मिश्र धातुएं

हम अपने दैनिक जीवन में सामान्यतः कई मिश्रधातुओं का उपयोग करते हैं, पर शायद हम इसे ध्यान नहीं देते है। उदाहरण के लिए, पीतल का उपयोग वहां किया जाता है जहां संक्षारण प्रतिरोध और कम घर्षण धातु की आवश्यकता होती है, जैसे ताले, टिका, गियर, बीयरिंग, कपलिंग नली और विद्युत प्लग और सॉकेट। पीतल का उपयोग घुंघरू और घंटियों जैसे संगीत वाद्ययंत्रों के लिए भी बड़े पैमाने पर किया जाता है। स्टेनलेस स्टील को सामान्यतः आपके घर में खाना पकाने और खाना खाने के लिए रसोई के सामान, कटलरी और कुकवेयर के रूप में देखा जाता है।

परिभाषा

जब एक धातु को किसी अन्य धातु या अधातु के साथ मिलाया जाता है तो इस प्रक्रिया को मिश्र धातु (alloy) निर्माण के रूप में जाना जाता है और धात्विक संयोजन को मिश्र धातु के रूप में जाना जाता है। आधुनिक आवर्त सारणी में अधिकतर मिश्र धातुएँ D ब्लॉक तत्वों से बनती हैं, जैसे Cu, Fe, Ti, Zn, Hg। मिश्रधातु उचित अनुपात में धातुओं का मिश्रण है, यह कोई रासायनिक यौगिक नहीं है।

मिश्र धातुओं की आवश्यकता क्यों होती है?

शुद्ध धातु सामान्यतः मिश्र धातु की तुलना में नरम होती है और जब इसे वायुमंडल में मुक्त किया जाता है।  यह हवा, धूल और नमी के साथ प्रतिक्रिया करना शुरू कर देता है।  इसे धातुओं के क्षरण के रूप में जाना जाता है। किसी धातु की ताकत बढ़ाने के लिए, और क्षरण या जंग लगने से बचाने के लिए हम उस धातु की मिश्र धातु बनाते हैं।

शुद्ध महंगी धातुओं की तुलना में मिश्रधातु का उपयोग किफायती है, उनकी कम विद्युत चालकता, उच्च तन्यता, लचीलापन के कारण कई उपकरणों को बनाने के लिए मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है। इनके व्यापक उपयोग को देखते हुए भविष्य में इसकी मांग लगातार बढ़ती रहेगी।

मिश्र धातुओं के गुण

मिश्रधातुओं में कुछ अद्वितीय गुण होते हैं जो इसे शुद्ध धातुओं से अलग करते हैं। मिश्रधातु के गुण नीचे दिये गये हैं।

• मिश्रधातु उस धातु से अधिक कठोर होती है जिससे यह बनती है।
• मिश्र धातु अधिक टिकाऊ होती है और इनमें शुद्ध धातुओं की तुलना में अधिक लचीलापन होता है।
• मिश्र धातुओं में शुद्ध धातु की तुलना में कम विद्युत चालकता होती है।
• शुद्ध धातु की तुलना में मिश्र धातुओं का गलनांक और क्वथनांक कम होता है।
• मिश्रधातुएँ हवा और नमी के प्रति लगभग अक्रियाशील होती हैं, वे अत्यधिक संक्षारण प्रतिरोधी होती हैं।
• मिश्र धातु शुद्ध धातुओं की तुलना में अधिक तापमान प्रतिरोधी हैं।

मिश्रधातु के उदाहरण और उनके उपयोग

• शुद्ध सोना प्रकृति में बहुत नरम होता है, इसे सख्त करने के लिए, हम इसे आभूषण निर्माण के लिए उपयुक्त बनाने के लिए Cu,  Ag,  Ni,  Pd,  Zn के साथ मिलाते हैं।

• वातावरण के संपर्क में आने पर लोहे में जंग लग जाता है, लेकिन इसकी मिश्र धातु स्टेनलेस स्टील जो Fe, Cr और C से बनी होती है, उस पर जंग नहीं लगती। रसोई के बर्तन, मशीनरी बनाने और रेलिंग, खिड़कियां, दरवाजे, सोफे सीटें आदि को बनाने में स्टेनलेस स्टील के व्यापक प्रयोग किया जाता हैं।

• मिश्रधातुओं के कुछ अन्य उदाहरण नीचे दिये गये हैं

कांस्य

Cu (75 – 90%) +Sn (10 – 25%) कांस्य का उपयोग मूर्तियाँ, सिक्के, पदक, दरवाज़े की कुंडियाँ, खाना पकाने के बर्तन और संगीत वाद्ययंत्र बनाने के लिए किया जाता है।

गन मेटल

Cu (85 %)+ Zn(5%) + Sn(10%) बंदूक धातुओं को लाल कांस्य के रूप में भी जाना जाता है, इसका उपयोग 19 वीं शताब्दी के मध्य में बंदूकें बनाने के लिए किया जाता था। बाद में इसे स्टील द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है क्योंकि स्टील गन मेटल की तुलना में सस्ता था।

मैग्नैलियम

Mg (10%) + Al (90%) मैग्नेलियम का उपयोग ऑटोमोबाइल और विमान में किया जाता है, इसके अत्यधिक ज्वलनशील व्यवहार के कारण इसका उपयोग स्पार्किंग एजेंट के रूप में किया जाता है।

तांबा, टिन, जस्ता और चांदी के अमलगम

अमलगम एक पारा मिश्र धातु है जिसका उपयोग औषधीय प्रक्रियाओं में किया जाता है। दंत चिकित्सक इसका उपयोग दांतों में कैविटी ठीक करने के लिए दांत भराव सामग्री के रूप में भी करते हैं।

उनकी उच्च तापमान शक्ति के कारण, टाइटेनियम मिश्र धातुओं (Ti- 6Al - 4V) का एयरोस्पेस उद्योग में उपयोग किया जाता है। और एल्यूमीनियम के हल्के वजन मिश्र धातुओं ( ड्यूराल्यूमिन, एल्यूमीनियम 7075 ) का उपयोग विमान बॉडी पार्ट निर्माण में किया जाता है।

अभ्यास प्रश्न

• मिश्र धातुएं को उदाहरण द्वारा समझाइये।
• मिश्रधातु के उदाहरण और उनके उपयोग कैसे होता है ?
• लैंथेनाइड्स संकुचन का प्रभाव क्या है?