ସମାଚାର
୦୧
ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ରେଲର ଅକ୍ସିଡେସନ ଆଚରଣ
୨୦୨୪-୧୨-୨୫
ଘଷିବା ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ରେଳ ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ସମୟରେ, ରେଳର ପ୍ଲାଷ୍ଟିକ୍ ବିକୃତି ଉତ୍ତାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ, ଏବଂ ଘଷିବା ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ରେଳ ସାମଗ୍ରୀ ମଧ୍ୟରେ ଘର୍ଷଣ ମଧ୍ୟ ଘଷିବା ଉତ୍ତାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଇସ୍ପାତ ରେଳଗୁଡ଼ିକର ଘଷିବା ଏକ ପ୍ରାକୃତିକ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ କରାଯାଏ, ଏବଂ ଘଷିବା ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, ଇସ୍ପାତ ରେଳ ସାମଗ୍ରୀ ଅନିବାର୍ଯ୍ୟ ଭାବରେ ଘଷିବାର ଉତ୍ତାପରେ ଅକ୍ସିଡାଇଜ୍ ହୋଇଥାଏ। ଇସ୍ପାତ ରେଳର ପୃଷ୍ଠ ଅକ୍ସିଡାଇଜ୍ ଏବଂ ରେଳ ପୋଡ଼ିବା ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଘନିଷ୍ଠ ସମ୍ପର୍କ ଅଛି। ତେଣୁ, ଘଷିବା ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ରେଳ ପୃଷ୍ଠର ଅକ୍ସିଡାଇଜ୍ ଆଚରଣ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ।
ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି ଯେ ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ସହିତ ତିନି ପ୍ରକାରର ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥର ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା, ଯଥାକ୍ରମେ 68.90 MPa, 95.2 MPa, ଏବଂ 122.7 MPa ଶକ୍ତି ସହିତ। ପଥର ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ଶକ୍ତିର କ୍ରମ ଅନୁସାରେ, ଏହି ତିନି ଗୋଷ୍ଠୀର ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥରକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରିବା ପାଇଁ GS-10, GS-12.5, ଏବଂ GS-15 ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ତିନି ସେଟ୍ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥର GS-10, GS-12.5, ଏବଂ GS-15 ଦ୍ୱାରା ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ହୋଇଥିବା ଷ୍ଟିଲ୍ ରେଳ ନମୁନା ପାଇଁ, ସେଗୁଡ଼ିକୁ ଯଥାକ୍ରମେ RGS-10, RGS-12.5, ଏବଂ RGS-15 ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରାଯାଏ। 700 N, 600 rpm, ଏବଂ 30 ସେକେଣ୍ଡର ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ଅବସ୍ଥାରେ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପରୀକ୍ଷା କରାନ୍ତୁ। ଅଧିକ ସହଜ ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ଫଳାଫଳ ପାଇବା ପାଇଁ, ରେଳ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥର ଏକ ପିନ୍ ଡିସ୍କ ସମ୍ପର୍କ ମୋଡ୍ ଗ୍ରହଣ କରେ। ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପରେ ରେଳ ପୃଷ୍ଠର ଅକ୍ସିଡେସନ ଆଚରଣ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରେ।
ଚିତ୍ର 1 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, SM ଏବଂ SEM ବ୍ୟବହାର କରି ଭୂମି ଇସ୍ପାତ ରେଳର ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତି ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ ଏବଂ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ଭୂମି ରେଳ ପୃଷ୍ଠର SM ଫଳାଫଳ ଦର୍ଶାଏ ଯେ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥର ଶକ୍ତି ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ଭୂମି ରେଳ ପୃଷ୍ଠର ରଙ୍ଗ ନୀଳ ଏବଂ ହଳଦିଆ ମାଟିଆ ରୁ ରେଳର ମୂଳ ରଙ୍ଗକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ। ଲିନ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟଙ୍କ ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ ଯେତେବେଳେ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ତାପମାତ୍ରା 471 ℃ ତଳେ ଥାଏ, ସେତେବେଳେ ରେଳର ପୃଷ୍ଠ ସାଧାରଣ ରଙ୍ଗ ଦେଖାଯାଏ। ଯେତେବେଳେ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ତାପମାତ୍ରା 471-600 ℃ ମଧ୍ୟରେ ଥାଏ, ସେତେବେଳେ ରେଳ ହାଲୁକା ହଳଦିଆ ପୋଡ଼ା ଦେଖାଯାଏ, ଯେତେବେଳେ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ତାପମାତ୍ରା 600-735 ℃ ମଧ୍ୟରେ ଥାଏ, ସେତେବେଳେ ରେଳର ପୃଷ୍ଠ ନୀଳ ପୋଡ଼ା ଦେଖାଯାଏ। ତେଣୁ, ଭୂମି ରେଳ ପୃଷ୍ଠର ରଙ୍ଗ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଉପରେ ଆଧାର କରି, ଏହା ଅନୁମାନ କରାଯାଇପାରେ ଯେ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥରର ଶକ୍ତି ହ୍ରାସ ପାଇବା ସହିତ, ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ତାପମାତ୍ରା ଧୀରେ ଧୀରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ ଏବଂ ରେଳ ପୋଡ଼ାର ଡିଗ୍ରୀ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ଭୂମି ଇସ୍ପାତ ରେଳ ପୃଷ୍ଠ ଏବଂ ଭଗ୍ନାବଶେଷ ତଳ ପୃଷ୍ଠର ମୌଳିକ ଗଠନ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରିବା ପାଇଁ EDS ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଇଛି ଯେ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥର ଶକ୍ତି ବୃଦ୍ଧି ସହିତ, ରେଳ ପୃଷ୍ଠରେ O ଉପାଦାନର ପରିମାଣ ହ୍ରାସ ପାଇଛି, ଯାହା ରେଳ ପୃଷ୍ଠରେ Fe ଏବଂ O ର ବନ୍ଧନରେ ହ୍ରାସ ଏବଂ ରେଳର ଅକ୍ସିଡେସନର ପରିମାଣ ହ୍ରାସକୁ ସୂଚିତ କରେ, ଯାହା ରେଳ ପୃଷ୍ଠରେ ରଙ୍ଗ ପରିବର୍ତ୍ତନର ଧାରା ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ। ସେହି ସମୟରେ, ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥର ଶକ୍ତି ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ଭଗ୍ନାବଶେଷର ନିମ୍ନ ପୃଷ୍ଠରେ O ଉପାଦାନର ପରିମାଣ ମଧ୍ୟ ହ୍ରାସ ପାଏ। ଏହା ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଯେ ସମାନ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥର ଏବଂ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ଭଗ୍ନାବଶେଷର ତଳ ପୃଷ୍ଠ ଦ୍ୱାରା ଷ୍ଟିଲ୍ ରେଳ ଭୂମିର ପୃଷ୍ଠ ପାଇଁ, ପରବର୍ତ୍ତୀ ପୃଷ୍ଠରେ O ଉପାଦାନର ପରିମାଣ ପୂର୍ବ ପୃଷ୍ଠ ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ। ଭଗ୍ନାବଶେଷ ଗଠନ ସମୟରେ, ପ୍ଲାଷ୍ଟିକ୍ ବିକୃତି ଘଟେ ଏବଂ ଘୃଣ୍ୟ ପଦାର୍ଥର ସଙ୍କୋଚନ ଯୋଗୁଁ ଉତ୍ତାପ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ; ଭଗ୍ନାବଶେଷ ନିର୍ଗମନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, ଭଗ୍ନାବଶେଷର ତଳ ପୃଷ୍ଠ ଘୃଣ୍ୟ ପଦାର୍ଥର ଆଗ ପୃଷ୍ଠ ସହିତ ଘଷି ହୁଏ ଏବଂ ତାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ତେଣୁ, ଭଗ୍ନାବଶେଷ ବିକୃତି ଏବଂ ଘର୍ଷଣ ଉତ୍ତାର ମିଳିତ ପ୍ରଭାବ ଭଗ୍ନାବଶେଷର ତଳ ପୃଷ୍ଠରେ ଅଧିକ ଡିଗ୍ରୀ ଅକ୍ସିଡେସନକୁ ନେଇଯାଏ, ଯାହା ଫଳରେ O ଉପାଦାନର ପରିମାଣ ଅଧିକ ହୁଏ।
(କ) କମ୍ ଶକ୍ତିଯୁକ୍ତ ପଥର ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ଷ୍ଟୋନ୍ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ଇସ୍ପାତ ରେଳ ପୃଷ୍ଠ (RGS-10)
(ଖ) ମଧ୍ୟମ ଶକ୍ତି ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥର ସହିତ ଇସ୍ପାତ ରେଳ ଭୂମିର ପୃଷ୍ଠ (RGS-12.5)
(ଗ) ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥର ଭୂମି ଇସ୍ପାତ ରେଳ ପୃଷ୍ଠ (RGS-15)
ଚିତ୍ର ୧. ବିଭିନ୍ନ ତୀବ୍ରତାରେ ପିସୁଥିବା ପଥର ସହିତ ପିସାଇବା ପରେ ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତି, ଭଗ୍ନାବଶେଷ ଆକୃତି ଏବଂ ଇସ୍ପାତ ରେଳର EDS ବିଶ୍ଳେଷଣ।
ଇସ୍ପାତ ରେଳର ପୃଷ୍ଠରେ ଅକ୍ସିଡେସନ ଉତ୍ପାଦ ଏବଂ ରେଳ ପୃଷ୍ଠ ପୋଡ଼ିବାର ଡିଗ୍ରୀ ସହିତ ଅକ୍ସିଡେସନ ଉତ୍ପାଦର ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ଅଧିକ ତଦନ୍ତ କରିବା ପାଇଁ, ଭୂମି ଇସ୍ପାତ ରେଳର ନିକଟ ପୃଷ୍ଠ ସ୍ତରର ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ରାସାୟନିକ ଅବସ୍ଥା ଚିହ୍ନଟ କରିବା ପାଇଁ ଏକ୍ସ-ରେ ଫଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋସ୍କୋପି (XPS) ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଚିତ୍ର 2 ରେ ଦେଖାଯାଇଛି। ବିଭିନ୍ନ ତୀବ୍ରତାରେ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପଥର ସହିତ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପରେ ରେଳ ପୃଷ୍ଠର ପୂର୍ଣ୍ଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଫଳାଫଳ (ଚିତ୍ର 2 (a)) ଦର୍ଶାଏ ଯେ ଭୂମି ରେଳ ପୃଷ୍ଠରେ C1s, O1s, ଏବଂ Fe2p ଶିଖର ଅଛି, ଏବଂ ରେଳ ପୃଷ୍ଠରେ ପୋଡ଼ିବାର ଡିଗ୍ରୀ ସହିତ O ପରମାଣୁର ପ୍ରତିଶତ ହ୍ରାସ ପାଏ, ଯାହା ରେଳ ପୃଷ୍ଠରେ EDS ବିଶ୍ଳେଷଣ ଫଳାଫଳର ଢାଞ୍ଚା ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ। XPS ସାମଗ୍ରୀର ପୃଷ୍ଠ ସ୍ତର (ପ୍ରାୟ 5 nm) ନିକଟରେ ମୌଳିକ ଅବସ୍ଥା ଚିହ୍ନଟ କରୁଥିବାରୁ, ଇସ୍ପାତ ରେଳ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ ତୁଳନାରେ XPS ପୂର୍ଣ୍ଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ ଦ୍ୱାରା ଚିହ୍ନଟ ହୋଇଥିବା ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ପ୍ରକାର ଏବଂ ବିଷୟବସ୍ତୁରେ କିଛି ପାର୍ଥକ୍ୟ ଅଛି। C1s ଶିଖର (284.6 eV) ମୁଖ୍ୟତଃ ଅନ୍ୟ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତିକୁ କାଲିବ୍ରେଟ୍ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଇସ୍ପାତ ରେଳ ପୃଷ୍ଠରେ ମୁଖ୍ୟ ଅକ୍ସିଡେସନ ଉତ୍ପାଦ ହେଉଛି Fe ଅକ୍ସାଇଡ୍, ତେଣୁ Fe2p ର ସଂକୀର୍ଣ୍ଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ବିସ୍ତୃତ ଭାବରେ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଛି। ଚିତ୍ର 2 (b) ରୁ (d) ଯଥାକ୍ରମେ ଇସ୍ପାତ ରେଳ RGS-10, RGS-12.5, ଏବଂ RGS-15 ର ପୃଷ୍ଠରେ Fe2p ର ସଂକୀର୍ଣ୍ଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଦେଖାନ୍ତୁ। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ 710.1 eV ଏବଂ 712.4 eV ରେ ଦୁଇଟି ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ଶିଖର ଅଛି, ଯାହା Fe2p3/2 କୁ ଦାୟୀ କରାଯାଇଛି; 723.7 eV ଏବଂ 726.1 eV ରେ Fe2p1/2 ର ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ଶିଖର ଅଛି। Fe2p3/2 ର ଉପଗ୍ରହ ଶିଖର 718.2 eV ରେ ଅଛି। 710.1 eV ଏବଂ 723.7 eV ରେ ଦୁଇଟି ଶିଖର Fe2O3 ରେ Fe-O ର ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ପାଇଁ ଦାୟୀ ହୋଇପାରେ, ଯେତେବେଳେ 712.4 eV ଏବଂ 726.1 eV ରେ ଶିଖର FeO ରେ Fe-O ର ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ପାଇଁ ଦାୟୀ ହୋଇପାରେ। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ସୂଚାଇଛି ଯେ Fe3O4 Fe2O3। ଏହି ସମୟରେ, 706.8 eV ରେ କୌଣସି ବିଶ୍ଳେଷଣାତ୍ମକ ଶିଖର ଚିହ୍ନଟ ହୋଇନାହିଁ, ଯାହା ଭୂମି ରେଳ ପୃଷ୍ଠରେ ମୌଳିକ Fe ଅନୁପସ୍ଥିତିକୁ ସୂଚିତ କରେ।
(କ) ପୂର୍ଣ୍ଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣ
(ଖ) RGS-10 (ନୀଳ)
(ଗ) RGS-12.5 (ହାଲୁକା ହଳଦିଆ)
(ଘ) RGS-15 (ଇସ୍ପାତ ରେଳର ମୂଳ ରଙ୍ଗ)
ଚିତ୍ର ୨. ବିଭିନ୍ନ ଡିଗ୍ରୀ ପୋଡ଼ାଯାଇଥିବା ରେଳ ପୃଷ୍ଠର XPS ବିଶ୍ଳେଷଣ
Fe2p ସଂକୀର୍ଣ୍ଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ରେ ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରତିଶତ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ RGS-10, RGS-12.5 ରୁ RGS-15 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, Fe2+2p3/2 ଏବଂ Fe2+2p1/2 ର ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରତିଶତ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଯେତେବେଳେ Fe3+2p3/2 ଏବଂ Fe3+2p1/2 ର ଶିଖର କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରତିଶତ ହ୍ରାସ ପାଏ। ଏହା ସୂଚିତ କରେ ଯେ ରେଳରେ ପୃଷ୍ଠ ପୋଡ଼ିବାର ଡିଗ୍ରୀ ହ୍ରାସ ପାଇବା ସହିତ, ପୃଷ୍ଠ ଅକ୍ସିଡେସନ ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକରେ Fe2+ ବିଷୟବସ୍ତୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଯେତେବେଳେ Fe3+ ବିଷୟବସ୍ତୁ ହ୍ରାସ ପାଏ। ପୃଷ୍ଠ ଅକ୍ସିଡେସନ ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକର ବିଭିନ୍ନ ଉପାଦାନ ଭୂମି ରେଳର ବିଭିନ୍ନ ରଙ୍ଗ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ପୃଷ୍ଠ ପୋଡ଼ିବାର ଡିଗ୍ରୀ (ନୀଳ) ଯେତେ ଅଧିକ ହେବ, ଅକ୍ସାଇଡରେ Fe2O3 ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକର ପରିମାଣ ସେତେ ଅଧିକ ହେବ; ପୃଷ୍ଠ ପୋଡ଼ିବାର ଡିଗ୍ରୀ ଯେତେ କମ୍ ହେବ, FeO ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକର ପରିମାଣ ସେତେ ଅଧିକ ହେବ।