மின்னணுத் துறையில் ஆஸ்மியம் உலோகத்தின் பயன்பாடுகள்

மின்னணுத் துறையில் ஆஸ்மியம் உலோகத்தின் பயன்பாடுகள்

பூமியின் மேலோட்டில் காணப்படும் மிகவும் அரிதான உலோகங்களில் ஒன்றான ஆஸ்மியம், பிளாட்டினம், இரிடியம், ருத்தேனியம், ரோடியம் மற்றும் பல்லேடியம் ஆகியவற்றுடன் பிளாட்டினம் குழு உலோகங்கள் (PGM) குழுவில் இடம்பெற்றுள்ளது. இந்தத் தனிமத்தின் அணு எண் 76 ஆகும். இது மிக அதிக அடர்த்தி, உயர் உருகுநிலை, மற்றும் சில குறிப்பிட்ட சூழ்நிலைகளில் தேய்மானம் மற்றும் அரிமானத்திற்கு எதிரான நல்ல எதிர்ப்புத்திறன் போன்ற அதன் தனித்துவமான இயற்பியல் பண்புகளுக்காக அறியப்படுகிறது. தாமிரம், வெள்ளி அல்லது தங்கம் போன்ற பிற உலோகங்களைப் போல ஆஸ்மியம் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படாவிட்டாலும், குறிப்பாகத் தொழில்துறைக்கு மிக அதிக நீடித்துழைப்பு மற்றும் நிலையான செயல்திறன் கொண்ட பொருட்கள் தேவைப்படும்போது, ​​இதற்கு சுவாரஸ்யமான பயன்பாடுகள் உள்ளன.

மின்னணுவியல் துறையில், ஆஸ்மியம் அதன் குறைந்த கிடைக்கும் தன்மை, அதிக விலை மற்றும் பாதுகாப்புச் சவால்கள் (குறிப்பாக நச்சுத்தன்மையுள்ள ஆஸ்மியம் டெட்ராக்சைடை உருவாக்கக்கூடிய ஆஸ்மியம் சேர்மங்கள் தொடர்பானவை) காரணமாக ஒரு முதன்மைப் பொருளாக அரிதாகவே பயன்படுத்தப்படுகிறது. இருப்பினும், இயந்திர வலிமை மற்றும் குறிப்பிட்ட வேதியியல் பண்புகள் தேவைப்படும் சில பயன்பாடுகளில், ஆஸ்மியம் ஒரு மதிப்புமிக்க பொருளாக இருக்க முடியும். மின்னணுவியல் துறையில் ஆஸ்மியத்தின் சில பயன்பாடுகள், அது தேர்ந்தெடுக்கப்படுவதற்கான காரணங்கள் மற்றும் ஏதேனும் வரம்புகள் ஆகியவை இங்கே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

1. தேய்மானத்தைத் தாங்கும் மின் இணைப்புகளுக்கான உலோகக் கலவைப் பொருள்

மின்னணு பாகங்கள் பெரும்பாலும் மின் தொடர்புகளைச் சார்ந்துள்ளன—அதாவது, மின்னோட்டத்தைக் கடத்துவதற்காகத் தொடும் பாகங்களான சுவிட்சுகள், ரிலேக்கள், இணைப்பிகள் அல்லது நழுவும் தொடர்புகள் போன்றவை. மின் தொடர்புகளில் உள்ள மிகப்பெரிய சிக்கல்கள், உராய்வினால் ஏற்படும் தேய்மானம், மின்வில் பாய்வினால் ஏற்படும் வெப்பம், மற்றும் மின்தடையை அதிகரிக்கும் ஆக்சிஜனேற்றம் அல்லது மேற்பரப்பு மாசுபடுதல் ஆகியவை ஆகும்.

ஆஸ்மியம், குறிப்பாக இரிடியம் அல்லது பிளாட்டினம் போன்ற பிற PGM உலோகங்களுடன் கலப்புலோக வடிவில் இருக்கும்போது, ​​பின்வருவனவற்றிற்குப் பங்களிக்கிறது:
– அதிக கடினத்தன்மை இருப்பதால், தொடும் மேற்பரப்பு விரைவில் அரிக்கப்படுவதில்லை.
– தொடர்ச்சியான இயக்கங்கள் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் தேய்மானத்தை எதிர்க்கும் திறன்.
– அதிக வெப்பநிலையிலும் நிலைத்தன்மையுடன் இருப்பது, குறிப்பிட்ட பகுதியில் வெப்பம் ஏற்படும்போது வடிவத்தையும் செயல்திறனையும் பராமரிக்க உதவுகிறது.

தொழில்துறை மின்னணுவியல், கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் அல்லது அடிக்கடி பராமரிப்பு இல்லாமல் நீண்ட காலத்திற்கு இயங்க வேண்டிய சாதனங்களில், தேய்மானத்தைத் தாங்கும் மின் இணைப்புகள் இன்றியமையாதவை. இருப்பினும், ஆஸ்மியத்தின் வரையறுக்கப்பட்ட இருப்பு காரணமாக, ஆஸ்மியம் கலப்புலோகங்கள் பொதுவாக மிகவும் குறிப்பிட்ட, அதிக மதிப்புள்ள பயன்பாடுகளுக்கு மட்டுமே தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.

2. மின்வில் அரிப்பை எதிர்க்கும் திறனை அதிகரித்தல்

ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னோட்டம் அல்லது மின்னழுத்தம் கொண்ட மின்சுற்றில், ஒரு சாவி திறக்கும்போது அல்லது மூடும்போது, ​​ஒரு மின்வில் ஏற்படலாம். இந்த வில், தொடு பரப்பை அரித்து அதன் பண்புகளை மாற்றக்கூடும்: மேற்பரப்பு சொரசொரப்பாகிறது, ஆக்சைடுகள் உருவாகின்றன, மற்றும் மின்தடை அதிகரிக்கிறது.

நம்பகத்தன்மையை நிலைநிறுத்த, மின்வில் அரிப்பை எதிர்க்கக்கூடிய பொருட்கள் தேவைப்படுகின்றன. உலோகக் கலவைகளில் ஆஸ்மியத்திற்கு நன்மைகள் இருப்பதற்குக் காரணம்:
தொடும் பரப்பில் ஏற்படும் அரிப்பின் வீதத்தைக் குறைக்கிறது.
– அதிக தேய்மான சுழற்சிகளுக்கு எதிராக ஒப்பீட்டளவில் நிலையான மேற்பரப்பைப் பராமரிக்கிறது.

நவீன தொழில்துறை நடைமுறையில் பல்வேறு வகையான ரிலேக்கள் மற்றும் சுவிட்சுகளுக்கு வெள்ளி, டங்ஸ்டன் அல்லது ருத்தேனியம் அடிப்படையிலான உலோகக் கலவைகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், குறிப்பாக தேய்மான எதிர்ப்புத்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மைக்கு அதிக முன்னுரிமை அளிக்கப்படும்போது, ​​கடுமையான சூழல்களுக்கான ஒரு மூலப்பொருள் தேர்வாக ஆஸ்மியம் பொருத்தமானதாகவே உள்ளது.

3. அதிக நீடித்துழைக்கும் தன்மையுடன் கூடிய நுண் கூறுகளுக்கான பூச்சு

துல்லியமான மின்னணுவியல் உலகில்—உதாரணமாக, நுண்மின்னியந்திர சாதனங்கள் (நுண்மின்னியந்திர அமைப்புகள் / MEMS), குறிப்பிட்ட உணரி கூறுகள் மற்றும் நகரும் நுண் இயந்திர அமைப்புகள்—சுற்றுச்சூழலால் ஏற்படும் உராய்வு, தேய்மானம் மற்றும் பண்பு மாற்றங்களைக் குறைப்பதற்கு மேற்பரப்புப் பூச்சுகள் முக்கியமானவை.

கருத்தியல் ரீதியாக, ஆஸ்மியத்தை ஒரு பூச்சுப் பொருளாகப் பயன்படுத்தலாம், ஏனெனில்:
– மிகவும் கடினமானது மற்றும் மேற்பரப்பு எதிர்ப்பை அதிகரிக்கக்கூடும்.
– தேய்மானத்தைத் தாங்கக்கூடியது, இயந்திரத் தொடர்புக்கு உள்ளாகும் நுண்ணிய பாகங்களுக்கு ஏற்றது.

இருப்பினும், ஒரு பூச்சாக ஆஸ்மியத்தின் பயன்பாடு வழக்கத்திற்கு மாறானது. மேலும், நைட்ரைடு (TiN), DLC (வைரம் போன்ற கார்பன்) போன்ற கார்பன், அல்லது பாதுகாப்பான மற்றும் எளிதில் பதப்படுத்தக்கூடிய பிற PGM கலப்புலோகங்கள் போன்ற அதிக நடைமுறைக்கு உகந்த பூச்சுப் பொருட்களால் இது பெரும்பாலும் விஞ்சப்படுகிறது. ஆயினும்கூட, பொருள் ஆராய்ச்சி அல்லது குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளில், அதன் சிறந்த இயந்திரவியல் பண்புகள் காரணமாக ஆஸ்மியம் ஒரு சிறந்த தேர்வாக அமையக்கூடும்.

4. துல்லியமான மின்னணு கருவிகள் மற்றும் சிறப்பு சாதனங்களின் கூறுகள்

குறைக்கடத்தித் தொழில்நுட்பம் மற்றும் நவீனப் பொருட்களின் விரைவான வளர்ச்சிக்கு முன்பு, சில துல்லியமான சாதனங்கள், பரிமாண நிலைத்தன்மை மற்றும் நீடித்துழைப்பு தேவைப்படும் பாகங்களுக்காக PGM உலோகங்களைப் பயன்படுத்தின. ஆஸ்மியம் ஒரு காலத்தில், நுட்பமான தொடர்புகள் மற்றும் துல்லியமான இயக்கமுறைகளைக் கொண்ட கூறுகளில் அதன் பயன்பாட்டிற்காக அறியப்பட்டது.

மின்னணுச் சூழலில், பின்வரும் பயன்பாடுகள் அடங்கும்:
– மிகவும் நுண்ணிய இயந்திரத் தொடர்புகளைக் கொண்ட அளவிடும் கருவிகள்,
– நீண்ட சேவை ஆயுள் தேவைகளைக் கொண்ட கருவிகள்,
– அதிக தொடர்பு மறுநிகழ்வு அமைப்பு,

ஆஸ்மியம் அடங்கிய உலோகக் கலவைகளை நீங்கள் பரிசீலிக்கலாம். தற்போது பெருமளவில் உற்பத்தி செய்யப்படும் பொருட்களில் இது அரிதாகக் காணப்பட்டாலும், அதன் அடிப்படைக் கொள்கை மாறவில்லை: தேய்மான எதிர்ப்புத்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மை ஆகியவை முக்கியக் காரணிகளாக இருக்கும்போது ஆஸ்மியம் பயனுள்ளதாக இருக்கிறது.

5. மின்னணுவியல் மற்றும் பொருள் அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்கான துணைப் பொருட்கள்

ஆஸ்மியத்தின் பங்கு பெருமளவு உற்பத்தியில் மட்டுமல்ல, ஆராய்ச்சியிலும் வெளிப்படுகிறது. மின்னணுப் பொருட்களின் உருவாக்கத்தில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆஸ்மியத்தைப் பின்வரும் அம்சங்களில் ஆராயலாம்:
– புதிய தலைமுறை மின் இணைப்புகளுக்கான உலோகக் கலவை ஆய்வுகள்,
– கடுமையான சூழ்நிலைகளில் மேற்பரப்பு எதிர்ப்புத்திறன் சோதனை,
– கன உலோகங்களின் மின்னணுப் பண்புகள் மற்றும் படிக அமைப்புகள் குறித்த சோதனைகள்.

மேலும், ஆஸ்மியம் தனித்துவமான அடர்த்தி மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதால், சில கூறுகளில் மேற்பரப்பு நிகழ்வுகள், பரவல் எதிர்ப்பு அல்லது வெப்ப நிலைத்தன்மை தொடர்பான ஆராய்ச்சிகளுக்கு இது ஆர்வமூட்டுகிறது.

6. மின்னணுத் துறையில் ஆஸ்மியம் பயன்பாட்டின் வரம்புகள்

பல நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், ஆஸ்மியம் ஒரு பன்முகப் பயன்பாடுள்ள பொருள் அல்ல. அதன் பரவலான பயன்பாட்டைத் தடுக்கும் முக்கியத் தடைகள் உள்ளன:

அ) பற்றாக்குறை மற்றும் அதிக விலைகள்
ஆஸ்மியம் மிகவும் அரிதான தனிமங்களில் ஒன்றாகும். இதன் உற்பத்தி பொதுவாக நிக்கல், தாமிரம் அல்லது பிற பிஜிஎம் (PGM) சுரங்கத் தொழிலின் ஒரு துணை விளைபொருளாகும். இதன் விளைவாக, இதன் வழங்கல் குறைவாக உள்ளது, மேலும் இதன் விலை அதிகமாகவும் நிலையற்றதாகவும் இருக்கக்கூடும். மில்லியன் கணக்கான அலகுகளை உற்பத்தி செய்யும் மின்னணுவியல் துறை, நிலையான வழங்கலைக் கொண்ட மூலப்பொருட்களையே விரும்புகிறது.

b) செயலாக்கச் சவால்கள்
ஆஸ்மியம் அதிக உருகுநிலையையும் பண்புகளையும் கொண்டிருப்பதால், சாதாரண உலோகங்களைக் காட்டிலும் அதன் உலோகவியல் செயலாக்கம் மிகவும் சவாலானதாக உள்ளது. புனைதல், இணைத்தல் அல்லது வடிவமைத்தல் செயல்முறைகளுக்கு சிறப்பு நுட்பங்கள் தேவைப்படலாம்.

c) ஆஸ்மியம் சேர்மங்களின் பாதுகாப்பு அபாயங்கள்
அதிக நச்சுத்தன்மையும் எளிதில் ஆவியாகக்கூடிய தன்மையும் கொண்ட சேர்மமான ஆஸ்மியம் டெட்ராக்சைடு (OsO₄) உருவாகும் சாத்தியம் ஒரு முக்கிய கவலையாகும். தொழிற்சாலைச் சூழல்களில், இதற்கு கடுமையான பாதுகாப்பு நடைமுறைகளும் செயல்முறைக் கட்டுப்பாடுகளும் தேவைப்படுகின்றன. இந்த அபாயம் பல உற்பத்தியாளர்களைப் பாதுகாப்பான மாற்று வழிகளைத் தேர்ந்தெடுக்கத் தூண்டியுள்ளது.

d) மேலும் நடைமுறைக்கு ஏற்ற பொருள் மாற்றுகள்
பல மின்னணுவியல் பயன்பாடுகளில், கடத்துத்திறன் மற்றும் அரிப்புத் தடுப்பிற்காகத் தங்கம், உயர் கடத்துத்திறனுக்காக வெள்ளி, வெப்பத் தடுப்பிற்காக டங்ஸ்டன், மற்றும் சில வகை இணைப்புகளுக்கு ருத்தேனியம்/ரோடியம் போன்ற பிற பொருட்களைக் கொண்டும் குறிப்பிட்ட தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும். எனவே, குறிப்பிட்ட செயல்திறன் தேவைகள் உண்மையாகவே பூர்த்தி செய்யப்படும்போது மட்டுமே ஆஸ்மியம் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

7. நவீன மின்னணுவியலில் ஆஸ்மியத்தின் எதிர்கால வாய்ப்புகள்

வரும் காலங்களில், ஆஸ்மியம் ஒரு முதன்மைப் பொருளாக இல்லாமல், ஒரு சிறப்புப் பொருளாகவே நீடிக்க வாய்ப்புள்ளது. இருப்பினும், பின்வரும் துறைகளில் அதன் பயன்பாடு தொடர்ந்து பரிசீலிக்கப்படுவதற்கான சாத்தியம் உள்ளது:
– தீவிர பயன்பாட்டிற்கான உலோகக் கலவை,
– நுண்கூறுகளின் மேற்பரப்பு மற்றும் உராய்வியல் ஆராய்ச்சி (உராய்வு மற்றும் தேய்மானம் பற்றிய அறிவியல்),
– அதிகபட்ச இயந்திரவியல் நீடித்துழைப்புத் திறனைக் கோரும் சிறப்புப் பயன்பாடுகள்.

நீடித்து உழைக்கும் சாதனங்கள், நுண்மயமாக்கல், மற்றும் கனரகத் தொழில், பாதுகாப்பு அல்லது ஆய்வு போன்ற சவாலான சூழல்களில் இயங்கும் மின்னணு அமைப்புகளுக்கான தேவை அதிகரித்து வருவதால், ஆஸ்மியம் உள்ளிட்ட உயர் செயல்திறன் கொண்ட பொருட்களின் மீதான ஆர்வம், குறிப்பாக அவை கலப்புலோகங்கள் அல்லது மெல்லிய படலங்கள் வடிவில், தொடர்ந்து பொருத்தமானதாக இருக்கலாம்.

முடிவுரை

ஆஸ்மியம் என்பது சிறந்த இயந்திரவியல் மற்றும் வெப்பப் பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு அரிய உலோகம் ஆகும். இதனால், இது மின்னணுவியல் துறையில், குறிப்பாகத் தேய்மான எதிர்ப்பு, உயர்-வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை மற்றும் மின்வில் அரிப்பை எதிர்க்கும் திறன் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக அமைகிறது. மின்சார இணைப்புகள், துல்லியமான பாகங்கள் ஆகியவற்றிற்கான உலோகக் கலவைகளிலும், பொருள் ஆராய்ச்சிக்கான ஒரு ஆதாரமாகவும் ஆஸ்மியம் மிகவும் பொருத்தமானதாக உள்ளது.

இருப்பினும், ஆஸ்மியம் டெட்ராக்சைடு சேர்மங்களின் பற்றாக்குறை, விலை, செயலாக்கச் சிக்கல்கள் மற்றும் பாதுகாப்பு குறித்த கவலைகள் ஆகியவற்றால் இதன் பயன்பாடு வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது. இந்தக் காரணங்களால், பெருமளவில் உற்பத்தி செய்யப்படும் மின்னணு சாதனங்களில் ஆஸ்மியம் அரிதாகவே பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் மிக உயர் செயல்திறன் தேவைகளுக்கான ஒரு பிரத்யேகத் தீர்வாக இது முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாகத் தொடர்கிறது.

நீங்கள் விரும்பினால், “உண்மையான சாதனங்களில் (தொழில்துறை ரிலேக்கள், துல்லியமான சுவிட்சுகள் அல்லது சிறப்பு இணைப்பிகள்) பயன்பாட்டு எடுத்துக்காட்டுகள்” என்ற ஒரு துணைப்பிரிவை நான் சேர்க்கலாம் அல்லது நூற்பட்டியல் மற்றும் மேற்கோள்களுடன் கூடிய கட்டுரையின் மேலும் கல்விசார்ந்த பதிப்பைத் தொகுக்கலாம்.