लिए वाइंडिंग के रूप में स्टील का उपयोग करना आवश्यक है। इसके अलावा, एक नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया उपकरण में भी इसी तरह की संरचना की आवश्यकता होती है। बड़े विद्युत प्रवाह से उत्पन्न गर्मी के कारण तापमान में वृद्धि को कम करने के लिए, इन चुंबकीय चैनलों को खोखले विशेष आकार के तांबे की छड़ों से लपेटा जाता है, ताकि माध्यम को ठंडा करने के लिए अंदर भेजा जा सके।