Zirconium alloys
زرکونیم مرکب دھات زرکونیم یا دیگر دھاتوں کے ٹھوس حل ہیں، ایک عام ذیلی گروہ جس کا تجارتی نشان زرکالوئے ہے۔ زرکونیم میں تھرمل نیوٹرانوں کا بہت کم جذب کراس سیکشن، اعلی سختی، لچک اور کٹاؤ کی مزاحمت ہوتی ہے۔ زرکونیم مرکب دھاتوں کے اہم استعمال میں سے ایک جوہری ٹیکنالوجی میں ہے، بطور جوہری ری ایکٹروں، خاص طور پر پانی کے ری ایکٹروں میں ایندھن کی سلاخوں کی کلاڈنگ۔ نیوکلیئر گریڈ زرکونیم مرکب دھاتوں کی ایک عام ساخت 95 وزن فیصد سے زیادہ زرکونیم اور 2 فیصد سے کم ٹن، نیوبیم، آئرن، کرومیم، نکل اور دیگر دھاتیں ہیں، جو مکینیکل خصوصیات اور کٹاؤ کی مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے شامل کی جاتی ہیں۔ ری ایکٹر زرکونیم مرکب دھاتوں کی پانی کی ٹھنڈک آکسیکرن سے متعلق نوڈولر کٹاؤ کے خلاف ان کی مزاحمت کی ضرورت کو بڑھاتا ہے۔ مزید برآں، پانی کے ساتھ زرکونیم کا آکسیڈیٹیو رد عمل ہائیڈروجن گیس خارج کرتا ہے، جو جزوی طور پر مرکب میں پھیل جاتا ہے اور زرکونیم ہائیڈرائڈز بناتا ہے۔ ہائیڈرائڈز کم گھنے ہوتے ہیں اور مرکب کے مقابلے میں میکانکی طور پر کمزور ہوتے ہیں۔ ان کی تشکیل کے نتیجے میں کلاڈنگ میں چھالے پڑتے ہیں اور دراڑیں پڑ جاتی ہیں-یہ ایک ایسا رجحان ہے جسے ہائیڈروجن ایمبریٹلمنٹ کہا جاتا ہے۔ پیداوار اور خصوصیات تجارتی غیر جوہری درجے کے زرکونیم میں عام طور پر ہافنیم کا 1-5% ہوتا ہے، جس کا نیوٹران جذب کراس سیکشن زرکونیم سے 600 گنا زیادہ ہوتا ہے۔ لہذا ری ایکٹر ایپلی کیشنز کے لیے ہافنیم کو تقریبا مکمل طور پر ہٹا دیا جانا چاہیے (مرکب کے <0.02% تک کم کر دیا جانا چاہیے)۔ نیوکلیئر گریڈ زرکونیم مرکب دھاتوں میں 95 ٪ سے زیادہ Zr ہوتا ہے، اور اس وجہ سے ان کی زیادہ تر خصوصیات خالص زرکونیم سے ملتی جلتی ہیں۔ تھرمل نیوٹرانوں کے لیے جذب کراس سیکشن زرکونیم کے لیے 0.18 بارن ہے، جو کہ لوہے (2.4 بارن) اور نکل (4.5 بارن) جیسی عام دھاتوں کے مقابلے میں بہت کم ہے۔ عام ری ایکٹر گریڈ مرکب دھاتوں کی ساخت اور اہم ایپلی کیشنز کا خلاصہ ذیل میں دیا گیا ہے۔ ان مرکب دھاتوں میں 0.3 فیصد سے بھی کم آئرن اور کرومیم اور 0.1-0.14 فیصد آکسیجن ہوتی ہے۔ ZIRLO کا مطلب ہے زرکونیم کم آکسیکرن۔ مائکرو اسٹرکچر 1100 K سے کم درجہ حرارت پر، زرکونیم مرکب مرکب کا تعلق ہیکساگونل کرسٹل فیملی (ایچ سی پی) سے ہے۔ اس کی مائیکرو اسٹرکچر، جو کیمیائی حملے سے ظاہر ہوتی ہے، سوئی جیسے دانے دکھاتی ہے جو کہ ویڈمینسٹاٹن پیٹرن کی طرح ہے۔ مرحلے کی منتقلی کے درجہ حرارت (α-Zr سے β-Zr) سے نیچے اینیل کرنے پر اناج کو 3 سے 5 مائیکرو میٹر تک مختلف سائز کے ساتھ مساوی کیا جاتا ہے۔ ڈویلپمنٹ زرکلائے 1 کو ایڈمرل ایچ جی کے ذریعے زرکونیم کے منتخب ہونے کے بعد تیار کیا گیا تھا۔ 1940 کی دہائی کے آخر میں ہائی فلکس زون ری ایکٹر اجزاء کے لیے ساختی مواد کے طور پر ریکوور اور پروٹو ٹائپ سب میرین ری ایکٹرز میں فیول پیلٹ ٹیوب بنڈلوں کے لیے کلاڈنگ۔ انتخاب طاقت، کم نیوٹران کراس سیکشن اور کٹاؤ مزاحمت کے امتزاج کی وجہ سے تھا۔ زیرکالوئے-2 کو نادانستہ طور پر زیرکالوئے-1 کو ایک مصلوب میں پگھلا کر تیار کیا گیا تھا جو پہلے سٹینلیس سٹیل کے لیے استعمال ہوتا تھا۔ نئے مرکب نی سے پاک ہوتے ہیں، جن میں زرکالوئے-4، زرلو اور ایم 5 (1 فیصد نیوبیئم کے ساتھ) شامل ہیں۔ زرکونیم مرکب دھات کا آکسیکرن زرکونیم مرکب دھات آسانی سے آکسیجن کے ساتھ تعامل کرتا ہے، جس سے نینو میٹر پتلی غیر فعال پرت بنتی ہے۔ مرکب دھاتوں کی کٹاؤ مزاحمت نمایاں طور پر خراب ہو سکتی ہے جب کچھ نجاست (جیسے. 40 پی پی ایم سے زیادہ کاربن یا 300 پی پی ایم سے زیادہ نائٹروجن) موجود ہوتے ہیں۔ زرکونیم مرکب دھاتوں کی کٹاؤ مزاحمت کو سیاہ چمکدار زرکونیم آکسائڈ کی موٹی غیر فعال پرت کی جان بوجھ کر نشوونما سے بڑھایا جاتا ہے۔ نائٹرائڈ کوٹنگز بھی استعمال کی جا سکتی ہیں۔ اگرچہ اس بات پر کوئی اتفاق رائے نہیں ہے کہ آیا زرکونیم اور زرکونیم مرکب میں آکسیکرن کی شرح ایک جیسی ہے، زرکلائے 2 اور 4 اس سلسلے میں بہت یکساں سلوک کرتے ہیں۔ آکسیکرن ہوا یا پانی میں ایک ہی شرح سے ہوتا ہے اور ماحول کی حالت میں یا زیادہ خلا میں آگے بڑھتا ہے۔ زرکونیم ڈائی آکسائیڈ کی ایک ذیلی مائکرو میٹر پتلی پرت سطح میں تیزی سے بنتی ہے اور آکسیجن کے مزید پھیلاؤ اور اس کے بعد کے آکسیکرن کو روکتی ہے۔ درجہ حرارت اور دباؤ پر آکسیکرن کی شرح R کے انحصار کو R = 13.9 · P1/6 · exp (− 1.47/kBT) کے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ آکسیکرن کی شرح R کا اظہار یہاں گرام/(cm2· سیکنڈ) میں کیا گیا ہے۔ P ماحول میں دباؤ ہے، جو کہ ماحول کے دباؤ پر عنصر P1/6 = 1 ہے۔ چالو کرنے کی توانائی 1.47 eV ہے۔ kB بولٹزمین مستقل (8.617 eV/K) ہے اور T کیلون میں مطلق درجہ حرارت ہے۔ اس طرح آکسیکرن کی شرح R 10−20 گرام فی 1 m2 رقبہ فی سیکنڈ 0 ڈگری سیلسیس پر، 6 گرام m−2s−1 300 ڈگری سیلسیس پر، 5.4 ملی گرام m−2s−1 700 ڈگری سیلسیس پر اور 300 ملی گرام m−2s−1 1000 ڈگری سیلسیس پر ہے۔ اگرچہ آکسیکرن کی کوئی واضح حد نہیں ہے، لیکن یہ کئی سو ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت پر بڑے پیمانے پر نمایاں ہو جاتا ہے۔ بھاپ کے ذریعے زرکونیم کی آکسیکرن دھاتی زرکونیم کا ایک نقصان یہ ہے کہ جوہری ری ایکٹر میں کولینٹ کے نقصان کے حادثے کی صورت میں۔ زرکونیم کلاڈنگ اوپر پانی کی بھاپ کے ساتھ تیزی سے رد عمل ظاہر کرتی ہے۔ پانی کے ذریعے زرکونیم کی آکسیکرن ہائیڈروجن گیس کے اخراج کے ساتھ ہوتی ہے۔ یہ آکسیکرن اعلی درجہ حرارت پر تیز ہوتا ہے، مثال کے طور پر۔ ری ایکٹر کور کے اندر اگر ایندھن کی اسمبلیاں اب مکمل طور پر مائع پانی سے ڈھکی نہیں ہیں اور ناکافی طور پر ٹھنڈی ہیں۔ دھاتی زرکونیم کو پھر پانی کے پروٹونوں کے ذریعے مندرجہ ذیل ریڈوکس رد عمل کے مطابق ہائیڈروجن گیس بنانے کے لیے آکسائڈائز کیا جاتا ہے: D2O ڈیوٹیریم آکسائڈ کی موجودگی میں Zr + 2 H2O → ZrO2 + 2 H2 زرکونیم کلاڈنگ اکثر اگلی نسل کے دباؤ والے بھاری پانی کے ری ایکٹرز میں ماڈریٹر اور کولینٹ کے طور پر استعمال ہوتا ہے جسے CANDU نے جوہری ری ایکٹرز کے طور پر ڈیزائن کیا ہے جو ڈیوٹیریم آکسائڈ بھاپ کی نمائش پر اسی آکسیکرن کا اظہار کرے گا: Zr + 2 D2O → ZrO2 + 2 D2 یہ ایکسوتھرمک رد عمل، اگرچہ صرف اعلی درجہ حرارت پر ہوتا ہے، الکالی دھاتوں (جیسے سوڈیم یا پوٹاشیم) کی طرح ہے۔ یہ پانی کے ذریعہ لوہے کے اینیروبک آکسیکرن سے بھی قریب سے ملتا جلتا ہے (انٹون لاوویسیئر کے ذریعہ اپنے تجربات کے لیے ہائیڈروجن تیار کرنے کے لیے اعلی درجہ حرارت پر استعمال ہونے والا رد عمل)۔ یہ ردعمل 1979 میں تھری مائل آئی لینڈ نیوکلیئر جنریٹنگ اسٹیشن کی ری ایکٹر کی عمارت کے اندر پہلی بار مشاہدہ کیے گئے ایک چھوٹے سے ہائیڈروجن دھماکے کے حادثے کا ذمہ دار تھا جس سے کنٹینمنٹ کی عمارت کو کوئی نقصان نہیں پہنچا۔ 11 مارچ 2011 کی تباہی کے دوران متعلقہ زلزلے اور سونامی کے واقعات کی وجہ سے ری ایکٹر کولنگ میں خلل پڑنے کے بعد فوکوشیما داچی نیوکلیئر پاور پلانٹ (جاپان) کے ابلتے ہوئے پانی کے ری ایکٹر 1، 2 اور 3 میں بھی یہی رد عمل ہوا، جس کی وجہ سے فوکوشیما داچی جوہری تباہی ہوئی۔ ہائیڈروجن گیس کو ری ایکٹر کی دیکھ بھال کے ہالوں میں داخل کیا گیا اور اس کے نتیجے میں ہوا آکسیجن کے ساتھ ہائیڈروجن کے دھماکہ خیز مرکب میں دھماکہ ہوا۔ دھماکوں سے بیرونی عمارتوں اور کم از کم ایک کنٹینمنٹ عمارت کو شدید نقصان پہنچا۔ یہ ردعمل چرنوبل حادثے کے دوران بھی ہوا، جب ری ایکٹر سے بھاپ نکلنے لگی۔ پانی سے ٹھنڈا ہونے والے ری ایکٹر پر مشتمل بہت سی عمارتوں میں دھماکہ خیز مواد کی حد تک پہنچنے سے پہلے ہی کمرے کے درجہ حرارت پر ہائیڈروجن اور آکسیجن کو تیزی سے پانی میں تبدیل کرنے کے لیے اتپریرک پر مبنی غیر فعال آٹو کیٹالیٹک ریکومبائنر یونٹ نصب ہوتے ہیں۔ ہائیڈرائڈز اور ہائیڈروجن کے ٹوٹنے کی تشکیل مذکورہ آکسیکرن کے منظر نامے میں، خارج شدہ ہائیڈروجن کا 5-20% زرکونیم ہائیڈرائڈز بنانے والے زرکونیم مرکب کلاڈنگ میں پھیل جاتا ہے۔ ہائیڈروجن کی پیداوار کا عمل میکانکی طور پر سلاخوں کے کلاڈنگ کو بھی کمزور کر دیتا ہے کیونکہ ہائیڈرائڈز میں زرکونیم یا اس کے مرکب دھاتوں کے مقابلے میں کم لچک اور کثافت ہوتی ہے، اور اس طرح ہائیڈروجن کے جمع ہونے پر چھالے اور دراڑیں بن جاتی ہیں۔ اس عمل کو ہائیڈروجن ایمبریٹلمنٹ بھی کہا جاتا ہے۔ یہ اطلاع دی گئی ہے کہ ہائیڈرائڈز کے اندر ہائیڈروجن کا ارتکاز بھی پریپیٹیٹس کے نیوکلیئشن سائٹ پر منحصر ہے۔ کسی تباہ شدہ نیوکلیئر ری ایکٹر میں کولینٹ ایکسیڈنٹ (ایل او سی اے) کے نقصان کی صورت میں، ہائیڈروجن ایمبریٹلمنٹ اعلی درجہ حرارت والی بھاپ کے سامنے آنے والی ایندھن کی سلاخوں کے زرکونیم مرکب کلاڈنگ کے انحطاط کو تیز کرتا ہے۔ زرکونیم مرکب دھاتوں کو جوہری صنعت میں زرکونیم کی اعلی طاقت اور کم نیوٹران جذب کراس سیکشن کی وجہ سے فیول راڈ کلاڈنگ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ تشکیل کے دوران اور ری ایکٹر حادثے کی صورت میں زیادہ دباؤ کی شرح کے لوڈنگ کے حالات سے مشروط ہو سکتا ہے۔ اس تناظر میں، تناؤ کی شرح پر منحصر مکینیکل خصوصیات، کرسٹلگرافک ساخت اور اخترتی کے طریقوں، جیسے پرچی اور اخترتی جڑواں کے درمیان تعلق۔ سلپ زرکونیم میں کمرے کے درجہ حرارت پر ایک ہیکساگونل کلوز پیکڈ کرسٹل اسٹرکچر (ایچ سی پی) ہوتا ہے، جہاں ایک پریسمٹک سلپ میں سب سے کم اہم حل شدہ شیر کا دباؤ ہوتا ہے۔ ایک پھسلنا اکائی خلیے کے محور کے لیے آرتھوگنل ہوتا ہے اور اس لیے، اس کے ساتھ ساتھ اخترتی کو ایڈجسٹ نہیں کر سکتا۔ پانچ آزاد سلپ طریقوں کو بنانے اور پولی کرسٹل میں صوابدیدی اخترتی کی اجازت دینے کے لیے، ثانوی اخترتی کے نظام جیسے اہرام کے طیاروں کے ساتھ جڑنا اور پہلی ترتیب یا دوسری ترتیب کے اہرام کے طیاروں پر سی + اے سلپ زیڈ آر پولی کرسٹل اخترتی میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ لہذا، ساخت اور تناؤ کی شرح کے فنکشن کے طور پر ڈیفارمیشن سلپ اور جڑواں طریقوں کی متعلقہ سرگرمی ڈیفارمیشن رویے کو سمجھنے میں اہم ہے۔ پروسیسنگ کے دوران انیسوٹروپک اخترتی حتمی زیڈ آر حصے کی ساخت کو متاثر کرتی ہے۔ پروسیسنگ میں ساخت پر قابو پانے اور سروس میں ممکنہ ناکامی کے طریقوں کی پیش گوئی کے لیے مسخ شدہ جڑواں اور پھسلن کی نسبتا برتری کو سمجھنا ضروری ہے۔ Zr میں معروف اخترتی کے نظام شکل 1 میں دکھائے گئے ہیں۔ ڈائلیوٹ زیڈ آر مرکب دھاتوں میں سب سے کم اہم حل شدہ شیر اسٹریس (سی آر ایس ایس) کے ساتھ ترجیحی کمرہ درجہ حرارت کی پرچی کا نظام ایک پریسمٹک پرچی ہے۔ پریسمٹک سلپ کا سی آر ایس ایس انٹرسٹیشیل مواد، خاص طور پر آکسیجن، کاربن اور نائٹروجن کے ساتھ بڑھتا ہے، اور بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ کم ہوتا ہے۔ اعلی طہارت والی سنگل کرسٹل Zr میں 10−4s−1 کی کم تناؤ کی شرح سے خراب ہونے والی بیسال سلپ صرف 550°C سے اوپر کے درجہ حرارت پر دیکھی گئی۔ کمرے کے درجہ حرارت پر، بیسال سلپ کو ثانوی سلپ سسٹم کے طور پر ایک پریسمٹک سلپ کے طور پر تھوڑی مقدار میں دیکھا جاتا ہے، اور ہائی اسٹریین ریٹ لوڈنگ کے دوران فروغ دیا جاتا ہے۔ Zr کے کمرے کے درجہ حرارت کی اخترتی کے مطالعے، بیسال سلپ کو بعض اوقات نظر انداز کر دیا جاتا ہے اور یہ دکھایا گیا ہے کہ کمرے کے درجہ حرارت پر میکروسکوپک تناؤ کے ردعمل کو متاثر نہیں کرتا ہے۔ تاہم، تجارتی طہارت Zr میں سنگل کرسٹل روم کے درجہ حرارت مائکروکینٹائلور ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ ایک بیسال سلپ میں ایک پریسمٹک سلپ کے مقابلے میں صرف 1.3 گنا زیادہ CRSS ہوتا ہے، جو ایک سازگار تناؤ کی حالت کو دیکھتے ہوئے پولی کرسٹل کی اخترتی میں نمایاں سرگرمی کا اشارہ کرے گا۔ فرسٹ آرڈر سی + اے اہرام والی سلپ میں سی آر ایس ایس ایک پریسمٹک سلپ سے 3.5 گنا زیادہ ہوتا ہے۔ دوسرے درجے کے اہرام والے طیاروں پر پھسلنا Zr مرکب دھاتوں میں شاذ و نادر ہی دیکھا جاتا ہے، لیکن عام طور پر θc + aÂ1st-آرڈر اہرام والی پھسلن کا مشاہدہ کیا جاتا ہے۔ جینسن اور بیکفین نے ایکسکس لوڈنگ کے دوران طیاروں پر ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ایکس ڈیفارمیشن ٹوئننگ ڈیفارمیشن ٹوئننگ ایک کرسٹل مواد میں مربوط شیر کی تبدیلی پیدا کرتی ہے۔ جڑواں اقسام کو سنکچن (سی 1، سی 2) یا ایکسٹینشن (ٹی 1، ٹی 2) جڑواں بچوں کے طور پر درجہ بند کیا جا سکتا ہے، جو ہیکساگونل کلوز پیکڈ (ایچ سی پی) یونٹ سیل کے محور کو سکڑنے یا بڑھانے کے لیے تناؤ کو ایڈجسٹ کرتے ہیں۔ جڑواں ہونے کی وضاحت کرسٹلگرافک طور پر اس کے جڑواں طیارہ K1، جڑواں اور پیرنٹ میٹریل میں آئینے کا طیارہ، اور η1، جو جڑواں شیر کی سمت ہے، سے ہوتی ہے۔ زیڈ آر میں بگاڑنے والے جڑواں بچے عام طور پر لینٹکولر شکل کے ہوتے ہیں، جو η1 سمت میں لمبے ہوتے ہیں اور K1 سطح کے ساتھ عام طور پر موٹے ہوتے ہیں۔ جڑواں طیارہ، شیر کی سمت، اور شیر طیارہ ایک آرتھوگنل سیٹ کے بنیادی ویکٹر بناتے ہیں۔ والدین اور جڑواں کے درمیان محور-زاویے کا غلط رخ کا تعلق شیر طیارہ کی معمول کی سمت P کے بارے میں زاویے کی گردش ہے۔ زیادہ عام طور پر، جڑواں بچوں کو ایک محور (η1 یا K1 نارمل سمت) کے ارد گرد 180° گردش، یا ایک طیارہ میں آئینے کی عکاسی (K1 یا η1 نارمل طیارہ) کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے۔ زرکونیم میں غالب جڑواں قسم K1 = {101 n2} η1 = <101 n1> (T1) جڑواں ہے، اور اس {101 n2} <101 n1> جڑواں کے لیے، چار تبدیلیوں کے درمیان کوئی فرق نہیں ہے، کیونکہ وہ مساوی ہیں۔ ایچ سی پی کرسٹل ڈھانچے میں ہم آہنگی کی وجہ سے، ہر قسم کے لیے چھ کرسٹلگرافک طور پر مساوی جڑواں قسمیں موجود ہیں۔ دانے میں ایک ہی قسم کے مختلف جڑواں متغیرات کو ان کے محور-زاویے کی والدین سے انحراف سے ممتاز نہیں کیا جا سکتا، جو جڑواں قسم کے تمام متغیرات کے لیے یکساں ہیں۔ پھر بھی، انہیں لوڈنگ محور کے حوالے سے ان کی مطلق سمتوں کا استعمال کرتے ہوئے الگ کیا جا سکتا ہے، اور کچھ معاملات میں (سیکشننگ پلین پر منحصر ہے)، جڑواں باؤنڈری ٹریس۔ کسی بھی نمونے میں بننے والی بنیادی جڑواں قسم کا انحصار تناؤ کی حالت اور شرح، درجہ حرارت اور کرسٹل واقفیت پر ہوتا ہے۔ میکروسکوپک نمونوں میں، یہ عام طور پر کرسٹلگرافک ساخت، اناج کے سائز، اور مسابقتی اخترتی کے طریقوں (یعنی، ڈسلوکیشن سلپ) سے مضبوطی سے متاثر ہوتا ہے، جو لوڈنگ محور اور سمت کے ساتھ مل کر ہوتا ہے۔ T1 جڑواں قسم کمرے کے درجہ حرارت اور نیم جامد تناؤ کی شرحوں پر غالب ہے۔ مائع نائٹروجن کے درجہ حرارت پر موجود جڑواں اقسام ہیں۔ (C1 جڑواں) اور (T1 جڑواں)۔ ایک اور قسم کے ثانوی جڑواں بچے بنیادی جڑواں بچوں کے اندر بن سکتے ہیں کیونکہ کرسٹل کو لوڈنگ محور کے حوالے سے دوبارہ ترتیب دیا جاتا ہے۔ سی 2 کمپریسیو جڑواں نظام (C2 کمپریسیو جڑواں نظام) صرف اعلی درجہ حرارت پر فعال ہوتا ہے، اور 550 ڈگری سیلسیس پر اخترتی کے دوران بیسال سلپ کو ترجیح دیتے ہوئے فعال ہوتا ہے۔ نقالی کے طریقوں پر لوڈنگ کے حالات کا اثر کاشنر اور گرے مشاہدہ کرتے ہیں کہ 0.001 s−1 اور 3500 s−1 کی حد میں بڑھتے ہوئے تناؤ کی شرح کے ساتھ پیداوار کے تناؤ میں اضافہ ہوتا ہے، اور یہ کہ پیداوار کے تناؤ میں تناؤ کی شرح کی حساسیت اس وقت زیادہ ہوتی ہے جب بنیادی طیاروں کے مقابلے میں بنیادی طور پر پریسمٹک طیاروں کے ساتھ ساخت کے اجزاء کے ساتھ یک جہتی سے دباؤ ڈالا جاتا ہے۔ وہ یہ نتیجہ اخذ کرتے ہیں کہ بہاؤ کے تناؤ کی شرح کی حساسیت پیئرلز قوتوں کے مطابق ہے جو پھسلن پر غلبہ والی اخترتی کے دوران کم ہم آہنگی والی دھاتوں میں نقل مکانی کی حرکت کو روکتی ہے۔ یہ کمرے کے درجہ حرارت کی اخترتی کے ابتدائی مراحل میں درست ہے، جو کہ Zr میں عام طور پر پھسلنا غالب ہوتا ہے۔ بنیادی طور پر پریسمٹک طیاروں کے ساتھ ساخت کے اجزاء کے ساتھ کمپریس کیے گئے نمونے بنیادی طور پر بیسال طیاروں کے ساتھ ساخت کے اجزاء کے مقابلے میں کم دباؤ پر حاصل ہوتے ہیں، جو <c + a> اہرام کی پرچی کے لیے <a> پریسمٹک پرچی کے مقابلے میں اعلی اہم حل شدہ شیر تناؤ کے مطابق ہوتے ہیں۔ ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی میں کمرے کے درجہ حرارت کے خراب زرکونیم کے مطالعے میں، میک کیب اور دیگر۔ پریسمٹک ساخت والے نمونوں میں صرف <a> ڈسلوکیشنز کا مشاہدہ کیا گیا، جن کے بارے میں خیال کیا جاتا تھا کہ وہ پریسمٹک طیاروں پر پڑے ہیں۔ کمرے کے درجہ حرارت پر بنیادی ساخت والے نمونوں میں <a> (پریسمٹک) اور <112 n 3 n> <c + a> ({101 n 1} اہرام) دونوں پھسلن کا مشاہدہ کیا گیا، لیکن مائع نائٹروجن کے درجہ حرارت پر ایک ہی نمونے میں صرف <a> بے ترتیبی کا مشاہدہ کیا گیا۔ نیم جامد تناؤ کی شرحوں پر، میک کیب اور دیگر۔ لوڈنگ محور کے ساتھ ایک پریسمٹک ساخت کے جزو کے ساتھ پلیٹ کی سمت کے ساتھ کمپریسڈ نمونوں میں صرف T1 جڑواں مشاہدہ کیا گیا۔ انہوں نے بیسال بناوٹ کے ساتھ 25 فیصد تناؤ تک کمپریسڈ نمونوں میں T1 جڑواں ہونے کا مشاہدہ نہیں کیا۔ کاشنر اور گرے نے مشاہدہ کیا کہ اعلی تناؤ کی شرحوں (3000s−1) پر اخترتی نیم جامد تناؤ کی شرحوں کے مقابلے میں زیادہ جڑواں بچے پیدا کرتی ہے، لیکن فعال ہونے والی جڑواں اقسام کی نشاندہی نہیں کی گئی۔ Capolungo et al. ایک نمونے کے اندر اناج کی واقفیت کے فنکشن کے طور پر جڑواں بچوں کا مطالعہ کیا گیا۔ انہوں نے میکروسکوپک اپلائیڈ اسٹریس ڈائرکشن کا استعمال کرتے ہوئے گلوبل شمڈ فیکٹر کا حساب لگایا۔ انہوں نے مقامی انٹرگرانولر تعاملات پر غور کیے بغیر کسی بھی اناج پر حل شدہ شیر کشیدگی پائی، جو تناؤ کی حالت کو تبدیل کر سکتی ہے۔ انہوں نے پایا کہ اگرچہ زیادہ تر جڑواں بچے عالمی شمڈ عنصر کے مطابق جڑواں بچوں کے لیے سازگار اناج میں پائے جاتے ہیں، لیکن تقریبا 30 فیصد اناج جو جڑواں بچوں کے لیے ناموافق تھے، اب بھی جڑواں بچوں پر مشتمل ہوتے ہیں۔ اسی طرح، موجود جڑواں بچے ہمیشہ سب سے زیادہ عالمی شمڈ فیکٹر قسم کے نہیں ہوتے تھے، جس میں سب سے زیادہ شمڈ فیکٹر قسم پر صرف 60 فیصد جڑواں ہوتے تھے۔ اس کی وجہ اناج یا اناج کی حدود میں مقامی تناؤ کے حالات پر مضبوط انحصار کو قرار دیا جا سکتا ہے، جس کی تجرباتی طور پر پیمائش کرنا مشکل ہے، خاص طور پر زیادہ تناؤ کی شرحوں پر۔ Knezevic et al. سلپ اور جڑواں نظام کی شرح اور درجہ حرارت کی حساسیت کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک خود ساختہ ویسکوپلاسٹک ماڈل میں اعلی طہارت والی پولی کرسٹل لائن زیڈ آر کا تجرباتی ڈیٹا نصب کیا گیا۔ انہوں نے پایا کہ 10−3 اور 103s−1 کے درمیان تناؤ کی شرحوں کے لیے کمرے کے درجہ حرارت پر T1 جڑواں ہونا غالب پرچی نظام تھا۔ بیسال سلپ نے 400 ڈگری سیلسیس سے نیچے کی اخترتی میں حصہ نہیں ڈالا۔ جڑواں بچے کی شرح غیر حساس پائی گئی، اور پرچی کی شرح کی حساسیت جڑواں بچوں کے رویے میں ہونے والی تبدیلیوں کو تناؤ کی شرح کے فنکشن کے طور پر سمجھ سکتی ہے۔ T1 جڑواں ہونا نیم جامد اور اعلی شرح دونوں کی لوڈنگ کے دوران ہوتا ہے۔ T2 جڑواں ہونا صرف اعلی شرح کی لوڈنگ پر ہوتا ہے۔ T1 اور T2 جڑواں بچوں کے اسی طرح کے علاقے کے حصوں کو زیادہ تناؤ کی شرح سے چالو کیا جاتا ہے، لیکن T2 جڑواں بچوں میں اس کے زیادہ جڑواں شیر کی وجہ سے زیادہ پلاسٹک کی اخترتی ہوتی ہے۔ T1 جڑواں جڑواں جڑواں طیاروں کے ساتھ لمبا ہونے کو ترجیح دیتے ہوئے غیر متزلزل حدود کے نشانات کے ساتھ موٹے ہوتے ہیں، اور کچھ معاملات میں، تقریبا پورے بنیادی اناج کو کھا جاتے ہیں۔ T1 جڑواں بچوں کی کئی قسمیں ایک ہی اناج میں نیوکلیئٹ ہو سکتی ہیں، اور جڑواں ٹپس اناج کے اندرونی حصوں میں پھنس جاتے ہیں۔ دوسری طرف، T2 جڑواں بچے موٹے ہونے کے بجائے ترجیحی طور پر لمبے ہوتے ہیں، اور حد سے حد تک پھیلی ہوئی اسی قسم کی متوازی قطاروں میں نیوکلیئٹ ہوتے ہیں۔ تجارتی طور پر خالص زرکونیم (سی پی-زیڈ آر) کے لیے 97.0%، بیسال، Â اے Â اہرام، اور Â سی + اے Â اہرام سلپ سسٹم نیم جامد اور اعلی تناؤ کی شرح لوڈنگ دونوں پر عام سمت (این ڈی) کے ساتھ کمرے کے درجہ حرارت کے دباؤ پر حاوی ہیں، جو اعلی طہارت والی پولی کرسٹلین اور سنگل کرسٹل زیڈ آر میں نہیں دیکھا جاتا ہے۔ ایک محور ٹرانسورس ڈائرکشن (ٹی ڈی) کی اخترتی میں، ایک پریسمٹک اور ایک اہرام والی پھسلن کے نظام غالب ہیں۔ اہرام اور بیسال سلپ کے نظام اس وقت ادب میں رپورٹ کیے جانے سے زیادہ رائج ہیں، حالانکہ اس کی وجہ یہ ہو سکتی ہے کہ روایتی تجزیہ کے راستے آسانی سے اہرام کی پرچی کی شناخت نہیں کرتے ہیں۔ بیسال سلپ سسٹم کو فروغ دیا جاتا ہے، اور نیم جامد تناؤ کی شرح (کیو ایس) لوڈنگ کے مقابلے میں ایک پریسمٹک پرچی کو اعلی تناؤ کی شرح (ایچ آر) پر دبایا جاتا ہے۔ یہ لوڈنگ محور ساخت (این ڈی/ٹی ڈی) سے آزاد ہے۔ ایپلی کیشنز زرکونیم مرکب دھات کشیدگی مزاحم اور بائیو مطابقت پذیر ہیں، اور اس وجہ سے جسم کے امپلانٹس کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایک خاص ایپلی کیشن میں، ایک Zr-2.5Nb مرکب کو گھٹنے یا ہپ امپلانٹ میں بنایا جاتا ہے اور پھر پولی تھیلین جزو کے خلاف اثر میں استعمال کے لیے ایک سخت سیرامک سطح تیار کرنے کے لیے آکسائڈائز کیا جاتا ہے۔ یہ آکسیڈائزڈ زرکونیم مرکب مواد سیرامک کی فائدہ مند سطح کی خصوصیات فراہم کرتا ہے (رگڑ میں کمی اور رگڑ کی مزاحمت میں اضافہ)، جبکہ بنیادی دھات کی فائدہ مند بلک خصوصیات (تیاری، فریکچر کی سختی، اور لچک) کو برقرار رکھتے ہوئے، ان طبی امپلانٹ ایپلی کیشنز کے لیے ایک اچھا حل فراہم کرتا ہے۔ سرد جنگ کے خاتمے کے بعد جوہری تخفیف کی وجہ سے روس میں زرکونیم کی طلب میں کمی کے نتیجے میں گھریلو زرکونیم اشیاء جیسے کہ تصویر میں دکھائے گئے ووڈکا شاٹ گلاس کی غیر ملکی پیداوار ہوئی۔ حوالہ جات یہ بھی دیکھیں کہ "نیوکلیئر انڈسٹری میں زرکونیم" نامی وقف شدہ کانفرنس کے گوگل بک سرچ کے نتائج، فوکوشیما نیوکلیئر پاور پلانٹس کی تعمیر گوگل بک سرچ کے نتائج سٹیتھ، تائی۔ سائنس، آبدوزیں اور راز: البانی ریسرچ سینٹر کے ناقابل یقین ابتدائی سال۔ ریاستہائے متحدہ، الو روم پریس ISBN 9781735136646۔ زرکونیم مرکب جوہری مواد