تحقیق اور ترقی کے رجحانات اور جدید تانبے کے مرکب مواد کے مسائل
تانبے اور تانبے کے مرکب اہم ایپلی کیشنز کے ساتھ کلیدی مواد کی ایک کلاس ہیں۔ اس کی بہترین تھرمل چالکتا، برقی چالکتا، لچک، سنکنرن مزاحمت اور دیگر خصوصیات کی وجہ سے، تانبا ایرو اسپیس، ہتھیاروں اور آلات کے مخصوص استعمال میں ایک ضروری مواد ہے۔ پچھلے دو سالوں میں، مینوفیکچرنگ انڈسٹری نے واضح طور پر تانبے کے مرکب کی مانگ میں اضافہ محسوس کیا ہے۔ نئے صارفین مسلسل تانبے کے مرکب کے اضافی مینوفیکچرنگ ایپلی کیشنز کو تیار کر رہے ہیں۔ مواد بھی ابتدائی آسان شکل والے کاسٹ ٹن کانسی سے خالص تانبے اور مختلف قسم کے اعلی طاقت اور اعلی چالکتا تانبے میں منتقل ہو گئے ہیں۔ ایک تحقیقی رپورٹ کے مطابق، عالمی تانبے کی اضافی مینوفیکچرنگ مارکیٹ 2019 سے 2027 تک 51 فیصد کی کمپاؤنڈ سالانہ شرح نمو سے ترقی کرے گی۔ دھاتی اضافی مینوفیکچرنگ میں جگہ. اندرون و بیرون ملک تانبے کے کھوٹ کے مواد کی درخواست کی حیثیت۔ ہائی ٹیک صنعتوں کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، نئے مواد انتہائی اعلی کارکردگی، اعلی پاکیزگی اور اعلی تکرار کی سمت میں ترقی کر رہے ہیں۔ متعلقہ مصنوعات کے انضمام، فعالیت، چھوٹے بنانے، وشوسنییتا، وغیرہ کی تجویز دی گئی ہے۔ اعلی ضروریات۔ کور کنڈکٹر مواد کے طور پر، جدید تانبے اور تانبے کے مرکبات الیکٹرانک انفارمیشن انڈسٹری میں بہت بڑے پیمانے پر مربوط سرکٹس کے لیڈ فریموں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ ، تیز رفتار ریل ٹرانزٹ کے لیے اوور ہیڈ وائرز، اور بڑی پاور فریکوئنسی ماڈیولیشن اور اسپیڈ ریگولیشن غیر مطابقت پذیر ٹریکشن موٹر گائیڈ بارز اور اینڈ رِنگز، ریزسٹنس ویلڈنگ الیکٹروڈز، بیٹری میٹریلز، نئی انرجی گاڑیوں کے لیے چارجنگ پائل ایلاسٹک میٹریل، مسلسل کاسٹنگ مشین کرسٹلائزرز اور الیکٹرک ویکیوم میٹالرجیکل انڈسٹری کے لیے آلات، کنٹیکٹ برجز اور الیکٹریکل انجینئرنگ وائرز وغیرہ کے لیے مختلف پرزوں کو سوئچ کریں۔ فی الحال، بہت سے معروف غیر ملکی اضافی مینوفیکچرنگ مینوفیکچررز نے اپنے پروڈکٹ کیٹلاگ میں تانبے کے مواد کو شامل کیا ہے۔ مزید نمائندہ طور پر، EOS نے 2020 میں خالص Cu اور CuCrZr کے لیے ڈیٹا شیٹس شائع کیں، اور 2021 میں EOS کی ذیلی کمپنی، دو قسم کے مواد کے AMCM (Additive Manufacturing Customized Machine) ورژنز کا آغاز کیا۔ SLM سلوشنز نے لگاتار CuSn10 اور CuCrZr پروڈکٹ ڈیٹا لانچ کیا ہے۔ 2019 میں، کمپنی نے CuNi2SiCr پروڈکٹس لانچ کیں جو طاقت اور برقی اور تھرمل چالکتا کو یکجا کرتی ہیں۔ انہیں مولڈ اور برقی شعبوں میں استعمال کیا جا سکتا ہے اور یہ تانبے کے کھوٹ کے اضافی مواد کی تیاری میں ایک بلاک بسٹر پروڈکٹ بن چکے ہیں۔ مٹیریل مینوفیکچررز TLS Technik، m4p، Sandvik، Makin اور دیگر کمپنیوں نے اپنی اضافی مینوفیکچرنگ تانبے کے مرکب مصنوعات کا اعلان کیا ہے۔ فی الحال، اضافی مینوفیکچرنگ کے لیے تانبے اور تانبے کے مرکب مواد خالص Cu، CuSn10، CuCrZr اور CuNi2SiCr میں مرکوز ہیں۔ اگرچہ CuNiSn, CuCr, CuCrNb, CuAlFeNi اور دیگر مواد میں بھی متعلقہ اضافی مینوفیکچرنگ ریسرچ اور ایپلی کیشنز ہیں، لیکن درخواست کی ڈگری مصنوعات کی پہلی چار اقسام کی طرح زیادہ نہیں ہے۔ 1. تانبے کے مرکب کے مقابلے میں، خالص Cu کا فائدہ اس کی برقی اور تھرمل چالکتا ہے، کیونکہ تانبے کے مختلف مرکبات تانبے میں عناصر کو شامل کرنے کے بعد لامحالہ برقی اور تھرمل چالکتا سے محروم ہو جائیں گے۔ چونکہ خالص تانبے کی روایتی 1064nm طول موج، نام نہاد سرخ روشنی کی طول موج پر جذب ہونے کی شرح کم ہے، اور کثافت حاصل کرنا مشکل ہے، اس لیے خالص کیو پرنٹنگ ہمیشہ ایک مسئلہ رہی ہے۔ موجودہ حل مختصر طول موج کے لیزرز کا استعمال کرنا ہے، جیسے کہ TRUMPF کے 515nm گرین لیزر کا سامان، اور دوسرا طاقت کو بڑھانا ہے، جیسے EOS کا AMCM آلات خالص تانبے کی پرنٹنگ کے لیے 1Kw لیزر سے لیس ہیں۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ پرنٹنگ کے لیے کس قسم کا سامان استعمال کیا جاتا ہے، اگر آپ اعلی کثافت یا زیادہ برقی اور تھرمل چالکتا کے ساتھ خالص تانبے کے پرزے حاصل کرنا چاہتے ہیں، تو خام مال کے پاؤڈر کو اعلیٰ پاکیزگی برقرار رکھنے کی ضرورت ہے جبکہ پاؤڈر کی خصوصیات بھی ہونی چاہئیں جو کثافت کو حاصل کرنا آسان بناتی ہیں۔ ، جیسے ذرہ کے سائز کی معقول تقسیم اور بہاؤ۔ اس میں اچھی استحکام اور اعلی بلک کثافت کی خصوصیات ہیں۔
خالص تانبے کے پاؤڈر کی تیاری کے لحاظ سے، اعلی گولہ کو برقرار رکھتے ہوئے مواد کی اعلی پاکیزگی کو برقرار رکھنا مقصد ہے۔ 2. CuSn10 CuSn10 کاسٹ ٹن کانسی کی ایک قسم ہے جس کی تشکیل آسان ہے۔ تانبے کے مواد پر مشتمل بہت سے ماڈلز یا دستکاری پرنٹنگ کے لیے CuSn10 مواد استعمال کرتے ہیں۔
CuSn10 الائے اعلی طاقت اور پائیداری کا حامل ہے اس میں پہننے اور سنکنرن کے خلاف مزاحمت بہترین ہے اور اسے پہننے سے بچنے والے حصوں جیسے کہ بلیڈ اور گیئرز بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، اس کی برقی اور تھرمل چالکتا زیادہ نہیں ہے، لہذا CuSn10 عام طور پر برقی یا تھرمل چالکتا کی ضروریات کے لیے استعمال نہیں ہوتا ہے۔ CuSn10 موجودہ اضافی مینوفیکچرنگ تانبے کے مرکب مواد کے درمیان ایک روایتی مصنوعات ہے۔ 3. CuCrZr راکٹ انجن تانبے کے مرکب کا ایک عام استعمال کا منظر نامہ ہے۔ انجن کی لائننگ اور متعلقہ حصوں کے لیے مادی ضروریات بہت زیادہ ہیں۔ ایک طرف، کمبشن چیمبر میں دہن کا درجہ حرارت بہت زیادہ ہے (3000 ڈگری سے زیادہ)۔ دوسری طرف، اعلی درجہ حرارت، ہائی پریشر، اور تیز رفتار گیس کی وجہ سے مواد پر سخت کٹاؤ ہوتا ہے۔ CuCr مرکب ایک عام ورن کو مضبوط بنانے والا تانبے کا مرکب ہے۔ Zr عنصر کا اضافہ Cr مرحلے کی بارش کو فروغ دے سکتا ہے اور تیز مراحل کی تقسیم کو بہتر بنا سکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، Zr اور Cu کے ذریعے تشکیل پانے والا کاپر زرکونیم مرکب ورن کو مضبوط بنانے کا کردار ادا کر سکتا ہے۔ لہٰذا، CuCrZr الائے کی مکینکس اس کی بہترین کارکردگی ہے اور اسے راکٹ انجن کے پرزوں کی تیاری میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ حالیہ برسوں میں، گھریلو ایرو اسپیس یونٹس نے راکٹ انجن تھرسٹ چیمبر پرزوں کی اضافی تیاری پر بہت زیادہ تحقیق اور ترقی کا کام کیا ہے، اور CuCrZr موجودہ اختیاری مواد ہے۔
یہ بات قابل ذکر ہے کہ انجن کے پرزہ جات کے لیے راکٹ کاپر الائے میٹریل اب بھی اپ ڈیٹ اور اعادہ کیا جا رہا ہے۔ CuZr, CuCr, CuAgZr, CuCrNb اور دیگر مواد کو تحقیق میں لاگو کیا گیا ہے، خاص طور پر GRcop-42 (Cu-4Cr-2Nb پر %)، اس سے راکٹ انجن کمبشن چیمبر کو اپ گریڈ کرنے کی توقع ہے۔ ایک نئی سطح پر مواد. 4. CuNi2SiCrSLM سلوشنز نے 2019 میں CuNi2SiCr کاپر الائے میٹریل پروڈکٹ کا آغاز کیا۔ یہ مواد اعلی طاقت اور برقی چالکتا اور تھرمل چالکتا کے متوازن امتزاج کے ساتھ گرمی کے علاج کے قابل سخت مرکب مرکب ہے۔ ایک ہی وقت میں، کھوٹ میں نکل اور سلکان کے اجزاء شامل ہیں اور اس میں سنکنرن مزاحمت اور پہننے کی مزاحمت زیادہ ہے۔ CuNi2SiCr خود کوئی نیا جزو نہیں ہے۔ یہ مواد امریکی معیاری C18000 مصر سے مساوی ہے۔ ایس ایل ایم سلوشنز نے اضافی مینوفیکچرنگ کے لیے اس مواد کو استعمال کرنے میں پیش قدمی کی اور مواد کی شناخت اور پیرامیٹر کی تصدیق کا کام انجام دیا، جس سے اضافی مینوفیکچرنگ کاپر الائے فیملی میں ایک اہم رکن شامل ہوا۔ . گرمی کے علاج کے بعد CuNi2SiCr کی طاقت CuCrZr اور دیگر مواد سے نمایاں طور پر زیادہ ہے۔ ایک ہی وقت میں، یہ ایک مخصوص تھرمل چالکتا اور برقی چالکتا کو برقرار رکھ سکتا ہے۔ یہ پہلے سے ہی کچھ مولڈ مینوفیکچرنگ کی ضروریات اور کوندکٹو پارٹس کی ضروریات کو پورا کر سکتا ہے، لہذا اس میں مولڈ اور برقی شعبوں میں اہم ایپلی کیشنز ہوں گی۔ R&D رجحانات اور میرے ملک کے جدید تانبے کے مرکب مواد کو درپیش مسائل (1) ٹیکنالوجی R&D رجحانات حالیہ برسوں میں، میرے ملک کی اعلیٰ کارکردگی والے تانبے کے مرکب کی مجموعی سطح اور ان کی تیاری کی ٹیکنالوجی نے بہت ترقی کی ہے، اور اعلیٰ کارکردگی والے تانبے کے مرکب کی اقسام آزاد دانشورانہ املاک کے حقوق کے ساتھ مصنوعات میں اضافہ جاری ہے۔ ، تانبے کے مرکب مواد کی پروسیسنگ کی نصب سطح بین الاقوامی اعلی درجے کی سطح کے قریب ہے۔ R&D کی ترقی کا رجحان اور جدید تانبے کے مرکب مواد کی صنعت کاری مندرجہ ذیل خصوصیات کو پیش کرتی ہے۔ (1) واحد کارکردگی کی ضروریات سے ملٹی فنکشنل خصوصیت کی ضروریات تک۔ مثال کے طور پر، اعلی تھرمل چالکتا اور اعلی برقی مقناطیسی شیلڈنگ خصوصیات کے ساتھ تانبے پر مبنی مواد کو اعلی درستگی والے شعبوں میں کنڈکٹر مواد کی مانگ کو پورا کرنا چاہیے جیسے کہ پلسڈ مضبوط مقناطیسی فیلڈ سسٹمز اور پارٹیکل ایکسلریٹڈ برقی مقناطیسی ٹرانسمیٹر؛ 380 کلومیٹر فی گھنٹہ کی رفتار کے ساتھ تیز رفتار ریلوے پاور گرڈ رابطہ لائنیں اعلی برقی چالکتا کے علاوہ، اس میں زیادہ طاقت، پہننے کی مزاحمت اور تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت بھی ہونی چاہیے۔ بہت بڑے پیمانے پر مربوط سرکٹس کے لیے تانبے کے مرکب میں اعلی طاقت اور اعلی چالکتا، گرمی کی مزاحمت، موڑنے کی مزاحمت، آسان اینچنگ اور دیگر خصوصیات کی ضرورت ہوتی ہے۔ (2) کاپر پروسیسنگ مواد پتلی، پتلی، لمبی اور اعلی صحت سے متعلق سمت میں ترقی کر رہے ہیں. الٹرا فائن تاروں، انتہائی پتلی پٹیوں، پتلی دیواروں والی ٹیوبیں، اضافی لمبی ٹیوبیں، اضافی لمبی سٹرپس، تھریڈڈ پائپ، خصوصی شکل والی ٹیوبیں، خاص سائز کی سلاخیں، خصوصی شکل والی پٹی وغیرہ جیسی مصنوعات کی مانگ اضافہ جاری ہے۔ مثال کے طور پر، لیڈ فریم ملٹی پن اور زیادہ کثافت کی عکاسی کرتا ہے، الٹرا پتلا اور چھوٹے بنانے کا رجحان۔ (3) تانبے کی اعلی طہارت۔ صنعتی تانبے کے تانبے کے مواد کو 99.9٪ سے بڑھا کر 99.95٪، اور پھر 99.99٪ یا اس سے بھی زیادہ کر دیا گیا ہے، تاکہ مواد کی برقی اور تھرمل چالکتا کو زیادہ سے زیادہ بنایا جا سکے۔ انتہائی خالص تانبا، جس میں 99999 9% کاپر ہوتا ہے، برقی اور تھرمل چالکتا پر نجاست کے اثرات کو کم کرے گا۔ (4) مواد کا مرکب۔ ایک واحد مواد کو مضبوط بنانے کے طریقہ کار میں محدود صلاحیت ہے، اور تانبے کے مواد کی جامع کارکردگی کو مزید بہتر بنانے کے لیے جامع طریقوں کا استعمال ایک تحقیقی ہاٹ اسپاٹ بن گیا ہے۔ مثال کے طور پر، تانبے کے میٹرکس کو جامع طور پر مضبوط کرنے اور تانبے پر مبنی نئے ملٹی فنکشنل مرکب مواد کو تیار کرنے کے لیے تانبے کے مرکب میں دوسرے مرحلے کے ذرات، سرگوشیاں یا ریشوں کو شامل کرنا اعلیٰ کارکردگی والے تانبے کے مرکب دھاتوں کے ڈیزائن تھیوری کے لیے بہت اہمیت کا حامل ہے۔ ٹیک فیلڈز. قدر. (2) درپیش مسائل اگرچہ میرا ملک دنیا میں تانبے کے مرکب مواد کا سب سے بڑا پروڈیوسر ہے، لیکن یہ اب بھی تانبے کے مرکب مواد میں مضبوط ملک نہیں ہے۔ میرا ملک اب بھی اعلیٰ کارکردگی والے تانبے کے مرکب کے لیے درآمدات پر بہت زیادہ انحصار کرتا ہے جن کی بہت سے ہائی ٹیک شعبوں جیسے ایرو اسپیس، الیکٹرانک انفارمیشن، میرین انجینئرنگ، اور اعلیٰ درجے کے آلات میں فوری ضرورت ہے۔ تانبے کے کھوٹ کے مواد کی پیداواری کمپنیاں، کم صنعتی ارتکاز، کمزور مصنوعات کی مسابقت، اور صنعتی منافع کم ہیں۔ , ہائی ٹیک صنعتوں کی ترقی کی حمایت کرنے کے قابل نہیں. تانبے کے مرکب مواد کی صنعت میں شامل اہم مسائل درج ذیل ہیں۔ (1) اعلیٰ کارکردگی والے تانبے کے کھوٹ کے مواد کی چند اقسام اور درجات ہیں۔ کچھ اعلی کارکردگی والے تانبے کے مرکب کی جامع کارکردگی عام طور پر اسی طرح کی درآمد شدہ مصنوعات سے کم ہے۔ مثال کے طور پر، آزادانہ طور پر تیار کردہ اور تیار کردہ Cu-Ni-Si اور Cu-Cr-Zr لیڈ فریم سٹرپس کے درجات انتہائی کم ہیں۔ چند (2) بڑے سائز اور اعلیٰ معیار کے تانبے کے مرکب کی مصنوعات کی مستحکم پیداواری صلاحیت کو فوری طور پر بہتر کرنے کی ضرورت ہے۔ مثال کے طور پر، کارکردگی کے استحکام، سطح کے معیار، اور اعلیٰ صحت سے متعلق لچکدار تانبے کے مرکب کی پٹی کی مصنوعات کی جامع تیار شدہ مصنوعات میں کامیابیاں ابھی بھی درکار ہیں۔ (3) اعلی کارکردگی والے تانبے کے مرکب کی پروسیسنگ کا عمل بڑے ماحولیاتی آلودگی اور وسائل کے سنگین ضیاع کا سبب بنتا ہے۔ اعلی کارکردگی والی مختصر عمل کی تیاری کی ٹیکنالوجی ابھی پختہ نہیں ہوئی ہے، اور مصنوعات کے معیار اور کارکردگی کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔ (4) کچھ اعلیٰ درجے کے پروڈکشن آلات کے لیے آزاد مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی کی کمی نئی مصنوعات کی ترقی کو محدود کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، زیادہ تر اعلیٰ درستگی والے ورق پروڈکشن کا سامان درآمدات پر انحصار کرتا ہے۔ (5) کچھ اعلیٰ درجے کے تانبے کے کھوٹ والے مواد میں آزادانہ دانشورانہ املاک کے حقوق اور عوامی تحقیق اور ترقی کے پلیٹ فارمز کی کمی ہے، اور مادی خصوصیات، پیداواری ٹیکنالوجی، معیارات اور تصریحات کے لحاظ سے ڈیٹا بیس کی تعمیر پیچھے رہ جاتی ہے۔ (6) انتہائی اعلی طہارت، انتہائی کم آکسیجن مواد آکسیجن سے پاک تانبے کی بڑے سائز کی ہم جنس تیاری کی ٹیکنالوجی کو اب بھی مزید بہتر بنانے کی ضرورت ہے، اور اعلی صحت سے متعلق، بڑے قطر، طویل زندگی کے سنکنرن کی تیاری کی ٹیکنالوجی۔ مزاحم سفید تانبے کو مزید توڑنے کی ضرورت ہے۔ آخر میں، ٹائٹینیم، ایلومینیم، اور اعلی درجہ حرارت کے مرکب جیسے مصنوعات کے مقابلے میں، تانبے اور تانبے کے مرکب کی اضافی تیاری ابھی پختہ نہیں ہوئی ہے۔ EOS نے 2019 سے مادی مصنوعات کے لیے ٹیکنالوجی ریڈینس لیول (TRL) جیسا ایک تصور متعارف کرایا ہے۔ فی الحال، دو قسم کے تانبے کے مواد کو لیول 3 کے طور پر نشان زد کیا گیا ہے، جو ایک تصدیقی سطح ہے، جب کہ IN718 اور AlSi10Mg جیسی مصنوعات عام طور پر لیول {{ ہیں۔ 86}}۔ اس مرحلے پر، اضافی مینوفیکچرنگ بتدریج ماڈل کی تصدیق سے پروڈکٹ مینوفیکچرنگ میں منتقل ہو گئی ہے۔ اضافی مینوفیکچرنگ مواد ایپلی کیشنز کی بنیاد پر مواد کو منتخب کرنے یا ڈیزائن کرنے کے مرحلے میں داخل ہوں گے۔ تانبے اور تانبے کے کھوٹ کے مواد کی تازہ ترین تکرار زیادہ واضح ہے۔ یہ قابل قیاس ہے کہ عمل اور مواد کی مسلسل ترقی کے ساتھ، تانبے کے مواد کی اضافی مینوفیکچرنگ ایپلی کیشن کو ایک نئی سطح پر لے جایا جائے گا۔ (مواد کا مالک آن لائن)
