خبرون
01
پيسڻ جي عمل دوران ريل جو آڪسائيڊشن رويو
2024-12-25
رگڙيندڙ ۽ ريل جي وچ ۾ رابطي دوران، ريل جي پلاسٽڪ جي خرابي گرمي پيدا ڪري ٿي، ۽ رگڙيندڙ ۽ ريل جي مواد جي وچ ۾ رگڙ پڻ پيسڻ جي گرمي پيدا ڪري ٿي. اسٽيل ريل جي پيسڻ قدرتي ماحول ۾ ڪئي ويندي آهي، ۽ پيسڻ جي عمل دوران، اسٽيل ريل جي مواد کي ناگزير طور تي پيسڻ جي گرمي هيٺ آڪسائيڊ ڪيو ويندو آهي. اسٽيل ريل جي مٿاڇري جي آڪسائيڊيشن ۽ ريل جي جلن جي وچ ۾ هڪ ويجهي تعلق آهي. تنهن ڪري، پيسڻ جي عمل دوران ريل جي مٿاڇري جي آڪسائيڊيشن رويي جو مطالعو ڪرڻ ضروري آهي.
اهو ٻڌايو ويو آهي ته ٽن قسمن جا پيسڻ وارا پٿر تيار ڪيا ويا آهن جن ۾ دٻاءُ واري طاقت 68.90 MPa، 95.2 MPa، ۽ 122.7 MPa آهي. پيسڻ واري پٿر جي طاقت جي ترتيب مطابق، پيسڻ واري پٿر جي انهن ٽنهي گروپن جي نمائندگي ڪرڻ لاءِ GS-10، GS-12.5، ۽ GS-15 استعمال ڪيا ويا آهن. پيسڻ واري پٿر جي ٽن سيٽن GS-10، GS-12.5، ۽ GS-15 سان گڏ اسٽيل ريل جي نمونن لاءِ، اهي ترتيب وار RGS-10، RGS-12.5، ۽ RGS-15 جي نمائندگي ڪن ٿا. 700 N، 600 rpm، ۽ 30 سيڪنڊن جي پيسڻ واري حالتن هيٺ پيسڻ جا ٽيسٽ ڪريو. وڌيڪ وجداني تجرباتي نتيجا حاصل ڪرڻ لاءِ، ريل پيسڻ وارو پٿر پن ڊسڪ رابطي واري موڊ کي اختيار ڪري ٿو. پيسڻ کان پوءِ ريل جي مٿاڇري جي آڪسائيڊيشن رويي جو تجزيو ڪريو.
زميني اسٽيل ريل جي مٿاڇري جي مورفولوجي کي SM ۽ SEM استعمال ڪندي ڏٺو ۽ تجزيو ڪيو ويو، جيئن شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي. زميني ريل جي مٿاڇري جا SM نتيجا ڏيکارين ٿا ته جيئن پيسڻ واري پٿر جي طاقت وڌندي آهي، زميني ريل جي مٿاڇري جو رنگ نيرو ۽ پيلو ڀوري کان ريل جي اصل رنگ ۾ تبديل ٿيندو آهي. لن ۽ ٻين جي مطالعي مان ظاهر ٿيو ته جڏهن پيسڻ جو گرمي پد 471 ℃ کان گهٽ هوندو آهي، ته ريل جي مٿاڇري عام رنگ ۾ نظر ايندي آهي. جڏهن پيسڻ جو گرمي پد 471-600 ℃ جي وچ ۾ هوندو آهي، ته ريل هلڪو پيلو جل ڏيکاريندي آهي، جڏهن ته جڏهن پيسڻ جو گرمي پد 600-735 ℃ جي وچ ۾ هوندو آهي، ته ريل جي مٿاڇري نيرو جل ڏيکاريندي آهي. تنهن ڪري، زميني ريل جي مٿاڇري جي رنگ جي تبديلي جي بنياد تي، اهو اندازو لڳائي سگهجي ٿو ته جيئن پيسڻ واري پٿر جي طاقت گهٽجي ويندي آهي، پيسڻ جو گرمي پد بتدريج وڌي ويندو آهي ۽ ريل جي جلڻ جو درجو وڌي ويندو آهي. EDS کي زميني اسٽيل ريل جي مٿاڇري ۽ ملبي جي هيٺئين مٿاڇري جي بنيادي جوڙجڪ جو تجزيو ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو. نتيجن مان ظاهر ٿيو ته پٿر جي پيسڻ جي طاقت ۾ واڌ سان، ريل جي مٿاڇري تي O عنصر جو مواد گهٽجي ويو، جيڪو ريل جي مٿاڇري تي Fe ۽ O جي پابند ۾ گهٽتائي ۽ ريل جي آڪسائيڊيشن جي درجي ۾ گهٽتائي کي ظاهر ڪري ٿو، جيڪو ريل جي مٿاڇري تي رنگ جي تبديلي جي رجحان سان مطابقت رکي ٿو. ساڳئي وقت، پٿر جي پيسڻ جي طاقت ۾ واڌ سان گڏ پٿر جي پيسڻ جي هيٺين سطح تي O عنصر جو مواد پڻ گهٽجي ٿو. اهو نوٽ ڪرڻ جي قابل آهي ته ساڳئي پيسڻ واري پٿر ۽ پيسڻ واري ملبي جي هيٺئين سطح ذريعي اسٽيل ريل جي زمين جي مٿاڇري لاءِ، بعد واري جي مٿاڇري تي O عنصر جو مواد اڳوڻي جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ آهي. ملبے جي ٺهڻ دوران، پلاسٽڪ جي خرابي ٿيندي آهي ۽ رگڙ جي دٻاءُ جي ڪري گرمي پيدا ٿيندي آهي؛ ملبے جي نڪرڻ جي عمل دوران، ملبے جي هيٺئين سطح رگڙ جي سامهون واري مٿاڇري سان رگڙ ڪندي آهي ۽ گرمي پيدا ڪندي آهي. تنهن ڪري، ملبے جي خرابي ۽ رگڙ جي گرمي جو گڏيل اثر ملبے جي هيٺئين سطح تي آڪسائيڊيشن جي هڪ اعلي درجي جي طرف وٺي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ O عنصر جو مواد وڌيڪ هوندو آهي.
(a) گهٽ طاقت وارو پٿر گرائونڊ اسٽيل ريل مٿاڇري (RGS-10)
(ب) اسٽيل ريل جي زمين جي مٿاڇري وچولي طاقت واري پيسڻ واري پٿر سان (RGS-12.5)
(c) اعليٰ طاقت وارو پيسڻ وارو پٿر زميني اسٽيل ريل مٿاڇري (RGS-15)
شڪل 1. پٿرن جي مختلف شدت سان پيسڻ کان پوءِ اسٽيل ريل جي مٿاڇري جي مورفولوجي، ملبي جي مورفولوجي، ۽ EDS تجزيو
اسٽيل ريل جي مٿاڇري تي آڪسائيڊيشن شين ۽ ريل جي مٿاڇري جي جلڻ جي درجي سان آڪسائيڊيشن شين جي تبديلي جي وڌيڪ جاچ ڪرڻ لاءِ، ايڪس ري فوٽو اليڪٽران اسپيڪٽرو اسڪوپي (XPS) استعمال ڪئي وئي ته جيئن زميني اسٽيل ريل جي ويجهو مٿاڇري جي پرت ۾ عنصرن جي ڪيميائي حالت معلوم ڪري سگهجي. نتيجا شڪل 2 ۾ ڏيکاريا ويا آهن. پيسڻ واري پٿر جي مختلف شدت سان پيسڻ کان پوءِ ريل جي مٿاڇري جي مڪمل اسپيڪٽرم تجزيي جا نتيجا (شڪل 2 (a)) ڏيکارين ٿا ته زميني ريل جي مٿاڇري تي C1s، O1s، ۽ Fe2p چوٽيون آهن، ۽ O ايٽم جو سيڪڙو ريل جي مٿاڇري تي جلڻ جي درجي سان گهٽجي ٿو، جيڪو ريل جي مٿاڇري تي EDS تجزيي جي نتيجن جي نموني سان مطابقت رکي ٿو. حقيقت اها آهي ته XPS مواد جي مٿاڇري جي پرت (تقريبن 5 nm) جي ويجهو عنصري حالتن کي ڳولي ٿو، اسٽيل ريل سبسٽريٽ جي مقابلي ۾ XPS مڪمل اسپيڪٽرم پاران معلوم ڪيل عنصرن جي قسمن ۽ مواد ۾ ڪجهه فرق آهن. C1s چوٽي (284.6 eV) بنيادي طور تي ٻين عنصرن جي پابند توانائي کي ترتيب ڏيڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. اسٽيل ريل جي مٿاڇري تي مکيه آڪسائيڊيشن پراڊڪٽ Fe آڪسائيڊ آهي، تنهن ڪري Fe2p جي تنگ اسپيڪٽرم جو تفصيل سان تجزيو ڪيو ويو آهي. شڪل 2 (b) کان (d) اسٽيل ريل جي مٿاڇري تي Fe2p جي تنگ اسپيڪٽرم تجزيو ڏيکاري ٿو RGS-10، RGS-12.5، ۽ RGS-15، ترتيب وار. نتيجا ظاهر ڪن ٿا ته 710.1 eV ۽ 712.4 eV تي ٻه پابند توانائي چوٽيون آهن، جيڪي Fe2p3/2 سان منسوب آهن؛ 723.7 eV ۽ 726.1 eV تي Fe2p1/2 جون پابند توانائي چوٽيون آهن. Fe2p3/2 جي سيٽلائيٽ چوٽي 718.2 eV تي آهي. 710.1 eV ۽ 723.7 eV تي ٻه چوٽيون Fe2O3 ۾ Fe-O جي پابند توانائي سان منسوب ٿي سگهن ٿيون، جڏهن ته 712.4 eV ۽ 726.1 eV تي چوٽيون FeO ۾ Fe-O جي پابند توانائي سان منسوب ٿي سگهن ٿيون. نتيجا ظاهر ڪن ٿا ته Fe3O4 Fe2O3. ساڳئي وقت، 706.8 eV تي ڪا به تجزياتي چوٽي نه ملي، جيڪا زميني ريل جي مٿاڇري تي عنصري Fe جي غير موجودگي کي ظاهر ڪري ٿي.
(الف) مڪمل اسپيڪٽرم تجزيو
(ب) آر جي ايس-10 (نيرو)
(c) RGS-12.5 (هلڪو پيلو)
(د) آر جي ايس-15 (اسٽيل ريل جو اصل رنگ)
شڪل 2. جلن جي مختلف درجن سان ريل جي مٿاڇري جو XPS تجزيو
Fe2p تنگ اسپيڪٽرم ۾ چوٽي واري علائقي جا فيصد ڏيکارين ٿا ته RGS-10، RGS-12.5 کان RGS-15 تائين، Fe2+2p3/2 ۽ Fe2+2p1/2 جي چوٽي واري علائقي جا فيصد وڌن ٿا، جڏهن ته Fe3+2p3/2 ۽ Fe3+2p1/2 جي چوٽي واري علائقي جا فيصد گهٽجن ٿا. اهو ظاهر ڪري ٿو ته جيئن ريل تي مٿاڇري جي جلن جو درجو گهٽجي ٿو، مٿاڇري جي آڪسائيڊيشن شين ۾ Fe2+ مواد وڌي ٿو، جڏهن ته Fe3+ مواد گهٽجي ٿو. آڪسائيڊيشن شين جي مختلف حصن جي نتيجي ۾ زميني ريل جا مختلف رنگ ٿين ٿا. مٿاڇري جي جلن جو درجو جيترو وڌيڪ هوندو (نيرو)، اوترو ئي آڪسائيڊ ۾ Fe2O3 شين جو مواد وڌيڪ هوندو؛ مٿاڇري جي جلن جو درجو جيترو گهٽ هوندو، اوترو ئي FeO شين جو مواد وڌيڪ هوندو.