دھاتوں اور ان کے مرکب مواد کی نشوونما اور استعمال کے لیے اکثر موثر کنٹرول اور کاربن اور سلفر کے مواد کے درست تعین کی ضرورت ہوتی ہے۔ دھاتی مواد میں کاربن بنیادی طور پر مفت کاربن، ٹھوس محلول کاربن اور مشترکہ کاربن کے ساتھ ساتھ سطح کے تحفظ کے لیے گیسی کاربن، کاربرائزنگ اور لیپت نامیاتی کاربن کی شکل میں موجود ہے۔
فی الحال، دھاتوں میں کاربن کے مواد کا تجزیہ کرنے کے طریقوں میں بنیادی طور پر دہن کا طریقہ، اخراج سپیکٹرومیٹری، گیس والیومیٹرک طریقہ، غیر آبی محلول ٹائٹریشن کا طریقہ، انفراریڈ جذب کرنے کا طریقہ اور کرومیٹوگرافی شامل ہیں۔ چونکہ ہر پیمائش کے طریقہ کار میں اطلاق کی ایک خاص گنجائش ہوتی ہے، اور پیمائش کے نتائج بہت سے عوامل سے متاثر ہوتے ہیں، جیسے کاربن کی شکل، آیا کاربن کو آکسیکرن کے دوران مکمل طور پر چھوڑا جا سکتا ہے، خالی قدر وغیرہ، اسی طریقہ کار کی ایک خاص حد ہوتی ہے۔ مختلف مواقع میں درستگی۔ فرق یہ مقالہ موجودہ تجزیہ کے طریقوں، نمونے کے علاج، استعمال شدہ آلات اور دھاتوں میں کاربن کے استعمال کے شعبوں کو ترتیب دیتا ہے۔
1. اورکت جذب کرنے کا طریقہ
اورکت جذب کرنے کے طریقہ کار کی بنیاد پر تیار کردہ دہن اورکت جذب کرنے کا طریقہ کاربن (اور سلفر) کے مقداری تجزیہ کے لیے ایک خاص طریقہ ہے۔
اصول یہ ہے کہ CO2 پیدا کرنے کے لیے نمونے کو آکسیجن کے بہاؤ میں جلایا جائے۔ ایک خاص دباؤ کے تحت، اورکت شعاعوں کو جذب کرنے والی CO2 کی توانائی اس کے ارتکاز کے متناسب ہے۔ لہذا، اورکت جذب کرنے والے کے ذریعے بہنے والی CO2 گیس کی توانائی کی تبدیلی کو کاربن کی مقدار کا حساب لگانے کے لیے شمار کیا جا سکتا ہے۔
تصویر
دہن اورکت جذب کے طریقہ کار کا اصول
حالیہ برسوں میں، انفراریڈ گیس کے تجزیہ کی ٹیکنالوجی نے تیزی سے ترقی کی ہے، اور ہائی فریکوئنسی انڈکشن ہیٹنگ کمبشن اور انفراریڈ سپیکٹرم جذب کرنے کے اصول استعمال کرنے والے مختلف تجزیاتی آلات بھی تیزی سے نمودار ہوئے ہیں۔ اعلی تعدد دہن اورکت جذب کے طریقہ کار کے ذریعے کاربن اور سلفر کے تعین کے لیے، عام طور پر درج ذیل عوامل پر غور کیا جانا چاہیے: نمونے کی خشکی، برقی مقناطیسی انڈکٹنس، ہندسی سائز، نمونے کا سائز، قسم، تناسب، اضافے کی ترتیب اور بہاؤ کی مقدار، ترتیب خالی قیمت، وغیرہ
اس طریقہ کار میں درست مقدار اور کم مداخلت والی اشیاء کے فوائد ہیں۔ یہ ان صارفین کے لیے موزوں ہے جن کے پاس کاربن مواد کی درستگی کے لیے زیادہ تقاضے ہیں اور جن کے پاس پیداوار میں جانچ کے لیے کافی وقت ہے۔
2. اخراج سپیکٹروسکوپی
جب کوئی عنصر گرمی یا بجلی سے پرجوش ہوتا ہے، تو یہ زمینی حالت سے پرجوش حالت میں منتقل ہوجاتا ہے، اور پرجوش حالت بے ساختہ زمینی حالت میں واپس آجاتی ہے۔ پرجوش حالت سے زمینی حالت میں واپسی کے عمل میں، ہر عنصر کی خصوصیت کی سپیکٹرل لائنیں جاری کی جائیں گی، اور خصوصیت کی سپیکٹرل لائنوں کی شدت کے مطابق مواد کا تعین کیا جا سکتا ہے۔
تصویر
اخراج سپیکٹرومیٹر کا اصول
میٹالرجیکل انڈسٹری میں، پیداوار کی فوری ضرورت کی وجہ سے، یہ ضروری ہے کہ فرنس کے پانی میں موجود تمام بڑے عناصر کے مواد کا مختصر وقت میں تجزیہ کیا جائے، نہ کہ صرف کاربن کے مواد کا۔ اسپارک ڈائریکٹ ریڈنگ ایمیشن اسپیکٹومیٹر تیزی سے مستحکم نتائج حاصل کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے انڈسٹری کی پہلی پسند بن گئے ہیں۔ تاہم، اس طریقہ کار کے نمونے کی تیاری کے لیے مخصوص تقاضے ہیں۔
مثال کے طور پر، چنگاری سپیکٹرو میٹری کے ذریعے کاسٹ آئرن کے نمونوں کا تجزیہ کرتے وقت، یہ ضروری ہے کہ تجزیہ کی سطح پر موجود کاربن کاربائیڈز کی شکل میں موجود ہو، اور کوئی مفت گریفائٹ نہیں ہونا چاہیے، ورنہ تجزیہ کے نتائج متاثر ہوں گے۔ کچھ صارفین پتلی سلائس کے نمونوں کو تیزی سے ٹھنڈا کرنے اور سفید کرنے کی خصوصیات سے فائدہ اٹھاتے ہیں، اور نمونوں کو پتلی سلائسوں میں بنانے کے بعد، کاسٹ آئرن میں کاربن کی مقدار کا تعین چنگاری سپیکٹروسکوپک تجزیہ کے ذریعے کیا جاتا ہے۔
چنگاری سپیکٹرو میٹری کے ذریعے کاربن سٹیل کے لکیری نمونوں کا تجزیہ کرتے وقت، نمونوں پر سختی سے کارروائی کی جانی چاہیے اور تجزیہ کی درستگی کو بہتر بنانے کے لیے نمونوں کو چنگاری اسٹینڈ پر "سیدھے" یا "فلیٹ" پر رکھا جانا چاہیے۔
3. طول موج کے منتشر ایکسرے کا طریقہ
طول موج کے منتشر ایکس رے تجزیہ کار تیزی سے اور بیک وقت متعدد عناصر کا تعین کر سکتے ہیں۔
تصویر
طول موج کے منتشر ایکس رے فلوروسینس سپیکٹرومیٹر کا اصول
ایکس رے کی حوصلہ افزائی کے تحت، پیمائش شدہ عنصر کے ایٹموں کی اندرونی تہہ میں موجود الیکٹران توانائی کی سطح پر منتقلی سے گزرتے ہیں اور ثانوی ایکس رے (یعنی ایکس رے فلوروسینس) خارج کرتے ہیں۔ طول موج کا منتشر ایکس رے فلوروسینس اسپیکٹرومیٹر (WDXRF) روشنی کو تقسیم کرنے کے لیے ایک کرسٹل کا استعمال کرتا ہے اور پھر ڈیٹیکٹر کو متنوع خصوصیت والے ایکس رے سگنل موصول ہوتا ہے۔ اگر سپیکٹروسکوپک کرسٹل اور ڈیٹیکٹر ہم آہنگی کے ساتھ حرکت کرتے ہیں اور تفاوت کے زاویے کو مسلسل تبدیل کرتے ہیں، تو نمونے میں مختلف عناصر سے تیار کردہ خصوصیت والی ایکس رے کی طول موج اور ہر طول موج کی ایکس رے کی شدت حاصل کی جا سکتی ہے، اور معیار اور مقداری تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔ کے مطابق کیا جا سکتا ہے. . یہ آلہ 1950 کی دہائی میں تیار کیا گیا تھا، اور اس نے توجہ مبذول کرائی ہے کیونکہ یہ بیک وقت پیچیدہ نظاموں میں متعدد اجزاء کی پیمائش کر سکتا ہے۔ خاص طور پر جیولوجیکل ڈیپارٹمنٹ میں، اس آلے کو یکے بعد دیگرے لیس کیا گیا ہے، اور تجزیہ کی رفتار کو نمایاں طور پر بہتر کیا گیا ہے، جس نے ایک اہم کردار ادا کیا ہے۔
تاہم، ہلکے عنصر کاربن کی خصوصیت کی تابکاری کی طویل طول موج اور کم فلوروسینس پیداوار کی وجہ سے، بھاری میٹرکس مواد جیسے کہ اسٹیل میں، میٹرکس کے ذریعے کاربن کی خصوصیت والی تابکاری کو جذب اور توجہ بہت زیادہ ہے، وغیرہ، جو اکثر کاربن کے XRF تجزیہ میں بعض مسائل پیدا کرتے ہیں۔ مشکل اس کے علاوہ، ایک ایکس رے فلوروسینس آلے کے ساتھ سٹیل میں کاربن کی پیمائش کرتے وقت، اگر زمینی نمونے کی سطح کو مسلسل 10 بار ناپا جائے، تو یہ معلوم ہو سکتا ہے کہ کاربن کے مواد کی قدر میں مسلسل اضافہ ہو رہا ہے۔ لہذا، اس طریقہ کار کا اطلاق پہلے دو کی طرح وسیع نہیں ہے۔
4. غیر آبی محلول ٹائٹریشن کا طریقہ
غیر آبی ٹائٹریشن غیر آبی سالوینٹ میں ٹائٹریشن انجام دینے کا ایک طریقہ ہے۔ یہ طریقہ کچھ کمزور تیزابوں اور کمزور اڈوں کو بنا سکتا ہے جنہیں پانی کے محلول میں ٹائٹریٹ نہیں کیا جاسکتا ہے تاکہ ان کی تیزابیت اور الکلینٹی کو بڑھانے کے لیے مناسب سالوینٹ کا انتخاب کرنے کے بعد ٹائٹریٹ کیا جاسکے۔ پانی میں CO2 محلول سے پیدا ہونے والے کاربونک ایسڈ میں تیزابیت کمزور ہوتی ہے اور مختلف نامیاتی ری ایجنٹس کو منتخب کرکے درست طریقے سے ٹائٹریٹ کیا جا سکتا ہے۔
ذیل میں عام طور پر استعمال ہونے والا غیر آبی ٹائٹریشن طریقہ ہے:
① نمونے کو کاربن اور گندھک کے تجزیہ کار کے ساتھ مماثل الیکٹرک آرک کمبشن فرنس کے ذریعے اعلی درجہ حرارت پر جلایا جاتا ہے۔
② دہن سے خارج ہونے والی کاربن ڈائی آکسائیڈ گیس ایتھانول-ایتھانولامین محلول کے ذریعے جذب ہوتی ہے، اور کاربن ڈائی آکسائیڈ نسبتاً مستحکم 2-ہائیڈروکسیتھیلامین کاربو آکسیلک ایسڈ پیدا کرنے کے لیے ایتھانولامین کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے۔
KOH کا استعمال کرتے ہوئے ③ غیر آبی ٹائٹریشن۔
اس طریقہ کار میں استعمال ہونے والے ریجنٹس زہریلے ہیں، طویل مدتی نمائش سے انسانی صحت پر اثر پڑے گا، اور اس کا کام کرنا مشکل ہے، خاص طور پر جب کاربن کی مقدار زیادہ ہو، تو محلول کو پہلے سے ترتیب دینا ضروری ہے، اور اگر آپ محتاط نہیں رہے تو کاربن چلائے گا۔ دور اور نتیجہ کم ہو جائے گا. غیر آبی ٹائٹریشن کے طریقہ کار میں استعمال ہونے والے ریجنٹس زیادہ تر آتش گیر ہوتے ہیں، اور تجربے میں زیادہ درجہ حرارت حرارتی آپریشن شامل ہوتا ہے، اس لیے آپریٹر کے پاس حفاظت سے متعلق کافی آگاہی ہونی چاہیے۔
5. کرومیٹوگرافی
شعلہ ایٹمائزیشن ڈیٹیکٹر گیس کرومیٹوگرافی کے ساتھ مل کر، نمونے کو ہائیڈروجن میں گرم کیا جاتا ہے، اور پھر خارج ہونے والی گیسوں (جیسے CH4 اور CO) کو شعلہ ایٹمائزیشن ڈیٹیکٹر-گیس کرومیٹوگرافی کا استعمال کرتے ہوئے پتہ لگایا جاتا ہے۔ کچھ صارفین یہ طریقہ استعمال کرتے ہیں کہ وہ اعلی پاکیزگی والے آئرن میں کاربن کی مقدار کا پتہ لگاسکتے ہیں، مواد 4 ug/g ہے، اور تجزیہ کا وقت 50 منٹ ہے۔
یہ طریقہ کاربن کے انتہائی کم مواد اور ٹیسٹ کے نتائج کے لیے زیادہ تقاضوں کے حامل صارفین کے لیے موزوں ہے۔
6. الیکٹرو کیمیکل طریقہ
ایک صارف نے کھوٹ میں کم کاربن مواد کا تعین کرنے کے لیے پوٹینٹیومیٹرک تجزیہ کا استعمال متعارف کرایا: انڈکشن فرنس میں لوہے کے نمونے کو آکسائڈائز کرنے کے بعد، پوٹاشیم کاربونیٹ ٹھوس الیکٹرولائٹ پر مشتمل ایک الیکٹرو کیمیکل ارتکاز سیل کو گیسی مصنوعات کا تجزیہ اور پیمائش کرنے کے لیے استعمال کیا گیا، اس طرح کاربن کی حراستی کا تعین. یہ طریقہ کاربن کی بہت کم ارتکاز کے تعین کے لیے خاص طور پر موزوں ہے، اور تجزیہ کی درستگی اور حساسیت کو حوالہ گیس کی ساخت اور نمونے کی آکسیکرن کی شرح کو تبدیل کر کے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔
اس طریقہ کار کا عملی اطلاق شاذ و نادر ہی ہوتا ہے، اور ان میں سے اکثر تجرباتی تحقیق کے مرحلے میں رہتے ہیں۔
7. آن لائن تجزیہ کا طریقہ
سٹیل کو ریفائن کرتے وقت، ویکیوم فرنس میں پگھلے ہوئے سٹیل میں کاربن کے مواد کو ریئل ٹائم میں کنٹرول کرنا اکثر ضروری ہوتا ہے۔ میٹالرجیکل انڈسٹری کے ماہرین نے ایگزاسٹ گیس کی معلومات کا استعمال کرتے ہوئے کاربن کے ارتکاز کا اندازہ لگانے کی ایک مثال پیش کی ہے: ویکیوم ڈیکاربرائزیشن کے عمل کے دوران ویکیوم کنٹینر میں آکسیجن کی کھپت کا استعمال، پگھلے ہوئے اسٹیل میں کاربن کے مواد کا اندازہ لگانے کے لیے آکسیجن اور آرگن کی ارتکاز اور بہاؤ کی شرح۔
ایسے صارفین بھی ہیں جنہوں نے پگھلے ہوئے سٹیل اور متعلقہ آلات اور آلات میں ٹریس کاربن کی تیزی سے پیمائش کرنے کا طریقہ تیار کیا ہے: کیریئر گیس کو پگھلے ہوئے سٹیل میں اڑا دیا جاتا ہے، اور پگھلے ہوئے سٹیل میں کاربن کی مقدار کا اندازہ کیرئیر میں موجود آکسیڈائزڈ کاربن سے لگایا جاتا ہے۔ گیس
اسی طرح کے آن لائن تجزیہ کے طریقے سٹیل میکنگ پروڈکشن کے عمل میں کوالٹی مینجمنٹ اور پرفارمنس کنٹرول کے لیے موزوں ہیں۔
