मानवता सहस्राब्दियों से अपघर्षक के बारे में जानती है। लोग पत्थरों और रेत का इस्तेमाल चाकू, भाले और तीर के सिरों और फिशहुक को आकार देने और तेज करने के लिए करते थे। पहला अपघर्षक बलुआ पत्थर था, जिसमें सक्रिय पदार्थ की भूमिका क्वार्ट्ज के सबसे छोटे दानों द्वारा निभाई गई थी। धातु प्रसंस्करण विधियों की खोज तक, इस अपघर्षक सामग्री ने सभी मानव जाति के विकास को संभव बना दिया, तब से लोगों के पास काम और हथियारों के लिए उपकरण बनाने का कोई अन्य तरीका नहीं था।
भौतिक दृष्टि से यह क्या है
आमतौर पर, अपघर्षक बहुत कठोर खनिज होते हैं जो मोहस कठोरता पैमाने के ऊपरी छोर पर स्थित होते हैं - क्वार्ट्ज से हीरे तक। लेकिन नरम सामग्री भी यह कार्य कर सकती है। स्पंज, बेकिंग सोडा और फलों के गड्ढों को सही मायने में अपघर्षक कहा जा सकता है। हम उनसे रोज मिलते हैं, और एक व्यक्ति के दैनिक जीवन में उनका महत्व महान है।
उनका उपयोग किन प्रक्रियाओं में किया जा सकता है?
अपघर्षक सामग्री को अक्सर उसके भौतिक गुणों के कारण नहीं, बल्कि उपयोग की विशेषताओं के कारण कहा जाता है। ऐसी प्रक्रियाओं के कई वर्ग हैं। विशेष रूप से, सैंडब्लास्टिंग मशीन में, सामग्री की सबसे बड़ी संख्या का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें सामान्य परिस्थितियों में स्पष्ट अपघर्षक गुण नहीं होते हैं। यह उपकरण हवा या पानी की एक शक्तिशाली धारा का उपयोग करता है, जिसमें कुछ पदार्थों के छोटे कण बड़ी गति से चलते हैं। कुछ मामलों में, एक अपघर्षक जाल का उपयोग किया जाता है, जो एक हेलिकॉप्टर फिल्टर की भूमिका निभाता है।
सैंडब्लास्टिंग मशीनों का उपयोग भागों और तैयार उत्पादों को चमकाने और खत्म करने के लिए किया जाता है। इस मामले में, वस्तुतः किसी भी अपघर्षक सामग्री को लिया जा सकता है: फल फसलों के नट और बीज के गोले, मोलस्क और अन्य कार्बनिक पदार्थों के गोले से लेकर स्टील, स्लैग, कांच या बेकिंग सोडा के सबसे छोटे टुकड़ों तक।
मुख्य घटक
क्वार्ट्ज रेत सैंडब्लास्टिंग पुलों और अन्य इस्पात संरचनाओं के लिए सबसे लोकप्रिय अपघर्षक है। इस मामले में, बहुत प्रभावी जंग हटाने होता है, जो इंजीनियरिंग संरचनाओं के स्थायित्व को काफी बढ़ाता है। इस प्रक्रिया में उच्च घनत्व वाले अपघर्षक की आवश्यकता होती है। एक नियम के रूप में, धातु संरचनाओं की सफाई में संपीड़ित हवा का उपयोग शामिल है। यह एक कण त्वरक के रूप में कार्य करता है और इसका कोई अतिरिक्त संक्षारक प्रभाव नहीं होता है।
हालांकि, कुछ मामलों में पानी का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। विशेष रूप से कंक्रीट की सफाई करते समयसंरचनाएं। तटीय क्षेत्र में निर्मित लगभग सभी संरचनाओं को समय-समय पर इसकी आवश्यकता होती है। तथ्य यह है कि नमक और अन्य आक्रामक यौगिकों की एक मोटी परत समय के साथ उनकी सतह पर बढ़ती है। ताजा पानी, जिसमें उपयुक्त सामग्री (अपघर्षक) पहले जोड़ा गया था, न केवल उन्हें कंक्रीट से हटा देता है, बल्कि एक "विलवणीकरण" भी पैदा करता है। फिर से, इस क्रिया से भवनों का जीवन काफी बढ़ जाता है।
तैयार उत्पादों को पॉलिश करना
पॉलिशिंग सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जिसमें अपघर्षक बहुत मांग में हैं। एक नियम के रूप में, विशेष पेस्ट या सॉफ्ट डिस्क, साथ ही सिंथेटिक रेजिन पर आधारित यौगिकों का उपयोग तैयार उत्पादों या कुछ भागों को परिपूर्ण करने के लिए किया जाता है। यहां तक कि एक साधारण अपघर्षक स्पंज भी मांग में है। सेरियम ऑक्साइड, हीरा, क्वार्ट्ज, आयरन ऑक्साइड और क्रोमियम ऑक्साइड आज सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले यौगिक हैं।
Novaculite (घने सिलिसियस रॉक) भी पॉलिशिंग सामग्री के उत्पादन के लिए एक अच्छा कच्चा माल है। सेरियम ऑक्साइड कांच को चमकाने के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे आम खनिज है। यह यौगिक इसे खरोंचता नहीं है, लेकिन इसे एक विशेष चिकनाई और चमक देता है। हाल के वर्षों में, हालांकि, इस उद्देश्य के लिए सिलिकॉन कार्बाइड और सिंथेटिक हीरे का अधिक बार उपयोग किया गया है। उनके आधार पर, एक विशेष रूप से महंगी और प्रभावी अपघर्षक बेल्ट का उत्पादन किया जाता है। यह विशेष रूप से "मकर" सामग्री के प्रसंस्करण के लिए बहुत उपयुक्त है।
चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करना
हाल के वर्षों में, उद्योग में अधिक से अधिक बार घर्षण तेज करने की प्रक्रिया का अभ्यास करना शुरू हो गया है। इससे पानी का उपयोग नहीं होता है।दबाव में और संपीड़ित हवा में नहीं: अपघर्षक के सबसे छोटे कण एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र में मंडराते हैं, जो "पीसने वाला पहिया" बनाता है। इस पद्धति का उपयोग सटीक इंजीनियरिंग में किया जाता है, क्योंकि इसका उपयोग उन हिस्सों को चमकाने या तेज करने के लिए किया जा सकता है जो आमतौर पर बहुत महंगे होते हैं और/या प्रक्रिया में समय लगता है। एक अपघर्षक के रूप में, उन धातुओं के साथ एल्यूमीनियम यौगिकों का सबसे अधिक बार उपयोग किया जाता है जिनमें यह गुण होता है।
चुंबकीय चमकाने के तरीके
रियोलॉजिकल पॉलिशिंग विधि के साथ, "भौतिक" अपघर्षक उपकरण का उपयोग बिल्कुल नहीं किया जाता है। सामग्री को तरल पदार्थ के साथ मिलाया जाता है, जिसकी मोटाई में वे विद्युत क्षेत्रों के प्रभाव में चलते हैं। यह विधि ऊपर वर्णित विधि से बहुत मिलती-जुलती है, और इसका उपयोग सटीक इंजीनियरिंग और इसी तरह के उद्योगों में कुछ भागों में भी किया जाता है।
सामान्य तौर पर, हाल के वर्षों में, तरल पदार्थ या सिंथेटिक रेजिन के साथ पूर्व-मिश्रित अपघर्षक का उत्पादन में तेजी से उपयोग किया जा रहा है। एक अच्छा उदाहरण क्रोमियम ऑक्साइड पर आधारित भारत सरकार द्वारा गीला किया गया अपघर्षक पेस्ट है। यह लंबे समय से जाना जाता है, लेकिन हाल के वर्षों में ही इस पर विशेष ध्यान दिया गया है। कारण सरल है - इस यौगिक की कम लागत और पॉलिशिंग में इसकी उच्च दक्षता। इसके अलावा, अपघर्षक पेस्ट संसाधित सामग्री पर बिना खरोंच या क्षति पहुंचाए धीरे से काम करता है।
एंगल ग्राइंडर ("ग्राइंडर") के लिए एब्रेसिव व्हील
इनका इस्तेमाल सिर्फ पॉलिश करने के लिए ही नहीं किया जाता है। अपघर्षक विशेष रूप से कठोर सामग्री को भी काट सकते हैं। ऐसा करने के लिए, एल्यूमीनियम ऑक्साइड और फेनोलिक के आधार पर बने पतले पीसने वाले पहियों का उपयोग करेंपिच दुर्लभ मामलों में, एक धातु अपघर्षक डिस्क का उपयोग किया जाता है। ऐसे उपकरण अपरिहार्य हैं, विशेष रूप से, खदानों में संगमरमर के निष्कर्षण में। तथ्य यह है कि यह खनिज बहुत घना है, साधारण आरी से काटना मुश्किल है।
जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं कि काटने के लिए एल्युमीनियम ऑक्साइड, सिलिकॉन कार्बाइड, कृत्रिम हीरे और बोरॉन कार्बाइड का उपयोग किया जाता है। इनका उपयोग अपघर्षक डिस्क बनाने के लिए किया जा सकता है, इनका उपयोग विशेष रूप से टिकाऊ सामग्री के लिए विशेष आरी बनाने के लिए भी किया जाता है।
उद्योग के लिए उपयोग किए जाने वाले मुख्य उपकरण
इस प्रकार, ये यौगिक सामग्री को तेज करने, चमकाने, काटने के लिए आवश्यक हैं। आधुनिक उद्योग अक्सर कृत्रिम मूल के अपघर्षक उपकरण का उपयोग करते हैं। इसका कारण सिंथेटिक्स की अपेक्षाकृत कम लागत है। प्राकृतिक उत्पत्ति के यौगिक बहुत अधिक महंगे हैं। इनमें एल्यूमीनियम ऑक्साइड शामिल है, जिसका हमने बार-बार उल्लेख किया है, साथ ही साथ सिलिकॉन कार्बाइड, ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड, और तथाकथित सुपरब्रेसिव्स (डायमंड या बोरॉन नाइट्राइड)।
अपवाद दुर्लभ हैं और मुख्य रूप से कोरन्डम द्वारा दर्शाए जाते हैं। यह बहुत महंगा है, और उत्पादन में इसका उपयोग काफी सीमित है। दुर्लभ मामलों में भी, प्राकृतिक हीरे का उपयोग किया जाता है जो उनके अत्यंत छोटे आकार या संरचनात्मक दोषों के कारण काटने के लिए अनुपयुक्त होते हैं।
औद्योगिक अपघर्षक का विकास
पहियों को पीसने के लिए औद्योगिक अपघर्षक का इतिहास प्राकृतिक खनिजों - क्वार्ट्ज और सिलिकॉन, साथ ही कोरन्डम के साथ शुरू हुआ। वैसे, यह बाद वाला था, जिसे पहली बार "एमरी" नाम मिला था। यह पहला बार थाघर्षण। प्राकृतिक खनिजों की अस्वीकृति बीसवीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में शुरू हुई और इसके अंत तक लगभग पूरी तरह से पूरी हो गई थी। और यहाँ बिंदु न केवल प्राकृतिक सामग्री की उच्च लागत थी। तथ्य यह है कि उन सभी में कड़ाई से परिभाषित गुण हैं जिन्हें किसी भी तरह से बदला नहीं जा सकता है। कुछ शर्तों के तहत निर्मित सिंथेटिक अपघर्षक, कुछ असामान्य कार्यों को हल करने के लिए पूरी तरह से अलग और बेहतर अनुकूल हो सकते हैं।
उदाहरण के लिए, नई तकनीकों के माध्यम से, एक चिप जैसा कण आकार वाला एक यौगिक बनाया जा सकता है। यह सामग्री सतह पर पॉलिशिंग पहियों को लगाने के लिए आदर्श है। इसके अलावा, पूरी तरह से नई सामग्री को मिलाकर बनाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम यौगिकों के साथ टाइटेनियम ऑक्साइड। ये अपघर्षक विशेष रूप से कठोर सतहों के लिए आदर्श हैं।
उद्योग में "अपघर्षक सफलता" कब हुई?
अपघर्षक का आधुनिक उत्पादन, जिसमें पीस व्हील और एमरी स्किन का उत्पादन शामिल है, ट्रेडमार्क और पेटेंट के बड़े पैमाने के कारण वर्णन करना मुश्किल है, जो कई मामलों में एक ही उत्पाद का वर्णन करते हैं। ऐसे टकरावों का समाधान सरल है - रासायनिक संरचना में सबसे छोटे अंतर के कारण, आप एक नया ट्रेडमार्क पंजीकृत कर सकते हैं। लेकिन सिंथेटिक अपघर्षक का आधार क्या है, और उद्योग को उन्हें बड़े पैमाने पर उपयोग करने का अवसर कब मिला?
वास्तव में एक महत्वपूर्ण घटना सिलिकॉन कार्बाइड की खोज थी, एक खनिज जो प्रकृति में नहीं पाया जाता है। 1890 के दशक में सिंथेटिक एल्यूमिना के निर्माण ने इस क्षेत्र में अनुसंधान की शुरुआत को ही प्रेरित किया। 1920 के दशक के अंत तकसिंथेटिक एल्यूमिना, सिलिकॉन कार्बाइड, गार्नेट और कोरन्डम मुख्य औद्योगिक अपघर्षक थे।
लेकिन असली सफलता 1938 में मिली। यह तब था जब रासायनिक रूप से शुद्ध एल्यूमीनियम ऑक्साइड प्राप्त करना संभव हो गया, जिसने तुरंत मैकेनिकल इंजीनियरिंग में व्यापक आवेदन पाया। यह जल्द ही स्पष्ट हो गया कि ज़िरकोनिया और एल्यूमिना का मिश्रण विशेष रूप से कठोर धातुओं में नौकरियों को काटने की मांग के लिए आदर्श था। यह वास्तव में अद्वितीय अपघर्षक पाउडर है: यह उच्च प्रदर्शन को बरकरार रखता है, लेकिन अपेक्षाकृत सस्ता है। आज, हथेली अभी भी सिंथेटिक एल्यूमीनियम ऑक्साइड द्वारा आयोजित की जाती है, जिसने बॉक्साइट कच्चे माल की मूल माइक्रोक्रिस्टलाइन संरचना को बरकरार रखा है। विशेष रूप से, अद्वितीय Cubitron™ को इस तरह से बनाया गया था, साथ ही साथ SolGel™ ब्रांड के तहत सिरेमिक-आधारित अपघर्षक भी बनाया गया था।
"लड़कियों के सबसे अच्छे दोस्त" के बारे में
प्राकृतिक हीरा सबसे पुराना अपघर्षक पत्थर है। यह 1930 में लोकप्रिय हुआ। इसके दो कारण थे। सबसे पहले, उस वर्ष तक, हीरे के खनन की मात्रा नगण्य थी और भौतिक रूप से उद्योग की बढ़ती जरूरतों को पूरा नहीं कर सकती थी। दूसरे, आसन्न युद्ध की तीव्र भावना के कारण, कई देशों ने मशीनों का उपयोग करके टंगस्टन कार्बाइड को संसाधित करने के तरीकों की तत्काल तलाश शुरू कर दी। यह पदार्थ अभी भी कवच-भेदी प्रोजेक्टाइल के लिए कोर के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।
समस्या इस सामग्री की अवास्तविक कठोरता थी, जिसे अपघर्षक प्रसंस्करण ने आसानी से नहीं लिया। 1960 के दशक में जनरल इलेक्ट्रिक कंपनी द्वारा किया गया एक अध्ययनसिंथेटिक हीरे के विकास के लिए नेतृत्व किया। अंततः, इस क्षेत्र में अनुसंधान से क्यूबिक बोरॉन नाइट्राइड, सीबीएन की खोज हुई। डायमंड-हार्ड कंपाउंड का व्यापक रूप से अन्य अपघर्षक के निर्माण में उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह सचमुच कठोर स्टील्स को धूल में पीस सकता है।
बेशक, इन सभी अपघर्षक पदार्थों में, उनके सभी अद्भुत गुणों के अलावा, एक बड़ी कमी है - लागत। एक हालिया अपवाद एब्रल अपघर्षक है, जिसे यूरोपीय चिंता पेचिनी द्वारा संश्लेषित किया गया है। इस कंपनी ने "हीरे के विकल्प" का एक प्रकार विकसित किया है, जो कठोरता में उनसे कम नहीं है, लेकिन कीमत में महत्वपूर्ण रूप से जीतता है।
लेकिन यह सिर्फ खुद के अपघर्षक नहीं थे जिन्होंने उद्योग को आगे बढ़ाया। उनके आवेदन के आधार के रूप में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों का बहुत महत्व था। विशेष रूप से, जब बैकेलाइट बनाया गया था, तो हल्के और अधिक टिकाऊ पीसने वाले पहियों का उत्पादन संभव हो गया था। वे अधिक समान रूप से पीसते थे, और अपघर्षक को उनके आंतरिक आयतन में बेहतर ढंग से वितरित किया जाता था। इसके परिणामस्वरूप काफी बेहतर सामग्री प्रबंधन हुआ।
सैंडपेपर
एमरी की खाल में आधार के रूप में बुने हुए रेशों से प्रबलित कृत्रिम और प्राकृतिक कपड़े, फिल्म और यहां तक कि सादे कागज का उपयोग किया जाता है। कुछ मामलों में, "सैंडपेपर" फेनोलिक रेजिन या पानी (बेशक अपघर्षक के अतिरिक्त के साथ) के समाधान के साथ एक कपड़े को लगाकर प्राप्त किया जाता है। एक अपघर्षक स्पंज भी प्राप्त किया जा सकता है। ऐसे उपकरण व्यापक रूप से लगभग सभी के लिए जाने जाते हैं, हम उनका लगातार सामना करते हैं औरदैनिक।
हमने इन सामग्रियों के कई अनुप्रयोगों का वर्णन किया है। लेकिन तथ्य यह है कि औसत औसत व्यक्ति अपने जीवन में उनमें से अधिकतर का सामना नहीं करता है। तो, बहुत से लोग ग्राइंडस्टोन, वेटस्टोन या उसी सैंडपेपर के बारे में जानते हैं, किसी ने अपघर्षक जाल का उपयोग किया था। लेकिन कम लोग जानते हैं कि विशिष्ट प्रकार के पदार्थों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, बीयरिंग के निर्माताओं या सुपर-हार्ड स्टील्स से बने उच्च गुणवत्ता वाले चाकू। उत्तरार्द्ध, वैसे, घर पर तेज करना लगभग असंभव है। उनके लिए "शार्पनर" की बहुत खास जरूरत है।
इस या उस अपघर्षक के लिए कौन से अनुप्रयोग उपयुक्त हैं?
विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए, सुपरब्रेसिव्स की आवश्यकता होती है, जिसका हम पहले ही संक्षेप में ऊपर उल्लेख कर चुके हैं। उन्हें एमरी स्किन, अपघर्षक ब्रश, डिस्क और सर्कल के रूप में भी प्रस्तुत किया जाता है। तो, मानक स्टील ग्रेड से चाकू के उत्पादन में, निर्माता एल्यूमीनियम ऑक्साइड और सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग करते हैं। दूसरी ओर, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आमतौर पर सैंडब्लास्टिंग मशीनों के अधिक व्यापक उपयोग की आवश्यकता होती है: स्टेनलेस स्टील, बॉल बेयरिंग और विशेष रूप से कठोर लकड़ी का बड़े पैमाने पर प्रसंस्करण। हालांकि, ज्यादातर मामलों में, उद्योगपति "अच्छे पुराने" एल्यूमीनियम ऑक्साइड के प्रति सच्चे रहते हैं। यह अपघर्षक पाउडर सस्ता है लेकिन अत्यधिक प्रभावी है।
आखिरकार
अपघर्षक, प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से, लगभग हर उस चीज़ के उत्पादन में भूमिका निभाते हैं जिससे लोग दैनिक आधार पर निपटते हैं। विशेष रूप से, उनके बिना, एनोडाइज्ड एल्यूमीनियम से बने मामले बनाना असंभव है, जो"सेब" उत्पादों के प्रशंसकों के साथ इतना लोकप्रिय। यह मत भूलो कि एक साधारण अपघर्षक पत्थर "ग्राइंडर" या यहां तक कि साधारण सैंडपेपर वैज्ञानिकों और कारीगरों की कई पीढ़ियों की गतिविधि का फल है जिन्होंने वर्षों से अपने ज्ञान को एकत्र और व्यवस्थित किया है।
कंपनियां जो विभिन्न प्रकार के अपघर्षक, ग्राइंडिंग व्हील्स और एमरी स्किन्स का उत्पादन करती हैं, सैद्धांतिक ज्ञान का उपयोग करती हैं जो कई संबंधित उद्योगों में मौजूद है। वे सिरेमिक के अध्ययन के दौरान प्राप्त आंकड़ों द्वारा निर्देशित होते हैं, व्यापक रूप से लागू रसायन विज्ञान, भौतिकी और धातु विज्ञान का अभ्यास करते हैं। अपघर्षक हमेशा उपयोगी रहेंगे, वे कई उद्यमों के आधुनिक उत्पादन चक्र की एक प्रमुख विशेषता हैं।
