மாலிப்டினம் செயலாக்கம், பல்வேறு தயாரிப்புகளில் பயன்படுத்த தாது தயாரித்தல்.
மாலிப்டினம் (மோ) என்பது ஒரு வெள்ளை பிளாட்டினம் போன்ற உலோகமாகும், இது 2,610 ° C (4,730 ° F) உருகும் புள்ளியாகும். அதன் தூய்மையான நிலையில், இது கடினமான மற்றும் நீர்த்துப்போகக்கூடியது மற்றும் மிதமான கடினத்தன்மை, அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன், அரிப்புக்கு அதிக எதிர்ப்பு மற்றும் குறைந்த விரிவாக்க குணகம் ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. பிற உலோகங்களுடன் கலக்கும்போது, மாலிப்டினம் கடினத்தன்மை மற்றும் கடினத்தன்மையை ஊக்குவிக்கிறது, இழுவிசை வலிமை மற்றும் தவழும் எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது, பொதுவாக சீரான கடினத்தன்மையை ஊக்குவிக்கிறது. சிறிய அளவிலான மாலிப்டினம் (1 சதவீதம் அல்லது அதற்கும் குறைவாக) சிராய்ப்பு எதிர்ப்பு, ஆன்டிகோரோசிவ் பண்புகள் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை வலிமை மற்றும் மேட்ரிக்ஸ் பொருளின் கடினத்தன்மையை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது. எனவே மாலிப்டினம் இரும்புகள் மற்றும் மிகவும் அதிநவீன அல்லாத சூப்பர் சூலாய்களை தயாரிப்பதில் ஒரு முக்கிய சேர்த்தல் முகவர்.
மாலிப்டினம் அணுவானது டங்ஸ்டனின் அதே தன்மையைக் கொண்டிருப்பதால், அதன் அணு எடை மற்றும் அடர்த்தியில் பாதி மட்டுமே இருப்பதால், இது டங்ஸ்டனை அலாய் ஸ்டீல்களில் மாற்றியமைக்கிறது, அதே உலோகவியல் விளைவை பாதி உலோகத்துடன் அடைய அனுமதிக்கிறது. கூடுதலாக, அதன் இரண்டு வெளிப்புற எலக்ட்ரான் மோதிரங்கள் முழுமையடையாது; இது உலோகம் டி-, ட்ரை-, டெட்ரா-, பென்டா-, அல்லது ஹெக்ஸா-வாலண்ட் இருக்கும் வேதியியல் சேர்மங்களை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது, இதனால் பலவகையான மாலிப்டினம் ரசாயன பொருட்கள் சாத்தியமாகும். இது அதன் கணிசமான வினையூக்க பண்புகளில் இன்றியமையாத காரணியாகும்.
வரலாறு
இந்த உலோகம் பண்டைய கலாச்சாரங்களுக்கு தெரிந்திருந்தாலும், அதன் கனிம வடிவங்கள் கிராஃபைட் மற்றும் ஈய தாது கலேனாவுடன் குறைந்தது 2,000 ஆண்டுகளாக குழப்பமடைந்திருந்தாலும், மாலிப்டினம் முறையாக கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை மற்றும் 1778 வரை அடையாளம் காணப்படவில்லை, ஸ்வீடிஷ் வேதியியலாளரும் மருந்தாளுநருமான கார்ல் வில்ஹெல்ம் ஷீல் மாலிப்டிக் ஆக்சைடு தயாரிக்கும் வரை செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் அமிலத்துடன் துளையிடப்பட்ட மாலிப்டனைட் (MoS 2) ஐத் தாக்கி, பின்னர் எச்சத்தை வறட்சிக்கு ஆவியாக்குவதன் மூலம். ஷீலின் ஆலோசனையைத் தொடர்ந்து, மற்றொரு ஸ்வீடிஷ் வேதியியலாளர் பீட்டர் ஜேக்கப் ஹெல்ம், 1781 ஆம் ஆண்டில் முதல் மெட்டாலிக் மாலிப்டினத்தை தயாரித்தார், மாலிப்டிக் ஆக்சைடு மற்றும் ஆளி விதை எண்ணெயிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட பேஸ்ட்டை அதிக வெப்பநிலையில் ஒரு சிலுவையில் சூடாக்கினார். 19 ஆம் நூற்றாண்டின் போது, ஜெர்மன் வேதியியலாளர் புச்சோல்ட்ஸ் மற்றும் ஸ்வீடன் ஜான்ஸ் ஜேக்கப் பெர்செலியஸ் ஆகியோர் மாலிப்டினத்தின் சிக்கலான வேதியியலை முறையாக ஆராய்ந்தனர், ஆனால் 1895 ஆம் ஆண்டு வரை ஒரு பிரெஞ்சு வேதியியலாளர் ஹென்றி மொய்சன் முதல் வேதியியல் தூய்மையான (99.98 சதவிகிதம்) மாலிப்டினம் உலோகத்தை உற்பத்தி செய்தார் இது மின்சார உலையில் கார்பனுடன் உள்ளது, இதன் மூலம் உலோகம் மற்றும் அதன் உலோகக் கலவைகளில் அறிவியல் மற்றும் உலோகவியல் ஆராய்ச்சிகளை மேற்கொள்ள முடியும்.
1894 ஆம் ஆண்டில் ஒரு பிரெஞ்சு ஆயுத உற்பத்தியாளரான ஷ்னீடர் எஸ்.ஏ., லு க்ரூசோட்டில் அதன் படைப்புகளில் மாலிப்டினத்தை கவச முலாம் பூசுவதற்காக அறிமுகப்படுத்தியது. 1900 ஆம் ஆண்டில் இரண்டு அமெரிக்க பொறியியலாளர்களான எஃப்.டபிள்யூ டெய்லர் மற்றும் பி. வைட் ஆகியோர் பாரிஸில் உள்ள எக்ஸ்போசிஷன் யுனிவர்செல்லில் முதல் மாலிப்டினம் அடிப்படையிலான அதிவேக இரும்புகளை வழங்கினர். அதேசமயம், பிரான்சில் மேரி கியூரியும், அமெரிக்காவில் ஜே.ஏ. மேத்யூஸும் நிரந்தர காந்தங்களைத் தயாரிக்க மாலிப்டினத்தைப் பயன்படுத்தினர். முதலாம் உலகப் போரினால் டங்ஸ்டனின் கடுமையான பற்றாக்குறை தூண்டப்படும் வரை, ஆயுதங்கள், கவச முலாம் மற்றும் பிற இராணுவ வன்பொருள்களை தயாரிக்க மாலிப்டினம் மிகப்பெரிய அளவில் பயன்படுத்தப்பட்டது. 1920 களில், மாலிப்டினம் தாங்கும் உலோகக்கலவைகள் முதல் அமைதி பயன்பாடுகளைக் கொண்டிருந்தன, ஆரம்பத்தில் ஆட்டோமொபைல் உற்பத்தியிலும் பின்னர் எஃகு ஸ்டீல்களிலும். அடுத்த தசாப்தத்தில் அவை அதிவேக இரும்புகளில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டன, இரண்டாம் உலகப் போருக்குப் பிறகு அவை விமானப் போக்குவரத்தில் பயன்படுத்தப்பட்டன-குறிப்பாக ஜெட் என்ஜின்களில், அவை அதிக இயக்க வெப்பநிலையைத் தாங்க வேண்டியிருந்தது. பின்னர், அவற்றின் பயன்பாடு ஏவுகணைகளுக்கு விரிவடைந்தது. அலாய் ஸ்டீல்களைத் தவிர, மாலிப்டினம் சூப்பர்லாய்ஸ், ரசாயனங்கள், வினையூக்கிகள் மற்றும் மசகு எண்ணெய் ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
தாதுக்கள்
மாலிப்டினம் உற்பத்தியில் வணிக ரீதியாக சாத்தியமான ஒரே தாது மாலிப்டைனைட்டில் காணப்படும் அதன் பைசல்பைடு (MoS 2) ஆகும். ஏறக்குறைய அனைத்து தாதுக்களும் போர்பிரி-பரப்பப்பட்ட வைப்புகளிலிருந்து மீட்கப்படுகின்றன. இவை முதன்மை மாலிப்டினம் வைப்பு அல்லது சிக்கலான செப்பு-மாலிப்டினம் வைப்பு ஆகும், இதிலிருந்து மாலிப்டினம் ஒரு துணை உற்பத்தி அல்லது துணை உற்பத்தியாக மீட்கப்படுகிறது. 0.1 முதல் 0.5 சதவிகிதம் மாலிப்டினம் கொண்ட முதன்மை வைப்புக்கள் விரிவானவை. காப்பர் போர்பைரிகளும் மிகப் பெரிய வைப்பு, ஆனால் அவற்றின் மாலிப்டினம் உள்ளடக்கம் 0.005 முதல் 0.05 சதவீதம் வரை வேறுபடுகிறது. மாலிப்டினத்தின் ஏறக்குறைய 40 சதவிகிதம் முதன்மை சுரங்கங்களிலிருந்து வருகிறது, மற்ற 60 சதவிகிதம் தாமிரத்தின் ஒரு தயாரிப்பு (அல்லது, சில சந்தர்ப்பங்களில், டங்ஸ்டன்).
மீட்டெடுக்கக்கூடிய வளங்களில் 64 சதவிகிதம் வட அமெரிக்காவில் காணப்படுகின்றன, அவற்றில் மூன்றில் இரண்டு பங்கு அமெரிக்கா. மேலும் 25 சதவீதம் பேர் தென் அமெரிக்காவில் உள்ளனர், மீதமுள்ளவை முக்கியமாக ரஷ்யா, கஜகஸ்தான், சீனா, ஈரான் மற்றும் பிலிப்பைன்ஸில் காணப்படுகின்றன. ஐரோப்பா, ஆப்பிரிக்கா மற்றும் ஆஸ்திரேலியா ஆகியவை மாலிப்டினம் தாதுக்களில் மிகவும் மோசமாக உள்ளன. மாலிப்டினத்தின் மிகப்பெரிய உற்பத்தியாளர்கள் சீனா, அமெரிக்கா, சிலி, பெரு, மெக்ஸிகோ மற்றும் கனடா ஆகியவை அடங்கும்.
சுரங்க மற்றும் செறிவு
மாலிப்டினம் மற்றும் செப்பு-மாலிப்டினம் போர்பைரிகள் திறந்த குழி அல்லது நிலத்தடி முறைகள் மூலம் வெட்டப்படுகின்றன. தாது நசுக்கப்பட்டு தரையிறக்கப்பட்டதும், உலோக தாதுக்கள் கங்கை தாதுக்களிலிருந்து (அல்லது ஒருவருக்கொருவர் மாலிப்டினம் மற்றும் தாமிரம்) மிதக்கும் செயல்முறைகளால் பிரிக்கப்படுகின்றன, பலவகையான உலைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. செறிவுகளின் துணை உற்பத்தியாக மாலிப்டினம் மீட்கப்பட்டால், செறிவுகளில் 85 முதல் 92 சதவிகிதம் மோஸ் 2 மற்றும் சிறிய அளவு செம்பு (0.5 சதவிகிதத்திற்கும் குறைவானது) உள்ளன.
பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் சுத்திகரிப்பு
தொழில்நுட்ப மாலிப்டிக் ஆக்சைடு
MoS 2 இன் 97 சதவிகிதம் அதன் வணிக இலக்கை அடைய தொழில்நுட்ப மாலிப்டிக் ஆக்சைடு (85-90 சதவிகிதம் MoO 3) ஆக மாற்றப்பட வேண்டும். இத்தகைய மாற்றம் கிட்டத்தட்ட உலகளவில் நிக்கோல்ஸ்-ஹெரெஷாஃப்-வகை பல-அடுப்பு உலைகளில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, இதில் மாலிப்டெனைட் செறிவு வெப்பமான காற்று மற்றும் கீழே இருந்து வீசப்படும் வாயுக்களின் மின்னோட்டத்திற்கு எதிராக மேலிருந்து ஊட்டப்படுகிறது. ஒவ்வொரு அடுப்பிலும் நான்கு காற்று குளிரூட்டப்பட்ட கைகள் காற்று குளிரூட்டப்பட்ட தண்டு மூலம் சுழற்றப்படுகின்றன; கைகள் குமிழ் கத்திகளால் பொருத்தப்பட்டிருக்கின்றன, அவை ரோஸ்டரின் வெளிப்புறம் அல்லது மையத்திற்கு பொருளைக் கசக்குகின்றன, அங்கு பொருள் அடுத்த அடுப்புக்குச் செல்கிறது. முதல் அடுப்பில், செறிவு முன்கூட்டியே சூடேற்றப்பட்டு, மிதக்கும் எதிர்வினைகள் பற்றவைக்கின்றன, இது MoS 2 ஐ MoO 3 ஆக மாற்றத் தொடங்குகிறது. இந்த அடுப்பு எதிர்வினை, பின்வரும் அடுப்புகளில் தொடர்கிறது மற்றும் தீவிரமடைகிறது, ஆக்ஸிஜனை சரிசெய்வதன் மூலமும், தேவைப்படும்போது உலைகளை குளிர்விக்கும் நீர் தெளிப்புகளாலும் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. வெப்பநிலை 650 ° C (1,200 ° F) க்கு மேல் உயரக்கூடாது, இது MoO 3 பதங்கமாதல் அல்லது திட நிலையில் இருந்து நேரடியாக ஆவியாகும். கால்சின்களின் சல்பர் உள்ளடக்கம் 0.1 சதவீதத்திற்கும் குறைவாக இருக்கும்போது செயல்முறை முடிந்தது.
வேதியியல் தூய மாலிப்டிக் ஆக்சைடு
தொழில்நுட்ப மாலிப்டிக் ஆக்சைடு ப்ரிக்யூட்டுகளாக தயாரிக்கப்படுகிறது, அவை அலாய் ஸ்டீல்கள் மற்றும் பிற ஃபவுண்டரி தயாரிப்புகளை தயாரிக்க நேரடியாக உலைகளில் கொடுக்கப்படுகின்றன. அவை ஃபெரோமோலிப்டினம் தயாரிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன (கீழே காண்க), ஆனால் மாலிப்டினம் இரசாயனங்கள் அல்லது உலோக மாலிப்டினம் போன்ற சுத்திகரிக்கப்பட்ட மாலிப்டினம் தயாரிப்புகள் விரும்பினால், தொழில்நுட்ப MoO 3 ஆனது பதங்கமாதல் மூலம் வேதியியல் ரீதியாக தூய MoO 3 க்கு சுத்திகரிக்கப்பட வேண்டும். இது 1,200 முதல் 1,250 ° C (2,200 மற்றும் 2,300 ° F) வரையிலான வெப்பநிலையில் மின்சார பதிலடிகளில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. உலைகளில் மாலிப்டினம்-கம்பி வெப்பமூட்டும் கூறுகளுடன் காயமடைந்த குவார்ட்ஸ் குழாய்கள் உள்ளன, அவை பயனற்ற-செங்கல் பேஸ்ட் மற்றும் மர கரியின் கலவையால் ஆக்ஸிஜனேற்றத்திலிருந்து பாதுகாக்கப்படுகின்றன. குழாய்கள் கிடைமட்டத்திலிருந்து 20 ° சாய்ந்து சுழலும். பதப்படுத்தப்பட்ட நீராவிகள் குழாய்களிலிருந்து காற்று மூலம் துடைக்கப்பட்டு, வடிகட்டி பைகளுக்கு வழிவகுக்கும் ஹூட்களால் சேகரிக்கப்படுகின்றன. இரண்டு தனித்தனி பின்னங்கள் சேகரிக்கப்படுகின்றன. முதலாவது கட்டணத்தின் ஆரம்ப 2-3 சதவீதத்தின் ஆவியாதலுடன் ஒத்துப்போகிறது மற்றும் பெரும்பாலான கொந்தளிப்பான அசுத்தங்களைக் கொண்டுள்ளது. கடைசி பின்னம் தூய MoO 3 ஆகும். அம்மோனியம் மாலிப்டேட் (ஏடிஎம்) மற்றும் சோடியம் மாலிப்டேட் ஆகியவற்றின் உற்பத்திக்கு ஏற்றதாக இருக்க இது 99.95 சதவிகிதம் தூய்மையாக இருக்க வேண்டும், அவை அனைத்து வகையான மாலிப்டினம் இரசாயனங்களுக்கான தொடக்கப் பொருட்களாகும். இந்த கலவைகள் வேதியியல் ரீதியாக தூய்மையான MoO 3 ஐ அக்வஸ் அம்மோனியா அல்லது சோடியம் ஹைட்ராக்சைடுடன் வினைபுரிவதன் மூலம் பெறப்படுகின்றன. அம்மோனியம் மாலிப்டேட், வெள்ளை படிகங்களின் வடிவத்தில், 81 முதல் 83 சதவிகிதம் MoO 3, அல்லது 54 முதல் 55 சதவிகிதம் மாலிப்டினம் ஆகியவற்றைக் கணக்கிடுகிறது. இது தண்ணீரில் கரையக்கூடியது மற்றும் மாலிப்டினம் இரசாயனங்கள் மற்றும் வினையூக்கிகள் மற்றும் உலோக மாலிப்டினம் தூள் தயாரிக்க பயன்படுகிறது.
மாலிப்டினம் உலோகம்
தூய MoO 3 அல்லது ADM இலிருந்து உலோக மாலிப்டினத்தின் உற்பத்தி மின்சாரம் சூடுபடுத்தப்பட்ட குழாய்கள் அல்லது மஃபிள் உலைகளில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, இதில் ஹைட்ரஜன் வாயு தீவனத்திற்கு எதிராக எதிர்நீக்கமாக அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது. வழக்கமாக MoO 3 அல்லது ADM முதலில் ஒரு டை ஆக்சைடாகவும் பின்னர் உலோகப் பொடியாகவும் குறைக்கப்படும் இரண்டு நிலைகள் உள்ளன. இரண்டு நிலைகளும் இரண்டு வெவ்வேறு உலைகளில் இடையில் குளிரூட்டலுடன் மேற்கொள்ளப்படலாம் அல்லது இரண்டு மண்டல உலை பயன்படுத்தப்படலாம். (சில நேரங்களில், மூன்று கட்ட செயல்முறை 400 ° C அல்லது 750 ° F குறைந்த வெப்பநிலையில் தொடங்கி, கட்டுப்பாடற்ற எதிர்வினையைத் தவிர்ப்பதற்கும், வெப்பமயமாதலைத் தடுப்பதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.) இரண்டு-நிலை செயல்பாட்டில், மாலிப்டினத்துடன் இரண்டு நீண்ட-மஃபிள் உலைகள்- கம்பி வெப்பமூட்டும் கூறுகள் பயன்படுத்தப்படலாம். முதல் குறைப்பு 5 முதல் 7 கிலோகிராம் (10 முதல் 15 பவுண்டுகள்) ஆக்சைடு வைத்திருக்கும் லேசான எஃகு “படகுகளில்” மேற்கொள்ளப்படுகிறது, அவை 30 நிமிட இடைவெளியில் அளிக்கப்படுகின்றன. உலை வெப்பநிலை 600–700 ° C (1,100–1,300 ° F) ஆகும். முதல் உலையில் இருந்து தயாரிப்பு உடைக்கப்பட்டு, நிக்கல் படகுகளில் அதே விகிதத்தில் 1,000–1,100 ° C (1,800–2,000 ° F) இல் இயங்கும் இரண்டாவது உலைக்கு அளிக்கப்படுகிறது, அதன் பிறகு உலோக தூள் திரையிடப்படுகிறது. 99.95 சதவிகிதம் மாலிப்டினம் கொண்ட தூய்மையான தூள், ஏ.டி.எம் குறைப்பதன் மூலம் பெறப்படுகிறது.
அதன் மிக உயர்ந்த உருகும் புள்ளி என்பதால், வழக்கமான செயல்முறைகளால் மாலிப்டினத்தை உயர் தரமான இங்காட்களில் உருக முடியாது. இருப்பினும், இது ஒரு மின்சார வளைவில் எளிதில் உருகலாம். பார்க் மற்றும் ஹாம் ஆகியோரால் உருவாக்கப்பட்ட இதுபோன்ற ஒரு செயல்பாட்டில், மாலிப்டினம் தூள் தொடர்ந்து ஒரு தடிக்குள் அழுத்தப்படுகிறது, இது மின்சார எதிர்ப்பால் ஓரளவு வெப்பப்படுத்தப்பட்டு இறுதியில் மின்சார வளைவில் உருகப்படுகிறது. உருகிய மாலிப்டினம் தூளில் சேர்க்கப்படும் கார்பன் மூலம் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது, மேலும் இது நீர்-குளிரூட்டப்பட்ட, செப்பு அச்சுக்குள் போடப்படுகிறது.
