خبریں
01
پیسنے کے عمل کے دوران ریلوں کے آکسیکرن سلوک
25-12-2024
کھرچنے والے اور ریلوں کے درمیان تعامل کے دوران، ریلوں کی پلاسٹک کی خرابی گرمی پیدا کرتی ہے، اور کھرچنے والے اور ریل کے مواد کے درمیان رگڑ پیسنے والی گرمی بھی پیدا کرتا ہے۔ اسٹیل ریلوں کو پیسنے کا عمل قدرتی ماحول میں کیا جاتا ہے، اور پیسنے کے عمل کے دوران، اسٹیل ریل مواد کو پیسنے کی گرمی کے تحت لامحالہ آکسائڈائز کیا جاتا ہے۔ اسٹیل ریلوں اور ریل کے جلنے کی سطح کے آکسیکرن کے درمیان قریبی تعلق ہے۔ لہذا، پیسنے کے عمل کے دوران ریل کی سطح کے آکسیکرن رویے کا مطالعہ کرنا ضروری ہے۔
یہ اطلاع دی گئی ہے کہ تین قسم کے پیسنے والے پتھر تیار کیے گئے تھے جن کی طاقت بالترتیب 68.90 MPa، 95.2 MPa اور 122.7 MPa تھی۔ پیسنے والے پتھر کی طاقت کی ترتیب کے مطابق، GS-10، GS-12.5، اور GS-15 پیسنے والے پتھروں کے ان تین گروہوں کی نمائندگی کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ اسٹیل ریل کے نمونوں کے لیے پیسنے والے پتھروں کے تین سیٹ GS-10، GS-12.5، اور GS-15، ان کی نمائندگی بالترتیب RGS-10، RGS-12.5، اور RGS-15 کرتے ہیں۔ 700 N، 600 rpm، اور 30 سیکنڈ کے پیسنے کے حالات میں پیسنے کے ٹیسٹ کروائیں۔ مزید بدیہی تجرباتی نتائج حاصل کرنے کے لیے، ریل پیسنے والا پتھر پن ڈسک رابطہ موڈ اپناتا ہے۔ پیسنے کے بعد ریل کی سطح کے آکسیکرن رویے کا تجزیہ کریں۔
زمینی اسٹیل ریل کی سطحی شکل کا مشاہدہ کیا گیا اور SM اور SEM کا استعمال کرتے ہوئے تجزیہ کیا گیا، جیسا کہ تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے۔ زمینی ریل کی سطح کے ایس ایم نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جیسے جیسے پیسنے والے پتھر کی طاقت بڑھتی ہے، زمینی ریل کی سطح کا رنگ نیلے اور پیلے بھورے سے ریل کے اصل رنگ میں بدل جاتا ہے۔ لن ایٹ ال کی طرف سے مطالعہ. سے پتہ چلتا ہے کہ جب پیسنے کا درجہ حرارت 471 ℃ سے کم ہوتا ہے، تو ریل کی سطح نارمل رنگ کی نظر آتی ہے۔ جب پیسنے کا درجہ حرارت 471-600 ℃ کے درمیان ہوتا ہے، تو ریل ہلکے پیلے جلنے کو ظاہر کرتی ہے، جب کہ جب پیسنے کا درجہ حرارت 600-735 ℃ کے درمیان ہوتا ہے، تو ریل کی سطح نیلے جلنے کو ظاہر کرتی ہے۔ لہذا، زمینی ریل کی سطح کے رنگ کی تبدیلی کی بنیاد پر، یہ اندازہ لگایا جا سکتا ہے کہ جیسے جیسے پیسنے والے پتھر کی طاقت کم ہوتی جاتی ہے، پیسنے والے درجہ حرارت میں بتدریج اضافہ ہوتا ہے اور ریل جلنے کی ڈگری بڑھ جاتی ہے۔ EDS کا استعمال زمینی سٹیل ریل کی سطح اور ملبے کے نیچے کی سطح کی بنیادی ساخت کا تجزیہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ پیسنے والے پتھر کی طاقت میں اضافے کے ساتھ، ریل کی سطح پر O عنصر کے مواد میں کمی واقع ہوئی، جس سے ریل کی سطح پر Fe اور O کی بائنڈنگ میں کمی، اور ریل کے آکسیڈیشن کی ڈگری میں کمی، ریل کی سطح پر رنگ کی تبدیلی کے رجحان کے مطابق ہے۔ ایک ہی وقت میں، پیسنے والے ملبے کی نچلی سطح پر O عنصر کا مواد بھی پیسنے والے پتھر کی طاقت میں اضافے کے ساتھ کم ہو جاتا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ ایک ہی پیسنے والے پتھر کے ذریعہ اسٹیل ریل گراؤنڈ کی سطح اور پیسنے والے ملبے کی نچلی سطح کے لئے، بعد کی سطح پر O عنصر کا مواد سابقہ سے زیادہ ہے۔ ملبے کی تشکیل کے دوران، پلاسٹک کی اخترتی ہوتی ہے اور کھرچنے والی چیزوں کے کمپریشن کی وجہ سے گرمی پیدا ہوتی ہے۔ ملبے کے اخراج کے عمل کے دوران، ملبے کی نچلی سطح کھرچنے والے کے سامنے والے سرے کی سطح سے رگڑتی ہے اور گرمی پیدا کرتی ہے۔ لہذا، ملبے کی اخترتی اور رگڑ گرمی کا مشترکہ اثر ملبے کی نچلی سطح پر آکسیکرن کی اعلی ڈگری کا باعث بنتا ہے، جس کے نتیجے میں O عنصر کا مواد زیادہ ہوتا ہے۔
(a) کم طاقت پیسنے والے پتھر کی زمینی سٹیل ریل کی سطح (RGS-10)
(b) درمیانی طاقت کے پیسنے والے پتھر کے ساتھ اسٹیل ریل گراؤنڈ کی سطح (RGS-12.5)
(c) اعلی طاقت پیسنے والے پتھر کی زمینی سٹیل ریل کی سطح (RGS-15)
تصویر 1. پیسنے والے پتھروں کی مختلف شدت کے ساتھ پیسنے کے بعد سطح کی شکل، ملبے کی شکل، اور اسٹیل ریلوں کا EDS تجزیہ
اسٹیل ریلوں کی سطح پر آکسیکرن مصنوعات اور ریل کی سطح کے جلنے کی ڈگری کے ساتھ آکسیکرن مصنوعات کے تغیرات کی مزید تحقیقات کے لیے، ایکس رے فوٹو الیکٹران اسپیکٹروسکوپی (XPS) کا استعمال زمینی اسٹیل ریلوں کی قریبی سطح کی تہہ میں عناصر کی کیمیائی حالت کا پتہ لگانے کے لیے کیا گیا تھا۔ نتائج تصویر 2 میں دکھائے گئے ہیں۔ پیسنے والے پتھروں کی مختلف شدتوں کے ساتھ پیسنے کے بعد ریل کی سطح کے مکمل اسپیکٹرم تجزیہ کے نتائج (تصویر 2 (a)) سے پتہ چلتا ہے کہ زمینی ریل کی سطح پر C1s، O1s، اور Fe2p کی چوٹیاں ہیں، اور O ایٹموں کا فیصد ریل کی سطح پر جلنے کی ڈگری کے ساتھ کم ہوتا ہے، جس کے نتائج EDSana کی سطح کے پیٹرن کے مطابق ہیں۔ اس حقیقت کی وجہ سے کہ XPS مواد کی سطحی تہہ (تقریباً 5 nm) کے قریب عنصری حالتوں کا پتہ لگاتا ہے، اسٹیل ریل سبسٹریٹ کے مقابلے XPS فل سپیکٹرم کے ذریعے پائے جانے والے عناصر کی اقسام اور مواد میں کچھ خاص فرق ہیں۔ C1s چوٹی (284.6 eV) بنیادی طور پر دوسرے عناصر کی پابند توانائیوں کو کیلیبریٹ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ سٹیل ریلوں کی سطح پر اہم آکسیکرن مصنوعات Fe oxide ہے، لہذا Fe2p کے تنگ سپیکٹرم کا تفصیل سے تجزیہ کیا جاتا ہے۔ تصویر 2 (b) سے (d) بالترتیب اسٹیل ریلز RGS-10، RGS-12.5، اور RGS-15 کی سطح پر Fe2p کا تنگ سپیکٹرم تجزیہ دکھائیں۔ نتائج بتاتے ہیں کہ 710.1 eV اور 712.4 eV پر دو پابند توانائی کی چوٹیاں ہیں، جو Fe2p3/2 سے منسوب ہیں۔ 723.7 eV اور 726.1 eV پر Fe2p1/2 کی پابند توانائی کی چوٹیاں ہیں۔ Fe2p3/2 کی سیٹلائٹ چوٹی 718.2 eV پر ہے۔ 710.1 eV اور 723.7 eV پر دو چوٹیوں کو Fe2O3 میں Fe-O کی پابند توانائی سے منسوب کیا جا سکتا ہے، جبکہ 712.4 eV اور 726.1 eV کی چوٹیوں کو FeO میں Fe-O کی پابند توانائی سے منسوب کیا جا سکتا ہے۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ Fe3O4 Fe2O3. دریں اثنا، 706.8 eV پر کسی تجزیاتی چوٹی کا پتہ نہیں چلا، جو زمینی ریل کی سطح پر عنصری Fe کی عدم موجودگی کو ظاہر کرتا ہے۔
(a) مکمل سپیکٹرم تجزیہ
(b) RGS-10 (نیلا)
(c) RGS-12.5 (ہلکا پیلا)
(d) RGS-15 (اسٹیل ریل کا اصل رنگ)
تصویر 2۔ جلانے کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ ریل کی سطحوں کا XPS تجزیہ
Fe2p تنگ سپیکٹرم میں چوٹی کے رقبے کے فیصد سے پتہ چلتا ہے کہ RGS-10، RGS-12.5 سے RGS-15 تک، Fe2+2p3/2 اور Fe2+2p1/2 کے چوٹی کے رقبے کے فیصد بڑھتے ہیں، جب کہ Fe3+2p3/2 اور Fe3+2p1/2 کے چوٹی کے رقبے کے فیصد میں کمی آتی ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ جیسے جیسے ریل پر سطح کے جلنے کی ڈگری کم ہوتی ہے، سطحی آکسیکرن مصنوعات میں Fe2+ کا مواد بڑھتا ہے، جب کہ Fe3+ کا مواد کم ہوتا ہے۔ آکسیکرن مصنوعات کے مختلف اجزاء کے نتیجے میں زمینی ریل کے مختلف رنگ ہوتے ہیں۔ سطح کے جلنے (نیلے) کی ڈگری جتنی زیادہ ہوگی، آکسائیڈ میں Fe2O3 مصنوعات کا مواد اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ سطح کے جلنے کی ڈگری جتنی کم ہوگی، FeO مصنوعات کا مواد اتنا ہی زیادہ ہوگا۔