हम जिस हवा में साँस लेते हैं, उसका इस्तेमाल धातु की सतहों पर उच्च तकनीक वाली, अति-टिकाऊ कोटिंग बनाने के लिए किया जा सकता है जो ऑक्सीकरण का प्रतिरोध करके अत्यधिक दबाव और तापमान को झेल सकती हैं। ऐसी कोटिंग्स बिजली संयंत्र प्रणालियों में इस्तेमाल होने वाले उपकरणों के लिए उपयोगी होती हैं ताकि उनके पुर्जों की उम्र बढ़ाई जा सके।

विद्युत क्षेत्र में इंजीनियरिंग घटकों को बहुत अधिक दबाव और तापमान की स्थिति का सामना करना पड़ता है, जिसके कारण ऑक्सीकरण, संक्षारण और ताप-यांत्रिक थकान के कारण धीरे-धीरे क्षरण होता है।

इन घटकों की सुरक्षा के लिए, निकेल-आधारित ओवरले कोटिंग्स, जो अपनी टिकाऊपन के लिए व्यापक रूप से जानी जाती हैं, आमतौर पर उच्च वेग ऑक्सी-ईंधन (एच.वी.ओ.एफ.), डेटोनेशन स्प्रेइंग और वायुमंडलीय प्लाज़्मा स्प्रे (ए.पी.एस.) जैसी थर्मल स्प्रे तकनीकों का उपयोग करके लगाई जाती हैं। इन विधियों में सतह पर जमने से पहले पदार्थ को पिघलाया या आंशिक रूप से पिघलाया जाता है।

इसके विपरीत, कोल्ड स्प्रेइंग एक ठोस अवस्था विकल्प प्रदान करता है जो पिघलने से पूरी तरह बचता है। डी-लावल नोजल का उपयोग करके, यह माइक्रोन आकार के कणों को सुपरसोनिक गति से आगे बढ़ाता है। ये कण प्लास्टिक विरूपण के माध्यम से सब्सट्रेट से जुड़ जाते हैं, जिससे पदार्थ की मूल सूक्ष्म संरचना सुरक्षित रहती है। हालाँकि, आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली कोल्ड स्प्रे प्रक्रियाएँ महंगी होती हैं क्योंकि इनमें महंगी नाइट्रोजन या हीलियम गैस का उपयोग होता है।

विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (डी.एस.टी.) के स्वायत्त संस्थान, इंटरनेशनल एडवांस्ड रिसर्च सेंटर फॉर पाउडर मेटलर्जी एंड न्यू मैटेरियल्स (ए.आर.सी.आई.) ने आमतौर पर महंगी नाइट्रोजन या हीलियम के बजाय प्रक्रिया गैस के रूप में हवा का सफलतापूर्वक उपयोग किया है, जिससे कोल्ड स्प्रे प्रक्रिया के लिए अधिक लागत प्रभावी और टिकाऊ समाधान उपलब्ध हुआ है।

इसके अतिरिक्त, विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग के स्वायत्त संस्थान एआरसीआई द्वारा विकसित और आईपी स्वामित्व वाले कस्टम-डिज़ाइन किए गए, ऊर्जा-कुशल नोजल, कम दबाव और तापमान पर प्रभावी कोटिंग को सक्षम करते हैं, जिससे प्रक्रिया की ऊर्जा मांग कम हो जाती है।

 

चित्र: नोजल का 3डी डिजाइन और पाउडर पर इसका प्रभाव ((ए) कोटिंग्स जमा करने के लिए उपयोग की जाने वाली नोजल ज्यामिति; और इन-फ्लाइट (बी) वेग और (सी) नोजल में इंजेक्ट किए गए पाउडर का तापमान वितरण।)

इस नवाचार को प्रेरित करने वाली एक प्रमुख अंतर्दृष्टि ए.आर.सी.आई. की इस बात की गहरी समझ है कि निकेल-क्रोमियम मिश्र धातुएँ उच्च तापमान पर कैसे व्यवहार करती हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, मिश्र धातु नरम होती जाती है, जिससे टकराने पर विकृत होने और बंधने की उसकी क्षमता में सुधार होता है। ए.आर.सी.आई. का नोजल डिज़ाइन थर्मल जेट में कणों के रहने के समय को बढ़ाता है, जिससे वे बिना किसी चरम स्थिति के अधिक प्रभावी ढंग से बंधने के लिए पर्याप्त रूप से गर्म हो जाते हैं। यह सहज डिज़ाइन समाधान, पदार्थ के व्यवहार को प्रक्रिया-स्तरीय नवाचार में परिवर्तित करने में ए.आर.सी.आई. की क्षमता का उदाहरण है।

व्यावसायिक रूप से उपलब्ध निकेल-क्रोमियम पाउडर और वायु को प्रक्रिया गैस के रूप में उपयोग करके, ए.आर.सी.आई. ने सघन, एकसमान कोटिंग्स तैयार कीं। इन्हें 1100°C पर 1000 घंटे तक तापीय चक्रित किया गया, जिससे उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदर्शित हुआ। सघन, अभेद्य, स्तंभाकार ऑक्साइड स्केल के निर्माण ने कोटिंग के उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध और दीर्घकालिक तापीय स्थिरता की पुष्टि की।

यह कार्य उच्च तापमान वाले औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए कोल्ड-स्प्रे निकेल-क्रोमियम कोटिंग्स की क्षमता पर प्रकाश डालता है। सामग्री संबंधी अंतर्दृष्टि, प्रक्रिया नवाचार और लागत-दक्षता के अपने मिश्रण के साथ, ए.आर.सी.आई. विद्युत क्षेत्र की उभरती चुनौतियों का सामना करने के लिए स्थायी समाधान प्रदान करने में अग्रणी बना हुआ है। यह लेख एल्सेवियर के अंतर्गत सरफेस एंड कोटिंग टेक्नोलॉजी में प्रकाशित हुआ था ।

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(Release ID: 2158093)