टाइटेनियम क्या है? – What is Titanium in Hindi

दोस्तों आज हम पढ़ेंगे, टाइटेनियम क्या है? – What is Titanium in Hindi, टाइटेनियम का इतिहास, टाइटेनियम का निर्माण कैसे होता है? निष्कर्षण, शुद्धिकरण, स्पंज निर्माण, मिश्र धातु निर्माण, बनाना और आकार देना, टाइटेनियम के गुण टाइटेनियम के उपयोग, आदि, FAQs, निष्कर्ष, आदि, आर्टिकल को पूरा पढ़ें और हमें फीडबैक भी देना ना भूलें।

टाइटेनियम क्या है? – What is Titanium in Hindi

टाइटेनियम क्या है? – What is Titanium in Hindi, टाइटेनियम Titanium का प्रतीक Ti और परमाणु संख्या 22 के साथ, आवधिक चार्ट के समूह 4 (IVB) में एक रासायनिक तत्व या हल्की चांदी की धातु होती है। इसमें एक उच्च गलनांक, तन्य शक्ति और तापीय और विद्युत चालकता गुण भी होते हैं।

व्यावहारिक रूप से हर चट्टान में टाइटेनियम Titanium की मामूली सी मात्रा मौजूद होती है, लेकिन यह काफी अधिक मात्रा में नहीं पाया जाता है। टाइटेनियम Titanium एक चमकदार ग्रे धातु होती है जिसमें विभिन्न अनुप्रयोगों में उच्च शक्ति और कम संक्षारण दर का ही उपयोग किया जाता है। टाइटेनियम 80% एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में कार्यरत होता है, जबकि शेष 20% का उपयोग कवच, चिकित्सा हार्डवेयर और उपभोक्ता के वस्तुओं में किया जाता है।

पानी और रासायनिक क्रिया द्वारा जंग के लिए टाइटेनियम Titanium का प्रतिरोध बहुत प्रभावशाली होता है। यह प्रतिरोध टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) की एक पतली परत के कारण होता है जो इसकी सतह पर जमा होता है, जिससे इन सामग्रियों को भेदना बेहद मुश्किल होता है।

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टाइटेनियम Titanium में लो इलास्टिसिटी मॉड्यूलस भी होता है। इसका मतलब यह है कि टाइटेनियम Titanium बेहद लचीला होता है और इसे अपने मूल आकार में वापस मोड़ा जाता है। कई वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए मेमोरी एलॉय की आवश्यकता होती है। मिश्र धातु जो ठंड के दौरान मुड़ी जाती है लेकिन गर्म होने पर अपने मूल आकार में लौट आती है।

टाइटेनियम का इतिहास

द्वितीय विश्व युद्ध के बाद, किसी भी रूप में टाइटेनियम Titanium धातु ने उड़ान भरी थी। 1910 तक टाइटेनियम Titanium को एक धातु के रूप में अलग नहीं किया गया था जब अमेरिकी रसायनज्ञ मैथ्यू हंटर ने सोडियम (हंटर तकनीक) के साथ टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड (TiCl4) को कम करके ही इसे बनाया गया था।

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1930 के दशक तक व्यावसायिक निर्माण शुरू नहीं हुआ जब विलियम जस्टिन क्रोल ने प्रदर्शित किया है कि मैग्नीशियम का उपयोग करके क्लोराइड से टाइटेनियम Titanium को कम किया जाता है। आज तक, क्रोल प्रक्रिया सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली व्यावसायिक उत्पादन विधि होती है।

लागत प्रभावी निर्माण प्रक्रिया के मिलने के बाद टाइटेनियम Titanium का पहला प्रमुख अनुप्रयोग सैन्य विमानों में हुआ था। 1950 और 1960 के दशक में, सोवियत और अमेरिकी सैन्य विमानों और पनडुब्बियों में टाइटेनियम Titanium मिश्र धातुओं का भी उपयोग किया गया था। 1960 के दशक की शुरुआत में वाणिज्यिक विमान निर्माताओं द्वारा टाइटेनियम Titanium मिश्र धातुओं को नियोजित किया जाने लगा था।

1950 के दशक के स्वीडिश डॉक्टर ने, प्रति-इंगवार ब्रानमार्क के अध्ययनों से पता चला है कि टाइटेनियम Titanium मनुष्यों में कोई नकारात्मक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया नहीं देता है, जिससे धातु हमारे शरीर में एक प्रक्रिया में एकीकृत हो जाती है जिसे ऑसियोइंटीग्रेशन भी कहा जाता है।

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टाइटेनियम का निर्माण कैसे होता है?

टाइटेनियम Titanium धातु के निर्माण के लिए क्रोल प्रक्रिया के रूप में जानी जाने वाली एक प्रक्रिया का उपयोग भी किया जाता है। इस प्रक्रिया के पाँच चरण होते हैं। पहला चरण निष्कर्षण होता है, दूसरा शुद्धिकरण होता है, तीसरा स्पंज निर्माण होता है, चौथा मिश्र धातु निर्माण होता है, और पाँचवाँ बनाना और आकार देना होता है।

1. निष्कर्षण Extraction
2. शुद्धिकरण Purification
3. स्पंज निर्माण Sponge Formation
4. मिश्र धातु निर्माण Alloy Creation
5. बनाना और आकार देना Forming And Shaping

निष्कर्षण

क्रोल प्रक्रिया में टाइटेनियम Titanium अयस्कों का निष्कर्षण पहला कदम होता है। खदानें निर्माता को टाइटेनियम Titanium अयस्क की आपूर्ति करते हैं। इन अयस्कों में इल्मेनाइट, रूटाइल और अन्य टाइटेनियम Titanium खनिज पाए जाते हैं। रूटाइल का उपयोग आमतौर पर इसकी प्राकृतिक अवस्था में ही किया जाता है।

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यहीं दूसरी ओर, इल्मेनाइट को प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है, जो लोहे को हटाने का पहला चरण होता है ताकि अवशिष्ट भाग में 85 प्रतिशत टाइटेनियम डाइऑक्साइड होता है। इन अयस्कों को क्लोरीन और कार्बन के साथ ही द्रवीकृत बेड रिएक्टर में 900 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है।

रासायनिक प्रतिक्रियाऐं होती है, जिसके परिणामस्वरूप उप-उत्पाद के रूप में अशुद्ध टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड और कार्बन मोनोऑक्साइड का भी निर्माण होता है। क्योंकि लोहे को हटाने के बाद टाइटेनियम डाइऑक्साइड अभी तक शुद्ध नहीं होता है, TiCl4 में दूषित पदार्थ मौजूद होता है।

शुद्धिकरण

इस प्रक्रिया में TiCl4 को एक विशाल आसवन टैंक में गर्म करना होता है। आंशिक आसवन और अवक्षेपण प्रक्रियाएं इस चरण में मौजूद अशुद्धियों को अलग कर देती है। इन दो प्रक्रियाओं का उपयोग करके ही वैनेडियम, सिलिकॉन, मैग्नीशियम, जिरकोनियम और आयरन सहित सभी दूषित पदार्थों को भी हटा दिया जाता है।

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स्पंज निर्माण

स्पंज निर्माण क्रोल प्रक्रिया का तीसरा चरण होता है। इस स्तर पर ही परिष्कृत टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड को तरल रूप में स्टेनलेस स्टील रिएक्टर पोत में डाल दिया जाता है। मैग्नीशियम को पोत में भी जोड़ा जाता है और 1100 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया जाता है, जहां मैग्नीशियम क्लोराइड उत्पन्न करने के लिए मैग्नीशियम क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता रहता है।

क्योंकि इसमें एक खतरा है कि ऑक्सीजन और नाइट्रोजन हवा में मौजूद होता हैं, किसी भी ऑक्सीजन और नाइट्रोजन प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए और इसे खत्म करने के लिए आर्गन गैस को पोत में इंजेक्ट भी किया जाता है।

क्योंकि टाइटेनियम Titanium में स्टील की तुलना में कहीं अधिक गलनांक होता है, बर्तन में बचा हुआ टाइटेनियम Titanium शुद्ध और यह ठोस नहीं होता है। इस टाइटेनियम Titanium ठोस को फिर बर्तन से बाहर निकाल दिया जाता है और पानी और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के घोल से भी उपचारित किया जाता है। यह किसी भी अतिरिक्त मैग्नीशियम या मैग्नीशियम क्लोराइड से छुटकारा पाने के लिए किया जाता है। इस चक्र के अंत में प्राप्त टाइटेनियम Titanium स्पंज का रूप होता है, इसलिए इसका नाम स्पंज निर्माण होता है।

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मिश्र धातु निर्माण

उपभोज्य-इलेक्ट्रोड चाप भट्टी में, शुद्ध टाइटेनियम Titanium स्पंज को अन्य मिश्र धातुओं और स्क्रैप धातुओं के साथ मिलाकर चौथे चरण में प्रयोग करने योग्य मिश्र धातु बनाई जाती है। आवश्यक अनुपात में सभी आवश्यक धातुओं को पिघलाने और मिलाने के बाद स्पंज इलेक्ट्रोड बनाने के लिए बल्क को कुचला और वेल्ड किया जाता है।

सिल्लियां तैयार करने के लिए इस स्पंज इलेक्ट्रोड को वैक्यूम आर्क फर्नेस में पिघलाया भी जाता है। आर्थिक रूप से स्वीकार्य सिल्लियों के लिए, इन सिल्लियों को नियमित रूप से कई बार पिघलाया भी जाता है।

बनाना और आकार देना

सिल्लियां भट्ठी से निकाली जाती हैं, और खामियों के लिए परीक्षण किया जाता है, और फिर क्रोल प्रक्रिया के अंतिम चरण में टाइटेनियम Titanium मिश्र धातु वस्तुओं का उत्पादन करने के लिए भी भेजा जाता है।

वेल्डिंग, कास्टिंग, फोर्जिंग, पाउडर धातु विज्ञान, और अन्य प्रक्रियाएं सिल्लियों को तैयार उत्पाद में आकार देती हैं। उत्पाद के विनिर्देश सब कुछ निर्धारित करते रहते हैं।

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टाइटेनियम के गुण

• मानक तापमान और दबाव में, यह ठोस के रूप में भी पाया जाता है।
• टाइटेनियम Titanium का मानक परमाणु भार 47.867 होता है।
• टाइटेनियम Titanium का क्वथनांक 3287 °C होता है।
• इसमें चमकदार सिल्वर ग्रे-व्हाइट लुक होता है। टाइटेनियम Titanium का गलनांक 1668 डिग्री सेल्सियस होता है।
• क्रिस्टल संरचना हेक्सागोनल और क्लोज-पैक (Hpc) होता है।
• पॉलिंग स्केल पर इसकी इलेक्ट्रोनगेटिविटी 1.54 होता है।
• टाइटेनियम Titanium वजन में हल्का होता है। टाइटेनियम Titanium का वजन 4.506 ग्राम प्रति घन मीटर होता है।
• टाइटेनियम Titanium बहुत ताकत वाली एक सुंदर संक्रमण धातु होता है।
• टाइटेनियम Titanium संक्षारण प्रतिरोधी होता है। तनु सल्फ्यूरिक एसिड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड टाइटेनियम Titanium को नुकसान नहीं पहुंचाते हैं।
• सभी धात्विक तत्वों में यह उच्चतम शक्ति-से-घनत्व अनुपात रखता है।
• टाइटेनियम Titanium में अन्य धातुओं की तुलना में कम विद्युत और तापीय चालकता होता है और यह पैरामैग्नेटिक होता है।
• टाइटेनियम Titanium गैर-चुंबकीय और तन्य होता है।
• टाइटेनियम Titanium में असंख्य समस्थानिक होते हैं। आइसोटोप 46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti और 50Ti स्थिर होते हैं और स्वाभाविक रूप से मौजूद होते हैं। हालांकि टाइटेनियम Titanium का सबसे प्रचलित समस्थानिक, 48Ti, टाइटेनियम Titanium का मुख्य समस्थानिक होता है।
• टाइटेनियम Titanium 1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हवा में ऑक्सीजन के साथ संपर्क करता है।

टाइटेनियम के उपयोग

• टाइटेनियम Titanium (IV) कॉम्प्लेक्स अपनी उत्कृष्ट दक्षता और कम जैविक विषाक्तता के कारण चिकित्सा में कैंसर के उपचार के लिए शोध किए गए पहले गैर-प्लैटिनम यौगिक होते थे।
• टाइटेनियम Titanium के मिश्र धातुओं को विभिन्न रासायनिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में नियोजित किया जाता है, जिसमें क्षारीय समाधान, क्लोरीन यौगिकों, गीले और अन्य शत्रुतापूर्ण रसायनों का भंडारण और रेल, रेलवे पहियों और एक्सेल का निर्माण में शामिल होते हैं।
• मैंगनीज, क्रोमियम, लोहा, मोलिब्डेनम, एल्यूमीनियम, वैनेडियम और टिन मिश्र धातुओं में हल्के और यांत्रिक शक्ति के फायदे होते हैं। यह ज्यादातर एयरोस्पेस और मिसाइल उद्योगों में कार्यरत होता है।
• एक विद्युत भट्टी में लोहे और कोक के साथ प्रगलन या रूटाइल से फेरोटाइटेनियम का उत्पादन होता है और जिसका उपयोग स्टील उद्योग में स्टील से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को हटाने के लिए अपमार्जक के रूप में भी किया जाता है।
• टाइटेनियम Titanium की उल्लेखनीय आवरण शक्ति के कारण, टाइटेनियम ऑक्साइड (TiO2) व्यापक रूप से रसायन विज्ञान में एक सफेद वर्णक के रूप में कार्यरत होता है। यह धातु निष्कर्षण के समान विधि का उपयोग करके ही निर्मित होता है।

FAQs

निष्कर्ष

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