इंटरमेटालिक

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इंटरमेटैलिक (जिसे इंटरमेटैलिक कंपाउंड, इंटरमेटैलिक मिश्र धातु, क्रमित इंटरमेटैलिक मिश्र धातु एवं लंबी दूरी का ऑर्डर वाला मिश्र धातु भी कहा जाता है) इस प्रकार का धात्विक बंधन मिश्र धातु है जो दो या दो से अधिक धात्विक तत्वों के मध्य क्रमबद्ध ठोस-अवस्था रासायनिक यौगिक बनाता है। इंटरमेटालिक्स सामान्यतः कठोर एवं भंगुर होते हैं, जिनमें अच्छे उच्च तापमान वाले यांत्रिक गुण होते हैं।[1][2][3] उन्हें स्टोइकोमेट्रिक या नॉनस्टोइकोमेट्रिक इंटरमेटेलिक यौगिकों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।[1] यद्यपि इंटरमेटेलिक यौगिक शब्द, जैसा कि यह ठोस चरणों पर प्रारम्भ होता है, कई वर्षों से उपयोग में है, इसके परिचय पर दुःख व्यक्त किया गया था, उदाहरण के लिए 1955 में विलियम ह्यूम-रोथेरी द्वारा किया गया था ।[4]

परिभाषाएँ

अनुसंधान परिभाषा

1967 में शुल्ज़[5] इंटरमेटैलिक यौगिकों को ठोस चरणों के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसमें दो या दो से अधिक धात्विक तत्व होते हैं, वैकल्पिक रूप से या अधिक गैर-धात्विक तत्व होते हैं, जिनकी क्रिस्टल संरचना अन्य घटकों से भिन्न होती है। इस परिभाषा के अंतर्गत निम्नलिखित सम्मिलित हैं:

  1. इलेक्ट्रॉन (या ह्यूम-रोथेरी नियम) यौगिक
  2. आकार पैकिंग चरण, जैसे लव्स चरण, फ्रैंक-कैस्पर चरण एवं नोवोटनी चरण
  3. ज़िंटल चरण

धातु की परिभाषा में निम्नलिखित को सम्मिलित किया गया है:

  1. संक्रमण के पश्चात की धातुएँ,अर्थात् अल्युमीनियम, गैलियम, ईण्डीयुम , थालियम , विश्वास करना , सीसा एवं बिस्मथ
  2. मेटलॉइड्स, उदा. सिलिकॉन, जर्मेनियम, हरताल, सुरमा एवं टेल्यूरियम।

धातुओं के सजातीय एवं विषमांगी ठोस विलयन एवं अंतरालीय यौगिकों (जैसे करबैड एवं नाइट्राइड) को इस परिभाषा के अंतर्गत बाहर रखा गया है। चूंकि, इंटरस्टिशियल इंटरमेटैलिक यौगिकों को सम्मिलित किया गया है, जैसे किसी धातु के साथ इंटरमेटैलिक यौगिकों की मिश्रधातुएँ।

सामान्य उपयोग

साधारण उपयोग में, संक्रमण के पश्चात की धातुओं एवं उपधातुओं सहित अनुसंधान परिभाषा को सीमेन्टाईट, Fe3C जैसे यौगिकों तक विस्तारित किया जाता है। ये यौगिक, जिन्हें कभी-कभी अंतरालीय यौगिक कहा जाता है, स्टोइकोमेट्रिक हो सकते हैं, एवं ऊपर परिभाषित इंटरमेटेलिक यौगिकों के समान गुण विचारित करते हैं।

संकुल

इंटरमेटैलिक शब्द का प्रयोग किया जाता है[6] जिनमें दो या दो से अधिक धातुएं सम्मिलित होती हैं, जैसे साइक्लोपेंटैडिएनिल कॉम्प्लेक्स Cp6Ni2Zn4 होते है।

बी2

B2 इंटरमेटेलिक यौगिक में एल्यूमीनियम और लोहे जैसी दो धातुओं के परमाणुओं की समान संख्या होती है, जो घटक धातुओं के दो इंटरपेनेट्रेटिंग सरल क्यूबिक लैटिस के रूप में व्यवस्थित होते हैं।[7]

गुण एवं अनुप्रयोग

इंटरमेटेलिक यौगिक सामान्यतः कक्ष के तापमान पर भंगुर होते हैं, एवं उच्च मिश्रित बिंदु होते हैं। प्लास्टिक विरूपण के लिए आवश्यक सीमित स्वतंत्र स्लिप (सामग्री विज्ञान) प्रणालियों के कारण क्लीवेज या इंटरग्रेन्युलर फ्रैक्चर मोड इंटरमेटेलिक्स के विशिष्ट हैं। चूंकि, Nb-15Al-40Ti जैसे नमनीय फ्रैक्चर मोड के साथ इंटरमेटेलिक्स के कुछ उदाहरण हैं। अन्य इंटरमेटेलिक्स अनाज सीमा सामंजस्य को बढ़ाने के लिए अन्य तत्वों के साथ मिश्रधातु द्वारा उत्तम लचीलापन प्रदर्शित कर सकते हैं। अनाज सीमा सामंजस्य में सुधार के लिए बोरान जैसी अन्य सामग्रियों की मिश्रधातु कई इंटरमेटैलिक्स में लचीलापन में सुधार कर सकती है।[8] वे प्रायः सिरेमिक एवं धातु गुणों के मध्य विचारो की प्रस्तुति करते हैं, जब कठोरता एवं/या उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोध कुछ कठोरता एवं प्रसंस्करण में सरलता का त्याग करने के लिए पर्याप्त महत्वपूर्ण होता है। वे क्रमशः अपने ठोस आंतरिक क्रम एवं मिश्रित (धातु बंधन एवं सहसंयोजक बंधन / आयनिक बंधन) बंधन के कारण वांछनीय चुंबकत्व, अतिचालक एवं रासायनिक गुण भी प्रदर्शित कर सकते हैं। इंटरमेटालिक्स ने विभिन्न नवीन सामग्रियों के विकास को जन्म दिया है। कुछ उदाहरणों में निकल धातु हाइड्राइड बैटरियों में अलनीको एवं हाइड्रोजन भंडारण सामग्री सम्मिलित हैं। Ni3Al, जो परिचित निकल-बेस सुपरअलॉय में सख्त होने का चरण है, एवं विभिन्न टाइटेनियम एल्युमिनाइड्स ने भी टरबाइन ब्लेड अनुप्रयोगों के लिए रुचि को आकर्षित किया है, जबकि पश्चात वाले का उपयोग टाइटेनियम मिश्र धातु के अनाज शोधन के लिए अधिक कम मात्रा में भी किया जाता है। सिलिकॉन से युक्त अंतर-धातु सिलिसाइड का उपयोग माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स में बाधा एवं संपर्क परतों के रूप में किया जाता है।[9]

इंटरमेटैलिक्स के भौतिक गुण[1]
अंतरधात्विक यौगिक अंतर्धात्विक शास्त्र

(°C)

घनत्व

(kg/m3)

यंग मापांक (जीपीए)
FeAl 1250-1400 5600 263
Ti3Al 1600 4200 210
MoSi2 2020 6310 430

उदाहरण

  1. चुंबकीय सामग्री उदा. अलनिको, सेंडस्ट, पर्मेन्डुर, फ़ेको, टेरफेनॉल-डी
  2. अतिचालक उदा. A15 चरण, नाइओबियम-टिन
  3. हाइड्रोजन भंडारण उदा. AB5 यौगिक (निकल धातु हाइड्राइड बैटरी)
  4. आकार स्मृति मिश्र धातु उदा. Cu-Al-Ni (Cu3Al और निकल की मिश्र धातु), नितिनोल (NiTi)
  5. कोटिंग सामग्री उदा. NiAl
  6. उच्च तापमान वाली संरचनात्मक सामग्री उदा. निकेल एल्युमिनाइड, Ni3Al
  7. डेंटल मिश्रण, जो इंटरमेटेलिक्स Ag3Sn एवं Cu3Sn के मिश्र धातु हैं।
  8. माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अर्धचालक उपकरण /बैरियर परत, TiSi2[10]
  9. लावेस फेसेस (AB2), उदाहरण के लिए, MgCu2, MgZn2 एवं MgNi2.

इंटरमेटैलिक्स का निर्माण समस्याएँ पैदा कर सकता है। उदाहरण के लिए, सोना-एल्यूमीनियम इंटरमेटालिक सेमीकंडक्टर उपकरणों एवं अन्य माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में तार का जोड़ विफलताओं का महत्वपूर्ण कारण हो सकता है। इलेक्ट्रॉनिक घटकों के मध्य सोल्डर जोड़ों की विश्वसनीयता में इंटरमेटैलिक्स का प्रबंधन प्रमुख मुद्दा है।

अंतर्धातु कण

Main article: Intermetallic particle

अंतरधात्विक कण प्रायः धात्विक मिश्रधातुओं के जमने के दौरान बनते हैं, एवं इन्हें सामग्रियों के सुदृढ़ीकरण तंत्र#फैलाव_ठोसीकरण तंत्र के रूप में उपयोग किया जा सकता है।[1]

इतिहास

इतिहास के माध्यम से इंटरमेटैलिक्स के उदाहरणों में सम्मिलित हैं:

  1. रोमन पीला पीतल, CuZn
  2. चीनी उच्च टिन कांस्य, Cu31एस.एन.8
  3. प्रकार धातु, एसबीएसएन
  4. चीनी cupronickel , CuNi [11]

जर्मन प्रकार की धातु को कांच के जैसे टूटने वाली, मुड़ने वाली नहीं, तांबे की तुलना में नरम किन्तु सीसे की तुलना में अधिक घुलनशील बताया गया है।[12] रासायनिक सूत्र उपरोक्त से सहमत नहीं है; चूंकि, गुण इंटरमेटेलिक यौगिक या किसी मिश्र धातु से मेल खाते हैं।

यह भी देखें

संदर्भ

  • Gerhard Sauthoff: Intermetallics, Wiley-VCH, Weinheim 1995, 165 pages
  • Intermetallics, Gerhard Sauthoff, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley Interscience. (Subscription required)
  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 Askeland, Donald R.; Wright, Wendelin J. (January 2015). "11-2 Intermetallic Compounds". सामग्री का विज्ञान और इंजीनियरिंग (Seventh ed.). Boston, MA. pp. 387–389. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  2. ↑ Panel On Intermetallic Alloy Development, Commission On Engineering And Technical Systems (1997). Intermetallic alloy development : a program evaluation. National Academies Press. p. 10. ISBN 0-309-52438-5. OCLC 906692179.
  3. ↑ Soboyejo, W. O. (2003). "1.4.3 Intermetallics". इंजीनियरी सामग्रियों के यांत्रिक गुण. Marcel Dekker. ISBN 0-8247-8900-8. OCLC 300921090.
  4. ↑ Electrons, atoms, metals and alloys W. Hume-Rothery Publisher: The Louis Cassier Co. Ltd 1955
  5. ↑ G. E. R. Schulze: Metallphysik, Akademie-Verlag, Berlin 1967
  6. ↑ Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Advanced Inorganic Chemistry (6th ed.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
  7. ↑ "Wings of steel: An alloy of iron and aluminium is as good as titanium, at a tenth of the cost". The Economist. February 7, 2015. Retrieved February 5, 2015. E02715
  8. ↑ Soboyejo, W. O. (2003). "12.5 Fracture of Intermetallics". इंजीनियरी सामग्रियों के यांत्रिक गुण. Marcel Dekker. ISBN 0-8247-8900-8. OCLC 300921090.
  9. ↑ S.P. Murarka, Metallization Theory and Practice for VLSI and ULSI. Butterworth-Heinemann, Boston, 1993.
  10. ↑ Milton Ohring, Materials Science of Thin Films, 2nd Edition, Academic Press, San Diego, CA, 2002, p. 692.
  11. ↑ "The Art of War by Sun Zi: A Book for All Times". China Today. Archived from the original on 2005-03-07. Retrieved 2022-11-25.
  12. ↑ [1] Type-pounding The Penny Cyclopædia of the Society for the Diffusion of Useful Knowledge By Society for the Diffusion of Useful Knowledge (Great Britain), George Long Published 1843


बाहरी संबंध

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