Zirconium carbide
زرکونیم کاربائڈ (زیڈ آر سی) ایک انتہائی سخت ریفریکٹری سیرامک مواد ہے، جو تجارتی طور پر کاٹنے کے اوزار کے ٹول بٹس میں استعمال ہوتا ہے۔ اسے عام طور پر سنٹرنگ کے ذریعے پروسیس کیا جاتا ہے۔ خصوصیات یہ کیوبک کرسٹل ڈھانچے کے ساتھ سرمئی دھاتی پاؤڈر کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔ یہ انتہائی کٹاؤ مزاحم ہے۔ یہ گروپ IV انٹرسٹیشیل ٹرانزیشن-میٹل کاربائڈ الٹرا ہائی ٹمپریچر سیرامکس یا (یو ایچ ٹی سی) کا بھی رکن ہے۔ دھاتی بندھن کی موجودگی کی وجہ سے، زیڈ آر سی میں 20.5 ڈبلیو/ایم کے کی تھرمل چالکتا اور برقی چالکتا (مزاحمت ~ 43 ایم کیو سی ایم) ہے، یہ دونوں زرکونیم دھات سے ملتے جلتے ہیں۔ مضبوط کوولینٹ Zr-C بانڈ اس مواد کو بہت زیادہ پگھلنے کا نقطہ (~ 3530 °C)، اعلی ماڈیولس (~ 440 GPA) اور سختی (25 GPA) دیتا ہے۔ زیڈ آر سی کی کثافت دیگر کاربائڈز جیسے ڈبلیو سی (15.8 گرام/سی ایم 3)، ٹی اے سی (14.5 گرام/سی ایم 3) یا ایچ ایف سی (12.67 جی/سی ایم 3) کے مقابلے میں کم ہے۔ زیڈ آر سی دوبارہ داخل ہونے والی گاڑیوں، راکٹ/سکریم جیٹ انجنوں یا سپرسونک گاڑیوں میں استعمال کے لیے موزوں معلوم ہوتا ہے جس میں کم کثافت اور اعلی درجہ حرارت پر بوجھ اٹھانے کی صلاحیتیں اہم تقاضے ہیں۔ ریفریکٹری دھاتوں کے زیادہ تر کاربائڈز کی طرح، زرکونیم کاربائڈ ذیلی اسٹوچیومیٹرک ہوتا ہے، یعنی اس میں کاربن کی خالی جگہیں ہوتی ہیں۔ تقریبا ZrC0.98 سے زیادہ کاربن کے مواد پر مواد آزاد کاربن پر مشتمل ہوتا ہے۔ ZrC کاربن سے دھات کے تناسب کے لیے مستحکم ہے جو 0.65 سے 0.98 تک ہے۔ گروپ IVA دھاتی کاربائڈز، TiC، ZrC، اور SiC 100 'C پر بھی مضبوط آبی ایسڈ (HCl) اور مضبوط آبی اڈوں (NaOH) کے حملے کی طرف عملی طور پر غیر فعال ہیں، تاہم، ZrC HF کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ زرکونیم کاربائڈ اور ٹینٹلم کاربائڈ کا مرکب ایک اہم سیرمیٹ مواد ہے۔ استعمال ہافنیم فری زرکونیم کاربائڈ اور نیوبیئم کاربائڈ کو نیوکلیئر ری ایکٹروں میں ریفریکٹری کوٹنگ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کم نیوٹرون جذب کراس سیکشن اور تابکاری کے تحت کمزور نقصان کی حساسیت کی وجہ سے، یہ جوہری ایندھن کے یورینیم ڈائی آکسائیڈ اور تھوریم ڈائی آکسائیڈ کے ذرات کی کوٹنگ کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ کوٹنگ عام طور پر تھرمل کیمیائی بخارات کے جمع ہونے سے سیال شدہ بیڈ ری ایکٹر میں جمع ہوتی ہے۔ اس میں اعلی اخراج اور بلند درجہ حرارت پر اعلی موجودہ صلاحیت بھی ہے جو اسے تھرمو فوٹو وولٹک ریڈی ایٹرز اور فیلڈ ایمیٹر ٹپس اور صفوں میں استعمال کے لیے ایک امید افزا مواد کے طور پر پیش کرتی ہے۔ یہ کھرچنے والے کے طور پر، کلاڈنگ میں، سرمیٹس، تاپدیپت تنوں اور کاٹنے کے اوزار میں بھی استعمال ہوتا ہے۔ زرکونیم کاربائڈ کی پیداوار کئی طریقوں سے بنائی جا سکتی ہے۔ ایک طریقہ گرافائٹ کے ذریعہ زرکونیا کا کاربوتھرمک رد عمل ہے۔ اس کے نتیجے میں پاؤڈر بن جاتا ہے۔ اس کے بعد ڈینسفائیڈ زیڈ آر سی کو زیڈ آر سی کے پاؤڈر کو 2000 ڈگری سیلسیس سے اوپر کی طرف سنٹر کرکے بنایا جا سکتا ہے۔ زیڈ آر سی کا گرم دباؤ سنٹرنگ کے درجہ حرارت کو کم کر سکتا ہے اور اس کے نتیجے میں باریک دانے والے مکمل طور پر گھنے زیڈ آر سی کی پیداوار میں مدد مل سکتی ہے۔ اسپارک پلازما سنٹرنگ کا استعمال مکمل طور پر گھنے زیڈ آر سی تیار کرنے کے لیے بھی کیا گیا ہے۔ زرکونیم کاربائڈ کو حل پر مبنی پروسیسنگ کے ذریعے بھی تیار کیا جا سکتا ہے۔ یہ ایک دھاتی آکسائڈ کو ایسیٹیلاسیٹون کے ساتھ ریفلکس کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ بناوٹ کا ایک اور طریقہ کیمیائی بخارات کا جمع ہونا ہے۔ یہ زرکونیم سپنج کو گرم کرکے اور اس کے ذریعے ہالائڈ گیس کو تجزیہ کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ 800 ڈگری سیلسیس سے زیادہ ناقص آکسیکرن مزاحمت زیڈ آر سی کے استعمال کو محدود کرتی ہے۔ زیڈ آر سی کے آکسیکرن مزاحمت کو بہتر بنانے کا ایک طریقہ مرکب بنانا ہے۔ تجویز کردہ اہم مرکبات ZrC-ZrB2 اور ZrC-ZrB2-SiC مرکب ہیں۔ یہ مرکب 1800 ڈگری سیلسیس تک کام کر سکتے ہیں۔ اس کو بہتر بنانے کا ایک اور طریقہ یہ ہے کہ کسی دوسرے مواد کو رکاوٹ پرت کے طور پر استعمال کیا جائے جیسے کہ ٹرائسو ایندھن کے ذرات میں۔ حوالہ جات زرکونیم (IV) مرکبات کاربائڈز سپر ہارڈ مواد ریفریکٹری مواد راک سالٹ کرسٹل ڈھانچہ