வெள்ளி உலோகச் செயலாக்கத்தில் சமீபத்திய தொழில்நுட்பம்

வெள்ளி உலோகச் செயலாக்கத்தில் சமீபத்திய தொழில்நுட்பம்

வெள்ளி (Ag) அதிக மதிப்புள்ள ஒரு அரிய உலோகம் ஆகும். இது நகைகள் மற்றும் முதலீடு முதல் மின்னணுவியல் மற்றும் ஆற்றல் தொழில்கள் வரை பல்வேறு துறைகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. அதன் அழகியல் பளபளப்பைத் தவிர, வெள்ளி சிறந்த மின் மற்றும் வெப்பக் கடத்துத்திறன், இயற்கையான பாக்டீரியா எதிர்ப்புப் பண்புகள் மற்றும் அதிகப் பிரதிபலிப்புத் திறன் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. இந்தப் பண்புகளின் கலவையானது வெள்ளிக்கான தேவையை அதிகரித்து வருகிறது. அதே நேரத்தில், தொழில்துறை தேவைகள் அதிகத் தூய்மையை உற்பத்தி செய்யக்கூடிய, மேலும் திறமையான, துல்லியமான, சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த செயலாக்க செயல்முறைகளை ஊக்குவிக்கின்றன. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், இந்தச் சவால்களை எதிர்கொள்ள பிரித்தெடுத்தல், சுத்திகரிப்பு, வடிவமைத்தல் மற்றும் மறுசுழற்சி உள்ளிட்ட பல்வேறு புதிய தொழில்நுட்பங்கள் உருவாகியுள்ளன.

1. வெள்ளி பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் பிரித்தல் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி

வெள்ளி, முதன்மைத் தாதுக்கள் (சுரங்கங்களில் இருந்து எடுக்கப்படுபவை) மற்றும் மின்னணுக் கழிவுகள், பயன்படுத்தப்பட்ட வினையூக்கிகள், தொழிற்சாலை செயல்முறை எச்சங்கள் போன்ற இரண்டாம் நிலை மூலங்களிலிருந்தும் கிடைக்கிறது. நவீன தொழில்நுட்பம் தற்போது, ​​தேர்ந்தெடுத்த பிரித்தெடுப்பு முறைகளுக்கும் கழிவு குறைப்புக்கும் முன்னுரிமை அளிக்கிறது.

அ) பாதுகாப்பான கசிவு அடிப்படையிலான நீர் உலோகவியல்
பாரம்பரிய முறைகளில், விலையுயர்ந்த உலோகங்களைக் கரைப்பதில் சயனைடு திறம்படச் செயல்படுவதால், அது பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இருப்பினும், பாதுகாப்பு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் சார்ந்த கவலைகள் காரணமாக, சயனைடு அல்லாத மாற்று வழிகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. பரவலாக ஆராயப்பட்டு, தற்போது பெரிய அளவில் செயல்படுத்தப்பட்டு வரும் பல அணுகுமுறைகளில், தையோசல்ஃபேட், தையோயூரியா மற்றும் ஹாலைடு அடிப்படையிலான கரைப்பான்களின் பயன்பாடும் அடங்கும். இந்த முறைகள் குறைந்த சுற்றுச்சூழல் அபாயம் மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கும் திறன் ஆகிய நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன; pH அளவைச் சரிசெய்தல், ஆக்ஸிஜனேற்றிகள் மற்றும் சிக்கலாக்கும் சேர்க்கைப் பொருட்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இந்த நன்மைகளை மேம்படுத்த முடியும்.

b) மேலும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் அயனிப் பரிமாற்றம்
வெள்ளி கரைந்தவுடன், அது கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் (SX) அல்லது அயனிப் பரிமாற்றப் பிசின்கள் மூலம் அசுத்தங்களிலிருந்து பிரிக்கப்படுகிறது. நவீன பிசின் தொழில்நுட்பமானது, Ag⁺ அயனிகளைத் தேர்ந்தெடுத்துப் பிடிப்பதற்காக பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட செயலுறு குழுக்களைக் கொண்டுள்ளது, இது சுத்திகரிப்பு செயல்முறையை வேகமாகவும் மேலும் திறமையாகவும் ஆக்குகிறது. அதிக தூய்மை தேவைப்படும் தொழில்களில்—உதாரணமாக, மின்னணுவியல் பயன்பாடுகளில்—இந்த முறையானது ஈயம், தாமிரம் அல்லது பிஸ்மத் போன்ற அசுத்தங்களின் உள்ளடக்கத்தை மிகக் குறைந்த நிலைகளுக்குக் குறைக்க உதவுகிறது.

c) கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மின் உலோகவியல் மற்றும் மின் பிரித்தெடுத்தல்
மின்னாக்கப் பிரித்தெடுப்பு என்பது, மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு மின்பகுளிக் கரைசலிலிருந்து வெள்ளியைப் படியவைக்கும் ஒரு நுட்பமாகும். இந்த சமீபத்திய தொழில்நுட்பமானது, மிகவும் சீரான வெள்ளிப் படிதலை உறுதி செய்யவும், மாசுபாட்டைத் தடுக்கவும், மற்றும் ஆற்றல் திறனை அதிகரிக்கவும், அளவுருக்களின் (மின்னோட்டம், மின்னழுத்தம், வெப்பநிலை மற்றும் மின்பகுளிக் கலவை) எண்ணிமக் கட்டுப்பாட்டைச் சார்ந்துள்ளது. சில ஆலைகளில், உலோக அயனிகளின் அளவை நிகழ் நேரத்தில் கண்காணிக்க, இந்த அமைப்பு இணையவழி உணரிகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

2. உயர் தூய்மை வெள்ளி சுத்திகரிப்பு

குறைக்கடத்திக் கூறுகள், துல்லியமான மின் இணைப்புகள் அல்லது ஒளியியல் பயன்பாடுகள் போன்ற குறிப்பிட்ட தேவைகளுக்கு, மிக உயர்ந்த தூய்மை நிலைகளைக் கொண்ட உயர்தர வெள்ளி தேவைப்படுகிறது.

அ) புதிய தலைமுறை மின் சுத்திகரிப்பு
மின் சுத்திகரிப்பு முறையில், வெள்ளி ஒரு நேர்மின்வாயில் கரைக்கப்பட்டு, பின்னர் அது எதிர்மின்வாயில் தூய வெள்ளியைப் படியவைக்கிறது. சமீபத்திய கண்டுபிடிப்புகளில், அதிக நிலைத்தன்மை கொண்ட மின்பகுப்புக் கல வடிவமைப்புகள், மாசுகள் இடம்பெயர்வதைத் தடுப்பதற்கான சிறப்புச் சவ்வுகளின் பயன்பாடு, மற்றும் பெரும்பாலும் மற்ற மதிப்புமிக்க உலோகங்களைக் கொண்டிருக்கும் நேர்மின்வாய் கசடைக் கையாளுதலைத் தானியங்குபடுத்துதல் ஆகியவை அடங்கும்.

b) படிகமாக்கல் செயல்முறை மற்றும் நுண் கட்டமைப்பு கட்டுப்பாடு
வேதியியல் தூய்மைக்குக் கூடுதலாக, வெள்ளியின் தரம் அதன் படிக அமைப்பு மற்றும் துகள் அளவாலும் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, இவை அதன் இயந்திரவியல் பண்புகளையும் கடத்துத்திறனையும் பாதிக்கின்றன. நுண் கட்டமைப்பு கட்டுப்பாட்டுத் தொழில்நுட்பமானது, குறிப்பாக கடத்தும் வெள்ளிக் கம்பி அல்லது நுண் கூறுகளில், சீரான செயல்திறன் கொண்ட பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்காகத் துல்லியமான பதப்படுத்துதல், கட்டுப்படுத்தப்பட்ட குளிர்வித்தல் மற்றும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட உருமாற்ற செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்துகிறது.

3. மின்னணுக் கழிவுகளிலிருந்து வெள்ளியை மறுசுழற்சி செய்தல் (நகர்ப்புறச் சுரங்கம்)

கைவிடப்பட்ட பொருட்களிலிருந்து மதிப்புமிக்க உலோகங்களைப் பிரித்தெடுக்கும் நகர்ப்புறச் சுரங்கத் தொழிலில் கவனம் அதிகரித்து வருவது மிகப்பெரிய முன்னேற்றங்களில் ஒன்றாகும். மின்னணுக் கழிவுகளில் (இ-கழிவு) இணைப்பிகள், சில பற்றவைப்புகள், மின்சாரத் தொடர்புகள் மற்றும் அச்சிடப்பட்ட சுற்றுப் பலகைகள் (PCB boards) ஆகியவற்றில் வெள்ளி அடங்கியுள்ளது.

அ) நவீன முன்-சிகிச்சை: சென்சார் அடிப்படையிலான பிரிப்பு
இரசாயன பிரித்தெடுப்பிற்கு முன்னர், திறமையான பொருள் பிரிப்பு தேவைப்படுகிறது. தற்போதைய தொழில்நுட்பங்கள், உலோகம் செறிந்த பகுதிகளைப் பிரிப்பதற்காக ஒளியியல் உணர்விகள், எக்ஸ்-கதிர் ஒளிர்தல் (XRF), மற்றும் அடர்த்தி அடிப்படையிலான வகைப்படுத்தல் அல்லது காந்தப்புலங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. இது இரசாயன வினைப்பொருட்களின் பயன்பாட்டைக் குறைத்து, வெள்ளி மூலப்பொருளின் தரத்தை அதிகரிக்கிறது.

ஆ) உயிரிவழிப் பிரித்தெடுத்தல்: நுண்ணுயிரிகளின் பங்கு
உயிரிவழிப் பிரித்தெடுத்தல் என்பது, பொருட்களிலிருந்து உலோகங்களைக் கரைக்க உதவும் குறிப்பிட்ட பாக்டீரியாக்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு முறையாகும். இது பொதுவாக வேதியியல் செயல்முறைகளை விட மெதுவாக இருந்தாலும், குறைந்த சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பு மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு போன்ற நன்மைகளை வழங்குகிறது. சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள், நுண்ணுயிரிகளின் ஊட்டச்சத்து, காற்றூட்டம் மற்றும் உயிரிவினைக்கலன் வடிவமைப்பு ஆகியவற்றை மேம்படுத்துவதன் மூலம் வினை வேகத்தை அதிகரிப்பதில் கவனம் செலுத்துகின்றன.

c) உமிழ்வுக் கட்டுப்பாட்டுடன் கூடிய தூய்மையான வெப்ப உலோகவியல்
சில குறிப்பிட்ட பொருட்களுக்கு, வெப்ப (வெப்ப உலோகவியல்) முறைகள் இன்றும் பொருத்தமானவையாக உள்ளன. நவீன தொழில்நுட்பமானது, அதிக ஆற்றல் திறன்மிக்க செயல்முறைகளுக்காக, மேம்படுத்தப்பட்ட வெளியேற்ற வாயு வடிகட்டுதல் அமைப்புகள், நுண்ணிய துகள் சேகரிப்பு மற்றும் வெப்ப மீட்பு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி உமிழ்வுக் கட்டுப்பாட்டிற்கு முக்கியத்துவம் அளிக்கிறது.

4. மேலும் துல்லியமான வெள்ளி வார்ப்பு மற்றும் புனையமைப்புத் தொழில்நுட்பம்

தூய வெள்ளி கிடைத்தவுடன், அடுத்த கட்டமாக அது நகைகள், கட்டிகள்/நாணயங்கள், மின்னணு பாகங்கள், பாதுகாப்புப் பூச்சுகள் மற்றும் பயன்பாட்டுப் பொருட்கள் போன்ற தயாரிப்புகளாக உருவாக்கப்படுகிறது.

அ) வெள்ளியை அடிப்படையாகக் கொண்ட உலோகத்தின் 3D அச்சிடுதல் (கூட்டு உற்பத்தி)
வழக்கமான நுட்பங்களைக் கொண்டு உருவாக்குவது கடினமான சிக்கலான வடிவமைப்புகளுக்கு, கூட்டு உற்பத்தி முறை வாய்ப்புகளைத் திறக்கிறது. நகைகள் மற்றும் சிறப்பு பாகங்களைப் பொறுத்தவரை, பைண்டர் ஜெட்டிங் மற்றும் வெள்ளித் தூள் அடிப்படையிலான வார்ப்பு செயல்முறைகள் போன்ற தொழில்நுட்பங்கள், குறைந்த மூலப்பொருள் விரயத்துடன் நுட்பமான வடிவங்களை உருவாக்க உதவுகின்றன. மென்மையான, நீடித்த முடிவுகளை அடைவதற்காக, நுண்துளைத்தன்மை, இயந்திர வலிமை மற்றும் மேற்பரப்புப் பூச்சு ஆகியவற்றைக் கட்டுப்படுத்துவது தொடர்ச்சியான சவால்களில் அடங்கும்.

b) பெருமளவு உற்பத்திக்கான உலோக ஊசி வார்ப்பு (MIM)
சிறிய, துல்லியமான பாகங்களுக்கு, MIM ஒரு சிறந்த தீர்வாகும். வெள்ளித் தூள் ஒரு பிணைப்பானுடன் கலக்கப்பட்டு, பிளாஸ்டிக் போல வார்க்கப்பட்டு, பின்னர் பிணைப்பு நீக்கப்பட்டு உருக்கிச் சூடாக்கப்படுகிறது. சமீபத்திய MIM தொழில்நுட்பமானது, துகள் அளவு கட்டுப்பாடு, எளிதில் சுத்தம் செய்யக்கூடிய பிணைப்பான் கலவைகள், மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் நிறமாற்றத்தைத் தடுப்பதற்காகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழலில் உருக்கிச் சூடாக்குதல் ஆகியவற்றுக்கு முக்கியத்துவம் அளிக்கிறது.

c) டிஜிட்டல் கண்காணிப்புடன் சுருட்டுதல் மற்றும் கம்பி இழுத்தல்
வெள்ளிக் கம்பி, மின்னணுவியல் மற்றும் சிறப்புப் பயன்பாடுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நவீன கம்பி இழுக்கும் செயல்முறைகள், இழுவிசை, மசகு மற்றும் வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான கண்காணிப்பு அமைப்புகளுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளன. இது நுண் விரிசல்கள் போன்ற குறைபாடுகளைக் குறைத்து, மேலும் சீரான தயாரிப்புகளை விளைவிக்கிறது.

5. பூச்சுத் தொழில்நுட்பம் மற்றும் நிறமாற்றத் தடுப்புப் பாதுகாப்பு

காற்றில் உள்ள கந்தகச் சேர்மங்களுடன் வினைபுரிவதால் வெள்ளி எளிதில் நிறம் மங்கி (கருமையாகி)விடுகிறது என்பதே அதன் பலவீனமாகும். எனவே, பூச்சு மற்றும் மேற்பரப்புப் பாதுகாப்புத் தொழில்நுட்பங்கள் தொடர்ந்து வளர்ச்சியடைந்து வருகின்றன.

அ) மின்முலாம் பூசுதல் மற்றும் துடிப்பு முலாம் பூசுதல்
சமீபத்திய மின்முலாம் பூசும் நுட்பமானது, துடிப்பு முலாம் பூசுதல் முறையைப் பயன்படுத்தி, மிகவும் சீரான, அடர்த்தியான மற்றும் தேய்மானத்தை அதிகம் தாங்கக்கூடிய வெள்ளி அடுக்கை உருவாக்குகிறது. இந்த முறையானது, மின் இணைப்பான் துறையில் மிக முக்கியமானதாகிய அடுக்கின் தடிமனைத் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்த அனுமதிக்கிறது.

b) நானோ தொழில்நுட்பம் சார்ந்த நிறமாற்றத் தடுப்புப் பூச்சு
மற்ற கண்டுபிடிப்புகளில், வெள்ளியின் பளபளப்பைக் குறைக்காமல் கந்தகம் மற்றும் ஈரப்பதத்திலிருந்து அதைப் பாதுகாக்கும் மெல்லிய, நானோபொருள் அடிப்படையிலான பூச்சுகள் அல்லது ஒளிபுகும் பாலிமர் அடுக்குகளும் அடங்கும். நகைகளில், இந்தத் தொழில்நுட்பம் அதன் தோற்றத்தின் நீடித்துழைக்கும் தன்மையை மேம்படுத்துவதோடு, அடிக்கடி மெருகூட்ட வேண்டிய தேவையையும் குறைக்கிறது.

c) செயலற்றதாக்குதல் மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த மேற்பரப்பு சிகிச்சை
பல தொழில்துறைகள், தொழிலாளர்களுக்கும் சுற்றுச்சூழலுக்கும் பாதுகாப்பான இரசாயனப் பாதுகாப்புப் பொருட்களைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கியுள்ளன. அபாயகரமான சேர்மங்களின் பயன்பாட்டைக் குறைத்து, அவற்றுக்குப் பதிலாக அதிக நிலைத்தன்மையும் செயல்திறனும் கொண்ட கலவைகளைப் பயன்படுத்துவதே இதன் முக்கிய நோக்கமாக உள்ளது.

6. வெள்ளி பதப்படுத்துதலில் டிஜிட்டல்மயமாக்கல் மற்றும் தொழில் 4.0

டிஜிட்டல் உருமாற்றம், வெள்ளி உட்பட உலோகத் தொழிலையும் உருமாற்றி வருகிறது. நவீன தொழிற்சாலைகள் தரம் மற்றும் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்காக சென்சார்கள், தானியக்கம் மற்றும் தரவுப் பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றைச் செயல்படுத்தி வருகின்றன.

அ) நிகழ்நேர செயல்முறைக் கட்டுப்பாடு
pH, கடத்துத்திறன், உலோக அயனிச் செறிவு மற்றும் வெப்பநிலை ஆகியவற்றுக்கான உணர்விகள், மிகவும் துல்லியமான செயல்முறைக் கட்டுப்பாட்டைச் சாத்தியமாக்குகின்றன. தானியங்கி அமைப்புகள், சீரான தூய்மை முடிவுகளை உறுதி செய்வதற்காக, வினைபடு பொருளின் அளவு, மின்னோட்டம் அல்லது பாய்வு விகிதத்தை விரைவாகச் சரிசெய்ய முடியும்.

b) முன்கணிப்பு பராமரிப்பு
உருட்டு இயந்திரங்கள், மின்பகுப்புக் கலங்கள், பம்புகள் மற்றும் வடிகட்டுதல் அமைப்புகளுக்குக் கூட பராமரிப்பு தேவைப்படுகிறது. அதிர்வு, வெப்பநிலை மற்றும் செயல்திறன் தரவுகளைப் பயன்படுத்தி, முன்கணிப்புப் பராமரிப்பு அமைப்புகள், பழுதுகள் ஏற்படுவதற்கு முன்பே அவற்றைக் கணிக்க உதவுகின்றன. இதன்மூலம், இயந்திரம் இயங்காத நேரம் மற்றும் செலவுகள் குறைக்கப்படுகின்றன.

c) ஆற்றல் மற்றும் கார்பன் தடம் உகப்பாக்கம்
உமிழ்வுகளைக் குறைப்பதற்கான தொழில்துறை உத்திகளில், ஆற்றல் திறன் தொழில்நுட்பங்கள், வெப்ப மீட்பு மற்றும் செயல்முறை வரிசை உகப்பாக்கம் ஆகியவை தற்போது இடம்பெற்றுள்ளன. நுகர்வோரும் ஒழுங்குமுறை அமைப்புகளும் நிலைத்தன்மையில் அதிக கவனம் செலுத்துவதால், இது மிகவும் முக்கியமானதாகும்.

முடிவுரை

வெள்ளி பதப்படுத்துதலில் உள்ள சமீபத்திய தொழில்நுட்பங்கள் ஒரு தெளிவான திசையைச் சுட்டிக்காட்டுகின்றன: அதாவது, மேலும் மேலும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட, தூய்மையான, திறமையான மற்றும் டிஜிட்டல்மயமாக்கப்பட்ட செயல்முறைகள். சயனைடு இல்லாத மாற்று வழி பிரித்தெடுத்தல், பிசின்களைக் கொண்டு தேர்ந்தெடுத்துப் பிரித்தல், கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மின்னாக்கப் பிரித்தெடுத்தல், மின்னணுக் கழிவு மறுசுழற்சி மற்றும் 3D அச்சிடுதல் போன்ற துல்லியமான உற்பத்தி முறைகள் என அனைத்தும், ஒரு நவீன மற்றும் நீடித்த வெள்ளித் தொழில்துறைக்கு பங்களிக்கின்றன. இனிவரும் காலங்களில், சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பை அதிகரிக்காமல் உலகளாவிய வெள்ளித் தேவையை பூர்த்தி செய்வதற்கு, மூலப்பொருட்கள் புத்தாக்கம், தானியக்கம் மற்றும் ஒரு வட்டப் பொருளாதாரம் ஆகியவற்றின் கலவையே முக்கியமாக இருக்கும். எனவே, வெள்ளி என்பது வெறும் அழகியல் ரீதியாக விரும்பத்தக்க ஒரு உலோகம் மட்டுமல்ல, அது ஒரு உத்திசார்ந்த பொருளும் ஆகும்; காலத்தின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் வகையில் அதன் பதப்படுத்தும் முறைகள் தொடர்ந்து வளர்ச்சியடைந்து வருகின்றன.