समुद्री जहाजों के निर्माण और रखरखाव में, समुद्री घटकों को चरम परिचालन वातावरण के अधीन किया जाता है, विशेष रूप से उच्च तापमान के पृथक्करण की चुनौती, जो उनके सेवा जीवन को बहुत सीमित करती है। यह पेपर एक विशिष्ट प्रक्रिया के माध्यम से उनकी सतह पर एक क्रोमियम परत के साथ इलाज करके टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री के पृथक्करण प्रतिरोध को बढ़ाने के उद्देश्य से एक अभिनव प्रसंस्करण विधि पर केंद्रित है। लेजर एब्लेशन प्रयोगों के माध्यम से जो एक जहाज के वास्तविक परिचालन वातावरण का अनुकरण करते हैं, हम टाइटेनियम मिश्र धातुओं और क्रोम कोटिंग्स के गुणों पर इस प्रसंस्करण उपचार के प्रभावों में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
समुद्री इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, जहाज घटकों के लिए प्रदर्शन आवश्यकताएं तेजी से कठोर हो रही हैं। टाइटेनियम मिश्र धातु, अपने उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोध के साथ, शिपबिल्डिंग में एक महत्वपूर्ण स्थान पर है। हालांकि, समुद्री वातावरण में उच्च तापमान का उन्मूलन अभी भी एक बड़ी चुनौती है जो इसके आवेदन को प्रतिबंधित करता है। इस चुनौती को पूरा करने के लिए, हमने क्रोमियम चढ़ाना के साथ टाइटेनियम मिश्र धातुओं का इलाज करने के लिए उन्नत प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी को अपनाया है, उनके एब्लेटिव संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए।
प्रसंस्करण विधि और सामग्री तैयारी
टाइटेनियम मिश्र धातु सब्सट्रेट का प्रसंस्करण: टाइटेनियम मिश्र धातु कच्चा माल मानक आकार (2 सेमी × 1 सेमी × 0। 5 सेमी) के नमूनों में कटौती किया गया था। इसके बाद, 1500 ग्रिट सैंडपेपर का उपयोग चमकाने के लिए किया गया था, फिर अपघर्षक पेस्ट का उपयोग एक दर्पण प्रभाव के लिए पॉलिश करने के लिए किया गया था, और अंत में सब्सट्रेट की सतह खत्म सुनिश्चित करने के लिए सतह की अशुद्धियों को दूर करने के लिए अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग किया गया था।
क्रोमियम कोटिंग प्रसंस्करण: क्रोमियम कोटिंग को उन्नत चाप आयन चढ़ाना प्रौद्योगिकी का उपयोग करके तैयार टाइटेनियम मिश्र धातु के नमूनों की सतह पर जमा किया गया था। वैक्यूम (6 × 10^-3 पीए), तापमान (300 डिग्री), एनएच 3 दबाव (2 ~ 3 पीए) और पूर्वाग्रह वोल्टेज (800 ~ 1000 वी) को ठीक से नियंत्रित करके, क्रोमियम कोटिंग को समान और घना होना सुनिश्चित किया जाता है, और जमाव का समय 10 ~ 20 मिनट पर नियंत्रित होता है।
लेजर एब्लेशन प्रयोग और परिणाम विश्लेषण
लेजर एब्लेशन प्रयोगों की एक श्रृंखला को संसाधित टाइटेनियम मिश्र धातु और क्रोमियम कोटिंग के पृथक्करण प्रतिरोध का मूल्यांकन करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। प्रयोगों ने पल्स एनर्जी और दालों की संख्या को समायोजित करके उच्च तापमान वातावरण में जहाज के हिस्सों की अपक्षय प्रक्रिया को अनुकरण करने के लिए एक होममेड लॉन्ग पल्स चौड़ाई लेजर (मॉडल FLK-TIX6409HZ) का उपयोग किया।
प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि अनुपचारित टाइटेनियम मिश्र धातु सब्सट्रेट में लेजर एब्लेशन के तहत सतह पर बड़े और गहरे एब्लेशन क्रेटर होते हैं, केंद्र क्षेत्र में बड़ी संख्या में दरारें, हालांकि चिकनी, और किनारे क्षेत्र में एक मोटी ऑक्साइड संचय होती है। इसके विपरीत, प्रसंस्कृत टाइटेनियम मिश्र धातु की सतह पर क्रोमियम-प्लेटेड परत ने समान परिस्थितियों में बेहतर एब्लेशन प्रतिरोध दिखाया, जिसमें उथले एब्लेशन पिट्स और कम दरारें, और काफी कम ऑक्साइड बिल्डअप हैं।
स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) और ऊर्जा फैलाव स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDAX) माइक्रो-मॉर्फोलॉजी और एब्लेटेड सतहों के रचना संबंधी विश्लेषण के माध्यम से, हमने पाया कि क्रोमियम कोटिंग ने टाइटेनियम मिश्र धातु सब्सट्रेट पर उच्च-तापमान ऑक्सीजन के प्रत्यक्ष कटाव को प्रभावी ढंग से अवरुद्ध कर दिया और समग्र रूप से आवासों को कम कर दिया, इस प्रकार समग्र रूप से आवास में सुधार हुआ।
निष्कर्ष और दृष्टिकोण
इस अध्ययन में, टाइटेनियम मिश्र धातुओं और क्रोमियम कोटिंग्स के पृथक्करण प्रतिरोध को सफलतापूर्वक नवीन प्रसंस्करण विधियों के माध्यम से बढ़ाया गया था। प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि क्रोमियम कोटिंग टाइटेनियम मिश्र धातु सब्सट्रेट को उच्च-तापमान पृथक्करण से बचाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो जहाज के घटकों के सेवा जीवन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है। भविष्य के अनुसंधान कोटिंग प्रदर्शन पर विभिन्न प्रसंस्करण मापदंडों के प्रभावों का पता लगा सकते हैं, साथ ही साथ शिपबिल्डिंग के क्षेत्र में उच्च-प्रदर्शन भागों के लिए तत्काल मांग को पूरा करने के लिए, अधिक उच्च-प्रदर्शन सुरक्षात्मक कोटिंग सामग्री के विकास को भी।
