ধাতু এবং তাদের যৌগিক উপাদানগুলির বিকাশ এবং প্রয়োগের জন্য প্রায়শই কার্যকর নিয়ন্ত্রণ এবং কার্বন এবং সালফার সামগ্রীর সঠিক নির্ণয়ের প্রয়োজন হয়। ধাতব পদার্থে কার্বন প্রধানত মুক্ত কার্বন, কঠিন দ্রবণ কার্বন এবং সম্মিলিত কার্বন, সেইসাথে বায়বীয় কার্বন, কার্বারাইজিং এবং পৃষ্ঠ সুরক্ষার জন্য প্রলিপ্ত জৈব কার্বন আকারে বিদ্যমান।
বর্তমানে, ধাতুগুলিতে কার্বন উপাদান বিশ্লেষণের পদ্ধতিগুলির মধ্যে প্রধানত দহন পদ্ধতি, নির্গমন স্পেকট্রোমেট্রি, গ্যাস ভলিউমেট্রিক পদ্ধতি, অ-জলীয় দ্রবণ টাইট্রেশন পদ্ধতি, ইনফ্রারেড শোষণ পদ্ধতি এবং ক্রোমাটোগ্রাফি অন্তর্ভুক্ত। যেহেতু প্রতিটি পরিমাপ পদ্ধতির প্রয়োগের একটি নির্দিষ্ট সুযোগ রয়েছে এবং পরিমাপের ফলাফলগুলি অনেকগুলি কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়, যেমন কার্বনের আকার, অক্সিডেশনের সময় কার্বন সম্পূর্ণরূপে নির্গত হতে পারে কিনা, ফাঁকা মান ইত্যাদি, একই পদ্ধতিতে একটি নির্দিষ্ট মাত্রা রয়েছে বিভিন্ন অনুষ্ঠানে নির্ভুলতা। পার্থক্য এই কাগজটি বর্তমান বিশ্লেষণ পদ্ধতি, নমুনা চিকিত্সা, ব্যবহৃত যন্ত্র এবং ধাতুগুলিতে কার্বন প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলিকে সাজায়।
1. ইনফ্রারেড শোষণ পদ্ধতি
ইনফ্রারেড শোষণ পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে তৈরি করা জ্বলন ইনফ্রারেড শোষণ পদ্ধতিটি কার্বন (এবং সালফার) এর পরিমাণগত বিশ্লেষণের জন্য একটি বিশেষ পদ্ধতি।
নীতিটি হল CO2 উৎপন্ন করতে অক্সিজেন প্রবাহে নমুনাটি পোড়ানো। একটি নির্দিষ্ট চাপের অধীনে, CO2 শোষণকারী ইনফ্রারেড রশ্মির শক্তি তার ঘনত্বের সমানুপাতিক। অতএব, কার্বনের পরিমাণ গণনা করতে ইনফ্রারেড শোষকের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত CO2 গ্যাসের শক্তি পরিবর্তন গণনা করা যেতে পারে।
ছবি
দহন-ইনফ্রারেড শোষণ পদ্ধতি নীতি
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ইনফ্রারেড গ্যাস বিশ্লেষণ প্রযুক্তি দ্রুত বিকশিত হয়েছে, এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাকশন হিটিং দহন এবং ইনফ্রারেড স্পেকট্রাম শোষণ নীতিগুলি ব্যবহার করে বিভিন্ন বিশ্লেষণাত্মক যন্ত্রগুলিও দ্রুত উপস্থিত হয়েছে। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি দহন ইনফ্রারেড শোষণ পদ্ধতি দ্বারা কার্বন এবং সালফার নির্ধারণের জন্য, নিম্নলিখিত বিষয়গুলি সাধারণত বিবেচনা করা উচিত: নমুনার শুষ্কতা, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইনডাক্ট্যান্স, জ্যামিতিক আকার, নমুনার আকার, প্রকার, অনুপাত, সংযোজন ক্রম এবং প্রবাহের পরিমাণ, সেটিং ফাঁকা মান, ইত্যাদি
পদ্ধতিটির সঠিক পরিমাপ এবং কম হস্তক্ষেপ আইটেমগুলির সুবিধা রয়েছে। এটি এমন ব্যবহারকারীদের জন্য উপযুক্ত যাদের কার্বন সামগ্রীর নির্ভুলতার উপর উচ্চ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং উৎপাদনে পরীক্ষার জন্য পর্যাপ্ত সময় রয়েছে।
2. নির্গমন স্পেকট্রোস্কোপি
যখন একটি উপাদান তাপ বা বিদ্যুৎ দ্বারা উত্তেজিত হয়, তখন এটি স্থল অবস্থা থেকে উত্তেজিত অবস্থায় স্থানান্তরিত হবে এবং উত্তেজিত অবস্থা স্বতঃস্ফূর্তভাবে স্থল অবস্থায় ফিরে আসবে। উত্তেজিত অবস্থা থেকে স্থল রাজ্যে ফিরে আসার প্রক্রিয়ায়, প্রতিটি উপাদানের বৈশিষ্ট্যযুক্ত বর্ণালী রেখাগুলি প্রকাশিত হবে এবং বিষয়বস্তু বৈশিষ্ট্যযুক্ত বর্ণালী রেখাগুলির তীব্রতা অনুসারে নির্ধারণ করা যেতে পারে।
ছবি
নির্গমন স্পেকট্রোমিটারের নীতি
ধাতুবিদ্যা শিল্পে, উত্পাদনের জরুরিতার কারণে, শুধুমাত্র কার্বন সামগ্রী নয়, অল্প সময়ের মধ্যে চুল্লির জলের সমস্ত প্রধান উপাদানগুলির বিষয়বস্তু বিশ্লেষণ করা প্রয়োজন। দ্রুত স্থিতিশীল ফলাফল পাওয়ার ক্ষমতার কারণে স্পার্ক ডাইরেক্ট রিডিং এমিশন স্পেকট্রোমিটার শিল্পের প্রথম পছন্দ হয়ে উঠেছে। যাইহোক, এই পদ্ধতির নমুনা প্রস্তুতির জন্য নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।
উদাহরণস্বরূপ, স্পার্ক স্পেকট্রোমেট্রি দ্বারা ঢালাই লোহার নমুনাগুলি বিশ্লেষণ করার সময়, বিশ্লেষণের পৃষ্ঠে কার্বন কার্বাইড আকারে বিদ্যমান থাকা প্রয়োজন, এবং কোনও মুক্ত গ্রাফাইট থাকতে হবে না, অন্যথায় বিশ্লেষণের ফলাফলগুলি প্রভাবিত হবে৷ কিছু ব্যবহারকারী পাতলা স্লাইস নমুনাগুলির দ্রুত শীতল এবং সাদা করার বৈশিষ্ট্যগুলির সুবিধা গ্রহণ করে এবং নমুনাগুলিকে পাতলা স্লাইসে তৈরি করার পরে, ঢালাই লোহাতে কার্বনের পরিমাণ স্পার্ক স্পেকট্রোস্কোপিক বিশ্লেষণ দ্বারা নির্ধারিত হয়।
স্পার্ক স্পেকট্রোমেট্রি দ্বারা কার্বন ইস্পাত রৈখিক নমুনাগুলি বিশ্লেষণ করার সময়, নমুনাগুলিকে অবশ্যই কঠোরভাবে প্রক্রিয়া করা উচিত এবং বিশ্লেষণের নির্ভুলতা উন্নত করার জন্য বিশ্লেষণের জন্য ছোট নমুনা বিশ্লেষণ ফিক্সচার সহ স্পার্ক স্ট্যান্ড "খাড়া" বা "ফ্ল্যাট" এ স্থাপন করা উচিত।
3. তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে পদ্ধতি
তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে বিশ্লেষক দ্রুত এবং একই সাথে একাধিক উপাদান নির্ধারণ করতে পারে।
ছবি
তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোমিটারের নীতি
এক্স-রে-র উত্তেজনার অধীনে, পরিমাপ করা উপাদান পরমাণুর অভ্যন্তরীণ স্তরের ইলেকট্রনগুলি শক্তি স্তরের পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায় এবং সেকেন্ডারি এক্স-রে (অর্থাৎ, এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স) নির্গত করে। তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোমিটার (WDXRF) আলোকে বিভক্ত করার জন্য একটি স্ফটিক ব্যবহার করে এবং তারপর ডিটেক্টরটি বিচ্ছুরিত বৈশিষ্ট্যযুক্ত এক্স-রে সংকেত পায়। যদি বর্ণালী ক্রিস্টাল এবং ডিটেক্টর সুসংগতভাবে চলে এবং ক্রমাগতভাবে বিচ্ছুরণ কোণ পরিবর্তন করে, নমুনার বিভিন্ন উপাদান দ্বারা উত্পাদিত বৈশিষ্ট্যযুক্ত এক্স-রেগুলির তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং প্রতিটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের এক্স-রেগুলির তীব্রতা পাওয়া যেতে পারে, এবং গুণগত এবং পরিমাণগত বিশ্লেষণ করা যেতে পারে। সেই অনুযায়ী করা যেতে পারে। . এই যন্ত্রটি 1950 এর দশকে উত্পাদিত হয়েছিল, এবং এটি মনোযোগ আকর্ষণ করেছে কারণ এটি একই সাথে জটিল সিস্টেমে একাধিক উপাদান পরিমাপ করতে পারে। বিশেষ করে ভূতাত্ত্বিক বিভাগে, এই যন্ত্রটি ধারাবাহিকভাবে সজ্জিত করা হয়েছে, এবং বিশ্লেষণের গতি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করা হয়েছে, যা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে।
যাইহোক, আলোক উপাদান কার্বনের বৈশিষ্টিক বিকিরণ এবং কম ফ্লুরোসেন্স ফলনের দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কারণে, ইস্পাতের মতো ভারী ম্যাট্রিক্স পদার্থে, ম্যাট্রিক্স দ্বারা কার্বনের বৈশিষ্ট্যযুক্ত বিকিরণের শোষণ এবং ক্ষয় অনেক বড়, যা প্রায়ই কার্বনের XRF বিশ্লেষণে কিছু সমস্যা সৃষ্টি করে। অসুবিধা উপরন্তু, একটি এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স যন্ত্রের সাহায্যে ইস্পাতে কার্বন পরিমাপ করার সময়, যদি মাটির নমুনা পৃষ্ঠটি ক্রমাগত 10 বার পরিমাপ করা হয়, তবে এটি পাওয়া যাবে যে কার্বন সামগ্রীর মান ক্রমাগত বাড়ছে। অতএব, এই পদ্ধতির প্রয়োগ প্রথম দুটির মতো ব্যাপক নয়।
4. অ-জলীয় দ্রবণ টাইট্রেশন পদ্ধতি
অ-জলীয় টাইট্রেশন হল অ-জলীয় দ্রাবকের মধ্যে টাইট্রেশন করার একটি পদ্ধতি। এই পদ্ধতিটি কিছু দুর্বল অ্যাসিড এবং দুর্বল ঘাঁটিগুলি তৈরি করতে পারে যা জলীয় দ্রবণে টাইট্রেট করা যায় না তাদের অম্লতা এবং ক্ষারত্বকে উন্নত করার জন্য উপযুক্ত দ্রাবক নির্বাচন করার পরে টাইট্রেট করা যেতে পারে। জলে CO2 দ্রবণ দ্বারা উত্পাদিত কার্বনিক অ্যাসিডের দুর্বল অম্লতা রয়েছে এবং বিভিন্ন জৈব বিকারক নির্বাচন করে সঠিকভাবে টাইটেরেট করা যেতে পারে।
নিম্নলিখিত একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত অ-জলীয় টাইট্রেশন পদ্ধতি:
① কার্বন এবং সালফার বিশ্লেষকের সাথে মিলিত বৈদ্যুতিক আর্ক দহন চুল্লি দ্বারা নমুনাটি উচ্চ তাপমাত্রায় দহন করা হয়।
② দহন দ্বারা নির্গত কার্বন ডাই অক্সাইড গ্যাস ইথানল-ইথানোলামাইন দ্রবণ দ্বারা শোষিত হয় এবং কার্বন ডাই অক্সাইড ইথানোলামাইনের সাথে বিক্রিয়া করে অপেক্ষাকৃত স্থিতিশীল 2-হাইড্রোক্সিথাইলামাইন কার্বক্সিলিক অ্যাসিড তৈরি করে।
③ KOH ব্যবহার করে অ-জলীয় টাইট্রেশন।
এই পদ্ধতিতে ব্যবহৃত রিএজেন্টগুলি বিষাক্ত, দীর্ঘমেয়াদী এক্সপোজার মানব স্বাস্থ্যকে প্রভাবিত করবে এবং এটি পরিচালনা করা কঠিন, বিশেষ করে যখন কার্বনের পরিমাণ বেশি থাকে, তখন সমাধানটি অবশ্যই পূর্বনির্ধারিত হতে হবে এবং আপনি যদি সতর্ক না হন তবে কার্বন চলবে দূরে এবং ফলাফল কম হবে। অ-জলীয় টাইট্রেশন পদ্ধতিতে ব্যবহৃত রিএজেন্টগুলি বেশিরভাগই দাহ্য, এবং পরীক্ষায় উচ্চ-তাপমাত্রা গরম করার অপারেশন জড়িত, তাই অপারেটরের যথেষ্ট নিরাপত্তা সচেতনতা থাকতে হবে।
5. ক্রোমাটোগ্রাফি
গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফির সাথে মিলিত ফ্লেম অ্যাটোমাইজেশন ডিটেক্টর, নমুনাটিকে হাইড্রোজেনে উত্তপ্ত করা হয়, এবং তারপরে নির্গত গ্যাসগুলি (যেমন CH4 এবং CO) ফ্লেম অ্যাটোমাইজেশন ডিটেক্টর-গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি ব্যবহার করে সনাক্ত করা হয়। কিছু ব্যবহারকারী উচ্চ-বিশুদ্ধ লোহাতে কার্বনের পরিমাণ পরীক্ষা করতে এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করেন, বিষয়বস্তু 4 ug/g, এবং বিশ্লেষণের সময় 50 মিনিট।
এই পদ্ধতিটি অত্যন্ত কম কার্বন সামগ্রী এবং পরীক্ষার ফলাফলের জন্য উচ্চ প্রয়োজনীয়তার ব্যবহারকারীদের জন্য উপযুক্ত।
6. ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পদ্ধতি
একজন ব্যবহারকারী সংকর ধাতুতে কম কার্বনের উপাদান নির্ধারণের জন্য পটেনটিওমেট্রিক বিশ্লেষণের ব্যবহার চালু করেছিলেন: একটি আবেশ চুল্লিতে লোহার নমুনা অক্সিডাইজ করার পরে, পটাসিয়াম কার্বনেট কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট দ্বারা গঠিত একটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ঘনত্ব কোষ বায়বীয় পণ্যগুলি বিশ্লেষণ এবং পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল, যার ফলে কার্বনের ঘনত্ব নির্ণয় করা হয়। পদ্ধতিটি কার্বনের খুব কম ঘনত্ব নির্ধারণের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত, এবং রেফারেন্স গ্যাসের গঠন এবং নমুনার অক্সিডেশন হার পরিবর্তন করে বিশ্লেষণের নির্ভুলতা এবং সংবেদনশীলতা নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে।
এই পদ্ধতির ব্যবহারিক প্রয়োগ খুব কমই হয়, এবং তাদের অধিকাংশই পরীক্ষামূলক গবেষণা পর্যায়ে থাকে।
7. অন-লাইন বিশ্লেষণ পদ্ধতি
ইস্পাত পরিশোধন করার সময়, রিয়েল টাইমে ভ্যাকুয়াম ফার্নেসের গলিত ইস্পাতে কার্বনের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করা প্রায়ই প্রয়োজন হয়। ধাতুবিদ্যা শিল্পের পণ্ডিতরা নিষ্কাশন গ্যাসের তথ্য ব্যবহার করে কার্বন ঘনত্ব অনুমান করার একটি উদাহরণ প্রবর্তন করেছেন: ভ্যাকুয়াম ডিকারবারাইজেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন ভ্যাকুয়াম পাত্রে অক্সিজেন খরচ ব্যবহার করে, গলিত ইস্পাতে কার্বন উপাদান অনুমান করতে অক্সিজেন এবং আর্গনের ঘনত্ব এবং প্রবাহের হার।
এমন ব্যবহারকারীরাও আছেন যারা গলিত ইস্পাত এবং সম্পর্কিত যন্ত্র এবং ডিভাইসগুলিতে ট্রেস কার্বন দ্রুত পরিমাপের জন্য একটি পদ্ধতি তৈরি করেছেন: ক্যারিয়ার গ্যাস গলিত ইস্পাতে প্রস্ফুটিত হয় এবং গলিত ইস্পাতে কার্বনের পরিমাণ বাহকের অক্সিডাইজড কার্বন থেকে অনুমান করা হয়। গ্যাস
অনুরূপ অনলাইন বিশ্লেষণ পদ্ধতি ইস্পাত তৈরির উত্পাদন প্রক্রিয়ার গুণমান ব্যবস্থাপনা এবং কর্মক্ষমতা নিয়ন্ত্রণের জন্য উপযুক্ত।
