Widmanstätten pattern
ویڈمینسٹاٹن پیٹرن، جسے تھامسن ڈھانچے بھی کہا جاتا ہے، نکل لوہے کے طویل مراحل کے اعداد و شمار ہیں، جو لوہے کے میٹورائٹ کرسٹل اور کچھ پیلسائٹس کی آکٹاہیڈرائٹ شکلوں میں پائے جاتے ہیں۔ لوہے کے الکا اکثر لوہے کے نکل مرکب کے ایک کرسٹل سے بنتے ہیں، یا بعض اوقات کئی بڑے کرسٹل جو سائز میں کئی میٹر ہو سکتے ہیں، اور اکثر سطح پر کسی قابل فہم کرسٹل کی حد کا فقدان رکھتے ہیں۔ دھاتوں میں بڑے کرسٹل انتہائی نایاب ہوتے ہیں، اور الکاؤں میں وہ خلا کے خلا میں پگھلی ہوئی حالت سے انتہائی سست ٹھنڈک سے پائے جاتے ہیں جب نظام شمسی پہلی بار تشکیل پایا تھا۔ ایک بار ٹھوس حالت میں آنے کے بعد، سست ٹھنڈک ٹھوس محلول کو ایک علیحدہ مرحلے کو تیز کرنے کی اجازت دیتی ہے جو کرسٹل جالی کے اندر بڑھتا ہے، جو بہت ہی مخصوص زاویوں پر بنتا ہے جس کا تعین جالی سے ہوتا ہے۔ الکاؤں میں، یہ انٹرسٹیشیل نقائص اتنے بڑے ہو سکتے ہیں کہ پورے کرسٹل کو سوئی یا ربن جیسے ڈھانچوں سے بھر سکتے ہیں جو ننگی آنکھوں کو آسانی سے نظر آتے ہیں، تقریبا مکمل طور پر اصل جالی کو کھا جاتے ہیں۔ وہ کاماسائٹ اور ٹائنائٹ بینڈ یا ربن کے باریک انٹرلیونگ پر مشتمل ہوتے ہیں جسے لیمیلا کہتے ہیں۔ عام طور پر، لیمیلا کے درمیان کے وقفوں میں، کاماسائٹ اور ٹینائٹ کا ایک باریک دانے والا مرکب پایا جا سکتا ہے جسے پلسائٹ کہا جاتا ہے۔ وڈمینسٹاٹن ڈھانچے جدید اسٹیل، ٹائٹینیم، اور زرکونیم مرکب دھاتوں میں مماثل خصوصیات بیان کرتے ہیں، لیکن عام طور پر سائز میں خوردبین ہوتے ہیں۔ 1808 میں دریافت، ان اعداد و شمار کا مشاہدہ ویانا میں امپیریل چینی مٹی کے برتن کے کام کے ڈائریکٹر کاؤنٹ الوئس وان بیک وڈمینسٹٹن نے کیا تھا۔ لوہے کے الکاؤں کو شعلہ گرم کرتے ہوئے، وڈمینسٹاٹن نے رنگ اور چمک زون کی تفریق کو دیکھا کیونکہ لوہے کے مختلف مرکب مختلف شرحوں پر آکسائڈائز ہوتے ہیں۔ انہوں نے اپنے نتائج کو شائع نہیں کیا، ان کا دعوی صرف اپنے ساتھیوں کے ساتھ زبانی بات چیت کے ذریعے کیا۔ اس دریافت کو ویانا منرل اینڈ زولوجی کابینہ کے ڈائریکٹر کارل وان شریبرز نے تسلیم کیا، جنہوں نے اس ڈھانچے کا نام وڈمینسٹاٹن کے نام پر رکھا۔ تاہم، اب یہ خیال کیا جاتا ہے کہ دھاتی کرسٹل پیٹرن کی دریافت انگریزی معدنیات کے ماہر ولیم (گگلیلمو) تھامسن کو تفویض کی جانی چاہئے، کیونکہ انہوں نے چار سال قبل وہی نتائج شائع کیے تھے۔ 1804 میں نیپلز میں کام کرتے ہوئے، تھامسن نے آکسیکرن کی وجہ سے ہونے والے سست پیٹینا کو دور کرنے کے لیے نائٹرک ایسڈ کے ساتھ ایک کراسنوجارسک الکا کا علاج کیا۔ تیزاب کے دھات سے رابطہ کرنے کے فورا بعد، سطح پر عجیب و غریب شکلیں نمودار ہوئیں، جن کی تفصیل انہوں نے اوپر بیان کی ہے۔ جنوبی اٹلی میں خانہ جنگی اور سیاسی عدم استحکام نے تھامسن کے لیے انگلینڈ میں اپنے ساتھیوں سے رابطہ برقرار رکھنا مشکل بنا دیا۔ اس کا مظاہرہ اس کے اہم خط و کتابت کے نقصان میں ہوا جب اس کے کیریئر کا قتل ہوا۔ اس کے نتیجے میں، 1804 میں، ان کے نتائج صرف فرانسیسی زبان میں ببلیوتھک برٹانیک میں شائع ہوئے۔ 1806 کے آغاز میں، نپولین نے نیپلز کی بادشاہی پر حملہ کیا اور تھامسن کو سسلی فرار ہونے پر مجبور کیا گیا اور اسی سال نومبر میں، وہ 46 سال کی عمر میں پالیرمو میں انتقال کر گئے۔ 1808 میں، تھامسن کا کام ایک بار پھر بعد از مرگ اطالوی زبان میں (اصل انگریزی مخطوطات سے ترجمہ شدہ) اٹی ڈیل اکیڈمی ڈیلی سائنس دی سینا میں شائع ہوا۔ نپولین کی جنگوں نے تھامسن کے سائنسی برادری کے ساتھ رابطوں میں رکاوٹ پیدا کی اور ان کی جلد موت کے علاوہ یورپ بھر میں ان کے سفر نے کئی سالوں تک ان کی شراکت کو غیر واضح کر دیا۔ ان اعداد و شمار کے سب سے عام نام وڈمینسٹاٹن پیٹرن اور وڈمینسٹاٹن ڈھانچہ ہیں، تاہم، ہجے میں کچھ تغیرات ہیں: وڈمینسٹاٹن (فریڈرک سی لیونارڈ کے ذریعہ تجویز کردہ) وڈمینسٹاٹن (مثال کے طور پر وڈمینسٹاٹن قمری گڑھے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے) وڈمینسٹاٹن (اینگلیائزڈ) جی تھامسن کی دریافت کی ترجیح کی وجہ سے، متعدد مصنفین نے ان اعداد و شمار کو تھامسن ڈھانچہ یا تھامسن-وڈمینسٹاٹن ڈھانچہ کہنے کا مشورہ دیا۔ لیمیلا کی تشکیل کا طریقہ کار آئرن اور نکل پگھلنے کے مقام سے نیچے کے درجہ حرارت پر یکساں مرکب بناتے ہیں۔ یہ مرکب ٹینائٹ ہوتے ہیں۔ 900 سے 600 ڈگری سیلسیس سے نیچے کے درجہ حرارت پر (نی مواد پر منحصر)، مختلف نکل مواد کے ساتھ دو مرکب مستحکم ہوتے ہیں: کم نی مواد کے ساتھ کاماسائٹ (5 سے 15 فیصد نی) اور زیادہ نی کے ساتھ ٹینائٹ (50 فیصد تک)۔ آکٹاہڈریٹ میٹورائٹس میں کاماسائٹ اور ٹائینائٹ کے معیار کے درمیان نکل کا مواد انٹرمیڈیٹ ہوتا ہے۔ یہ سست ٹھنڈک کے حالات میں کاماسائٹ کی بارش اور ٹائینائٹ کرسٹل لیٹس میں بعض کرسٹلگرافک طیاروں کے ساتھ کاماسائٹ پلیٹوں کی نشوونما کا باعث بنتا ہے۔ نی-غریب کاماسائٹ کی تشکیل 450 اور 700 ڈگری سیلسیس کے درمیان درجہ حرارت پر ٹھوس مرکب میں نی کے پھیلاؤ سے ہوتی ہے، اور یہ صرف بہت سست ٹھنڈک کے دوران ہو سکتی ہے، تقریبا 100 سے 10,000 ڈگری سیلسیس/مائر، جس میں ٹھنڈک کا کل وقت 10 مائر یا اس سے کم ہوتا ہے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ اس ڈھانچے کو لیبارٹری میں دوبارہ کیوں نہیں بنایا جا سکتا۔ کرسٹل کے نمونے اس وقت نظر آتے ہیں جب الکا کو کاٹا جاتا ہے، پالش کیا جاتا ہے، اور تیزاب سے کندہ کیا جاتا ہے، کیونکہ ٹینائٹ تیزاب کے خلاف زیادہ مزاحم ہوتا ہے۔ نکل کے مواد میں اضافے کے ساتھ کاماسائٹ لیمیلا کا طول و عرض موٹے سے لے کر بہترین (ان کے سائز پر) تک ہوتا ہے۔ اس درجہ بندی کو ساختی درجہ بندی کہا جاتا ہے۔ استعمال چونکہ نکل لوہے کے کرسٹل کچھ سینٹی میٹر کی لمبائی تک صرف اس وقت بڑھتے ہیں جب ٹھوس دھات غیر معمولی سست رفتار سے (کئی ملین سالوں میں) ٹھنڈی ہو جاتی ہے، ان نمونوں کی موجودگی مواد کی ماورائے ارضی اصل کی مضبوطی سے نشاندہی کرتی ہے، اور اس بات کی نشاندہی کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے کہ آیا لوہے کا ایک ٹکڑا کسی الکا سے آ سکتا ہے۔ تیاری لوہے کے الکاؤں پر وڈمینسٹاٹن پیٹرن کو ظاہر کرنے کے لیے استعمال ہونے والے طریقے مختلف ہوتے ہیں۔ زیادہ تر عام طور پر، ٹکڑا پیس کر پالش کیا جاتا ہے، صاف کیا جاتا ہے، نائٹرک ایسڈ یا فیرک کلورائڈ جیسے کیمیکل سے کندہ کیا جاتا ہے، دھویا جاتا ہے اور سکھایا جاتا ہے۔ شکل اور واقفیت الکا کو مختلف طیاروں کے ساتھ کاٹنا وڈمینسٹاٹن کے اعداد و شمار کی شکل اور سمت کو متاثر کرتا ہے کیونکہ آکٹا ہیڈرائٹس میں کاماسائٹ لیمیلا کو درست طریقے سے ترتیب دیا جاتا ہے۔ آکٹاہیڈرائٹس اپنا نام ایک آکٹاہیڈرون کے متوازی کرسٹل ڈھانچے سے اخذ کرتے ہیں۔ مخالف چہرے متوازی ہوتے ہیں، اگرچہ ایک آکٹھیڈرون کے 8 چہرے ہوتے ہیں، لیکن کاماسائٹ پلیٹوں کے صرف 4 سیٹ ہوتے ہیں۔ لوہے اور نکل لوہے سے کرسٹل بنتے ہیں جن کی بیرونی آکٹاڈرل ساخت شاذ و نادر ہی ہوتی ہے، لیکن یہ رخ اب بھی بیرونی عادت کے بغیر کرسٹلگرافک طور پر واضح طور پر پتہ لگانے کے قابل ہیں۔ مختلف طیاروں کے ساتھ ایک آکٹا ہیڈرائٹ الکا کو کاٹنے سے (یا آکٹا ہیڈرل سمیٹری کے ساتھ کوئی دوسرا مواد، جو کیوبک سمیٹری کا ایک ذیلی طبقہ ہے) ان صورتوں میں سے ایک کا نتیجہ نکلے گا: تین (کیوبک) محوروں میں سے ایک پر عمودی کٹ: دائیں زاویہ پر بینڈ کے دو سیٹ ایک دوسرے کے متوازی کٹ آکٹا ہیڈرون چہروں میں سے ایک کے ساتھ (کرسٹلگرافک مرکز سے ایک ہی فاصلے پر تمام 3 کیوبک محوروں کو کاٹنا): بینڈ کے تین سیٹ ایک دوسرے کے 60 ڈگری زاویہ پر چل رہے ہیں۔ ویڈمینسٹاٹن ڈھانچے بنیادی دھاتوں کی اناج کی حدود کے اندر نئے مراحل کی نشوونما کی وجہ سے تشکیل پاتے ہیں، جو عام طور پر دھات کی سختی اور ٹوٹنے کو بڑھاتے ہیں۔ یہ ڈھانچے ایک واحد کرسٹل مرحلے کی بارش کی وجہ سے دو الگ الگ مراحل میں بنتے ہیں۔ اس طرح، ویڈمینسٹاٹن کی تبدیلی دیگر تبدیلیوں سے مختلف ہے، جیسے مارٹینسائٹ یا فیرائٹ کی تبدیلی۔ ڈھانچے بہت عین مطابق زاویوں پر بنتے ہیں، جو کرسٹل جالی کے ترتیب کے لحاظ سے مختلف ہو سکتے ہیں۔ یہ عام طور پر بہت چھوٹے ڈھانچے ہوتے ہیں جنہیں خوردبین کے ذریعے دیکھنا ضروری ہے کیونکہ عام طور پر ننگی آنکھوں کو نظر آنے والے ڈھانچے تیار کرنے کے لیے بہت طویل ٹھنڈک کی شرح کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، وہ عام طور پر مرکب دھات کی خصوصیات پر بہت اچھا اور اکثر ناپسندیدہ اثر ڈالتے ہیں۔ وڈمینسٹاٹن ڈھانچے ایک مخصوص درجہ حرارت کی حد کے اندر تشکیل پاتے ہیں، جو وقت کے ساتھ بڑے ہوتے جاتے ہیں۔ کاربن اسٹیل میں، مثال کے طور پر، وڈمینسٹاٹن ڈھانچے ٹمپرنگ کے دوران بنتے ہیں اگر اسٹیل کو طویل عرصے تک کسی حد کے اندر رکھا جائے۔ یہ ڈھانچے مارٹینسائٹ کی کرسٹل حدود کے اندر سیمنٹائٹ کی سوئی یا پلیٹ جیسی نشوونما کے طور پر تشکیل پاتے ہیں۔ اس سے اسٹیل کی ٹوٹنے پن میں اس طرح اضافہ ہوتا ہے کہ اسے دوبارہ کرسٹلائز کرنے سے ہی راحت مل سکتی ہے۔ فیرائٹ سے بنے وڈمینسٹاٹن ڈھانچے بعض اوقات کاربن اسٹیل میں پائے جاتے ہیں، اگر کاربن کا مواد نیچے ہے لیکن یوٹیکٹائڈ ساخت (~ 0.8 ٪ کاربن) کے قریب ہے۔ یہ موتی کے اندر فیرائٹ کی لمبی سوئیوں کے طور پر ہوتا ہے۔ وڈمینسٹاٹن ڈھانچے بہت سی دوسری دھاتوں میں بھی تشکیل پاتے ہیں۔ وہ پیتل میں تشکیل پائیں گے، خاص طور پر اگر مرکب دھات میں زنک کا مواد بہت زیادہ ہو، تو تانبے کے میٹرکس میں زنک کی سوئیاں بن جائیں۔ سوئیاں عام طور پر اس وقت بنتی ہیں جب پیتل دوبارہ کرسٹلائزیشن کے درجہ حرارت سے ٹھنڈا ہوتا ہے، اور اگر پیتل کو طویل عرصے تک اینیل کیا جائے تو یہ بہت موٹے ہو جائیں گے۔ ٹیلورک آئرن، جو کہ الکاؤں سے بہت ملتا جلتا لوہے کا نکل مرکب ہے، بہت موٹے وڈمینسٹاٹن ڈھانچے کو بھی ظاہر کرتا ہے۔ ٹیلورک آئرن دھات کا لوہا ہے، دھات کے بجائے (جس میں لوہا عام طور پر پایا جاتا ہے)، اور اس کی ابتدا خلا سے نہیں بلکہ زمین سے ہوئی ہے۔ ٹیلورک آئرن ایک انتہائی نایاب دھات ہے، جو دنیا میں صرف چند جگہوں پر پائی جاتی ہے۔ الکاؤں کی طرح، بہت موٹے وڈمینسٹاٹن ڈھانچے ممکنہ طور پر بہت سست ٹھنڈک کے ذریعے تیار ہوتے ہیں، سوائے اس کے کہ ٹھنڈک خلا کے خلا اور مائکرو گریویٹی کے بجائے زمین کے مینٹل اور کرسٹ میں واقع ہوتی ہے۔ اس طرح کے نمونے شہتوت میں بھی دیکھے گئے ہیں، ایک سہ رخی یورینیم مرکب، منٹ سے گھنٹوں تک عمر بڑھنے کے بعد ایک مونوکلینک ɑ مرحلہ پیدا ہوتا ہے۔ تاہم، ان زمینی وڈمینسٹاٹن ڈھانچوں کی ظاہری شکل، ساخت اور تشکیل کا عمل لوہے کے الکاؤں کی خصوصیت کی ساخت سے مختلف ہے۔ جب لوہے کے الکا کو کسی آلے یا ہتھیار میں جعلی بنایا جاتا ہے، تو وڈمینسٹاٹن کے نمونے باقی رہتے ہیں لیکن پھیلے ہوئے اور مسخ ہو جاتے ہیں۔ نمونوں کو عام طور پر کمہار کے ذریعے مکمل طور پر ختم نہیں کیا جا سکتا، یہاں تک کہ وسیع کام کے ذریعے بھی۔ جب ایک چاقو یا آلے کو الکا لوہے سے جعلی بنایا جاتا ہے اور پھر پالش کیا جاتا ہے، تو نمونے دھات کی سطح پر ظاہر ہوتے ہیں، اگرچہ مسخ شدہ ہوتے ہیں، لیکن وہ کچھ اصل آکٹاڈرل شکلوں کو برقرار رکھتے ہیں اور ایک دوسرے کو کراس کراس کرتے ہوئے پتلی لیمیلا کی ظاہری شکل کو برقرار رکھتے ہیں۔ یہ بھی دیکھیں کہ ایسکیولر فیرائٹ کاؤنٹ الوئس وان بیک وڈمینسٹاٹن گلوسری آف میٹوریٹکس میٹیورائٹ حوالہ جات بیرونی روابط ویڈمینسٹاٹن کے اعداد و شمار گبن آئرن-میٹیورائٹ میٹیورائٹ معدنیات اور پیٹرولجی پیٹرنس فیرس مرکب نکیل مرکب پر ہیں۔