बहुत उच्च तापमान (पिघलने के तापमान के 0.5 गुना से ऊपर) पर पदार्थों में क्रिप विरूपण का विशिष्ट व्यवहार क्या है?

व्याख्या:

बहुत उच्च तापमान पर क्रिप विरूपण को समझना

परिभाषा: क्रिप विरूपण एक समय-निर्भर और तापमान-निर्भर विरूपण है जो स्थिर प्रतिबल के अंतर्गत होता है। यह उन पदार्थों में विशेष रूप से चिंता का विषय है जो लंबे समय तक उच्च तापमान के संपर्क में रहते हैं, जैसे कि टरबाइन ब्लेड, जेट इंजन और बिजली संयंत्रों में पाए जाते हैं। जब पदार्थ अपने पिघलने के तापमान के लगभग 0.5 गुना से ऊपर के तापमान के संपर्क में आते हैं, तो वे महत्वपूर्ण क्रिप विरूपण प्रदर्शित करते हैं।

क्रिप विरूपण का विशिष्ट व्यवहार: बहुत उच्च तापमान (पिघलने के तापमान के 0.5 गुना से ऊपर) पर, पदार्थ अक्सर महत्वपूर्ण प्लास्टिक विरूपण प्रदर्शित करते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि इतने उच्च तापमान पर तापीय ऊर्जा परमाणुओं को अधिक आसानी से गति करने की अनुमति देती है, जिससे परमाणु तलों का स्लाइडिंग और अव्यवस्थाओं की गति होती है। परिणामस्वरूप, पदार्थ स्थिर भार के अंतर्गत क्रमिक और निरंतर विरूपण का अनुभव करता है। यह कम तापमान के विपरीत है, जहाँ पदार्थ लोचदार विरूपण प्रदर्शित करने और भार हटा दिए जाने पर अपने मूल आकार में वापस आने की अधिक संभावना रखते हैं।

क्रिप विरूपण के तंत्र: क्रिप प्रक्रिया को तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

• प्राथमिक क्रिप: इस प्रारंभिक चरण को घटते क्रिप दर की विशेषता है। पदार्थ प्रारंभिक तेजी से विरूपण का अनुभव करता है, लेकिन जैसे-जैसे कार्य कठोरता होती है, विरूपण की दर धीमी हो जाती है।
• द्वितीयक क्रिप: जिसे स्थिर-अवस्था क्रिप भी कहा जाता है, इस चरण को स्थिर क्रिप दर की विशेषता है। कार्य कठोरता और पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं के बीच संतुलन विरूपण की स्थिर दर की ओर ले जाता है। यह चरण आमतौर पर किसी पदार्थ के क्रिप जीवन के अधिकांश भाग पर कब्जा कर लेता है।
• तृतीयक क्रिप: इस अंतिम चरण में, क्रिप दर तेज हो जाती है जिससे अंततः विफलता होती है। यह सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तनों की शुरुआत के कारण है जैसे कि रिक्तियों और दरारों का निर्माण और विकास।

क्रिप विरूपण को प्रभावित करने वाले कारक: कई कारक पदार्थों में क्रिप विरूपण की दर और सीमा को प्रभावित करते हैं:

• तापमान: जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, उच्च तापमान परमाणु प्रसार और अव्यवस्था आंदोलन की दर को बढ़ाते हैं, जिससे क्रिप विरूपण में तेजी आती है।
• लागू प्रतिबल: उच्च प्रतिबल स्तर अव्यवस्था आंदोलन के लिए प्रेरक बल को बढ़ाते हैं, जिससे अधिक विरूपण होता है।
• पदार्थ संरचना: अनाज का आकार, चरण संरचना और अवक्षेप या अन्य सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताओं की उपस्थिति क्रिप व्यवहार को प्रभावित कर सकती है। उदाहरण के लिए, महीन-दाने वाले पदार्थ आमतौर पर कम तापमान पर बेहतर क्रिप प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं, जबकि मोटे-दाने वाले पदार्थ उच्च तापमान पर बेहतर प्रदर्शन करते हैं।
• पर्यावरण: ऑक्सीजन या नमी जैसी प्रतिक्रियाशील प्रजातियों की उपस्थिति ऑक्सीडेटिव या संक्षारक क्षरण का कारण बन सकती है, जिससे क्रिप व्यवहार और प्रभावित होता है।

इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में महत्व: उच्च तापमान वाले वातावरण में उपयोग किए जाने वाले घटकों के डिजाइन और सुरक्षित संचालन के लिए क्रिप व्यवहार को समझना और भविष्यवाणी करना महत्वपूर्ण है। इंजीनियरों को गैस टरबाइन, परमाणु रिएक्टर और पेट्रोकेमिकल संयंत्रों जैसे अनुप्रयोगों के लिए सामग्री का चयन करते समय और घटकों को डिजाइन करते समय क्रिप विरूपण पर विचार करना चाहिए। इन अनुप्रयोगों के लिए उच्च क्रिप प्रतिरोध वाली सामग्री को लंबे समय तक विश्वसनीयता और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए प्राथमिकता दी जाती है।