स्टेनलेस स्टील को स्टेनलेस क्या बनाता है?

स्टेनलेस स्टील, एक जादुई धातु जो हमारे दैनिक जीवन में सर्वव्यापी है, मजबूत और चमकीली है, मानो इसे कभी भी समय के निशान का अनुभव नहीं होगा। तो, क्या आपने कभी सोचा है कि स्टेनलेस स्टील इतना टिकाऊ क्यों हो सकता है और कभी जंग नहीं लगता? क्या बनाता है स्टेनलेस स्टील स्टेनलेस? इस लेख में हम इन सवालों के जवाब देने की कोशिश करेंगे।

सबसे पहले, आइए जानें कि लोहे में जंग क्यों लगती है।

लोहे में जंग क्यों लगता है?

यह सर्वविदित है कि प्राकृतिक धातुओं में, मुक्त धातु अवस्था में मौजूद सोने और प्लैटिनम को छोड़कर, अन्य धातुएँ जैसे लोहा (Fe) मैग्नेटाइट (Fe3O4) और लिमोनाइट (Fe2O3·xH2O) जैसे अयस्कों के रूप में स्थिर रूप से मौजूद हैं। .

धातु विज्ञान के माध्यम से, लोग लौह अयस्कों को स्टील में बदलते हैं, जिसका उद्देश्य स्टील की स्थिर अवस्था को आयरन ऑक्साइड (अयस्क) से अस्थिर अवस्था में बदलना है। प्रकृति में सभी चीजों में अस्थिर अवस्था से स्थिर अवस्था में "वापसी" करने की प्रबल प्रवृत्ति होती है। यह एक प्राकृतिक नियम है, और स्टील में जंग लगना इस "वापसी" घटना का एक प्राकृतिक प्रतिबिंब है।

जंग लगने से सतह पर वायुमंडल में लोहे और ऑक्सीजन का प्रभाव होता है, जिससे Fe2＋, Fe3＋ बनता है, जो ढीले और आसानी से अलग होने योग्य लौह-समृद्ध ऑक्साइड या हाइड्रॉक्साइड द्वारा संरक्षित नहीं होते हैं, जिससे स्टील "अयस्क" में वापस आ जाता है।

लोहे में जंग लगना लोहे के धातु से Fe3＋ आयनीकरण में बदलने की प्रक्रिया है, जो एक विशिष्ट संक्षारण घटना है। स्टील को जंग लगने (जंग) से बचाने के लिए, लोग केवल कृत्रिम रूप से सतह की पेंटिंग जैसे उपाय करते हैं ताकि वातावरण को स्टील के संपर्क में आने से रोका जा सके। एक बार पेंट क्षतिग्रस्त हो जाने पर, स्टील में जंग लगना जारी रहेगा।

स्टेनलेस स्टील को स्टेनलेस क्या बनाता है?

जंग न लगने वाला स्टेनलेस स्टीलजिसे कभी "चमत्कारी" घटना माना जाता था, उसे दीर्घकालिक अनुसंधान और अभ्यास के माध्यम से लोगों द्वारा अच्छी तरह से समझा गया है: स्टेनलेस स्टील में जंग न लगना और लोहे में जंग लगना एक ही प्राकृतिक घटना है।

शोध में पाया गया है कि जैसे-जैसे स्टील में क्रोमियम की मात्रा बढ़ती है, स्टील के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है। जैसा कि नीचे दिए गए वक्र से देखा जा सकता है, जब स्टील में क्रोमियम की मात्रा 11-12% से अधिक हो जाती है, तो वातावरण में स्टील का संक्षारण प्रतिरोध अचानक बदल जाता है, जंग लगने से गैर-जंग लगने तक।

ऐसा इसलिए है क्योंकि स्टील में क्रोमियम (Cr) हवा में ऑक्सीजन (O2) के साथ मिलकर स्टील की सतह पर क्रोमियम युक्त ऑक्साइड फिल्म की एक बहुत पतली, रंगहीन, पारदर्शी और चिकनी परत बनाता है। फिल्म की इस परत को पैसिवेशन फिल्म कहा जाता है, जो स्टेनलेस स्टील को जंग लगने से बचाती है और उसे नए जैसा चमकदार बनाए रखती है।

क्रोमियम ऑक्साइड स्टील को जंग लगने से क्यों बचाता है, जबकि आयरन ऑक्साइड तेजी से संक्षारण करता है?

चूँकि क्रोमियम परमाणुओं का आकार क्रोमियम ऑक्साइड के समान होता है, इसलिए उन्हें एक स्थिर परत बनाने के लिए धातु की सतह पर बड़े करीने से व्यवस्थित किया जा सकता है जो केवल कुछ परमाणुओं की मोटाई होती है। दूसरी ओर, लोहे के परमाणु लौह ऑक्साइड की तुलना में बहुत छोटे होते हैं, जो ढीले ऑक्साइड बनाते हैं जो आसानी से अलग हो जाते हैं।
स्टेनलेस स्टील की सतह पर अदृश्य निष्क्रियता फिल्म, हालांकि बेहद पतली (लगभग 2-5 नैनोमीटर), लगातार और मजबूती से सतह से चिपकी रहती है, बहुत स्थिर होती है, और अलग करना मुश्किल होता है। जब तक ऑक्सीजन मौजूद है, पैसिवेशन फिल्म अनायास बन सकती है, और यदि यह क्षतिग्रस्त है, तो इसे जल्दी से अपने आप ठीक किया जा सकता है।

यदि क्रोमियम की मात्रा अधिक है, तो पैसिवेशन फिल्म अधिक मजबूत होती है। जैसे ही स्टील में क्रोमियम की मात्रा ≥19% तक बढ़ जाती है, पैसिवेशन फिल्म क्रिस्टलीय फिल्म से अनाकार फिल्म में बदल जाती है। क्योंकि अनाकार फिल्म में कम दोष होते हैं और अधिक समान संरचना होती है, क्रोमियम तत्व अधिक आसानी से समृद्ध होता है। इसलिए, इसमें सामान्य क्रिस्टलीय फिल्मों की तुलना में बेहतर ताकत और संक्षारण प्रतिरोध है।

निष्कर्ष: स्टेनलेस स्टील को स्टेनलेस क्या बनाता है?

स्टेनलेस स्टील की गैर-जंग लगने वाली संपत्ति स्टील में क्रोमियम सामग्री द्वारा निर्धारित की जाती है। क्रोमियम के बिना, कोई स्टेनलेस स्टील नहीं है। बड़ी संख्या में घरेलू और अंतर्राष्ट्रीय अध्ययनों और प्रथाओं से पता चला है कि क्रोमियम एकमात्र ऐसा तत्व है जो स्टील को निष्क्रिय कर सकता है और इसे गैर-जंग, संक्षारण प्रतिरोधी और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी बना सकता है। क्रोम-मुक्त स्टेनलेस स्टील जैसी कोई चीज़ नहीं है।

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