سلیکون اسٹیل

سلیکون اسٹیلز لوہے اور سلکان کے فیریٹک مرکب ہیں جن میں مقناطیسی خصوصیات ہیں جو انہیں موٹروں اور ٹرانسفارمرز میں کارآمد بناتے ہیں۔ سلیکان کا اضافہ مقناطیسی نرمی کو بہتر بناتا ہے اور برقی مزاحمت کو بڑھاتا ہے۔ ان کے کیوری درجہ حرارت کو کم کرنے، سنترپتی میگنیٹائزیشن کو کم کرنے، اور سلکان کے اضافے کے وزن کے لحاظ سے 2 فیصد سے زیادہ ہونے پر مرکب کو نشہ آور بنانے کے ناپسندیدہ اثرات بھی ہوتے ہیں۔ سلیکون کے بدبودار اثرات 3 فیصد سے زیادہ وزن والے سلکان کے ساتھ سلکان اسٹیل تیار کرنا مشکل بناتے ہیں۔ سلیکون اسٹیلز دو طریقوں سے تیار کیے جاتے ہیں، انتہائی بناوٹ والے اناج پر مبنی مرکبات اور مرکب دھاتیں جن میں دانے پر مبنی نہیں ہوتے ہیں۔ دانوں کی واقفیت آسان مقناطیسی محور کو سیدھ میں لانے کے لیے کی جاتی ہے۔

سنکنرن کنٹرول اور انتظام

آئرن-سلیکون اینوڈس عام طور پر معیاری سائز میں فراہم کیے جاتے ہیں، مثلاً ٹھوس کاسٹنگ کے لیے 50 یا 75 ملی میٹر قطر اور 1.2 یا 1.5 میٹر لمبائی، تار کی دم سے مکمل ہوتی ہے۔ یہ اینوڈس کاسٹ آئرن سے بنائے جاتے ہیں جس میں سلکان کی مقدار زیادہ ہوتی ہے، 14 سے 15 فیصد، اس کے ساتھ ملائیت والے عناصر جیسے کرومیم کے چھوٹے فیصد کے ساتھ۔

اینوڈز بڑھے ہوئے سروں کے ساتھ دستیاب ہیں جن کے اندر سیسہ کی دموں کو ختم کیا جاتا ہے اور رال اور گرمی کے سکڑنے کے قابل حفاظتی ٹوپیوں کے ساتھ لپیٹ دیا جاتا ہے۔ وہ "سنگل" یا "ڈبل" ورژن میں دستیاب ہیں، بالترتیب، ایک سرے پر ایک کیبل کنکشن یا ہر ایک سرے پر ایک۔ ڈبل اینڈڈ انوڈس کو ایک سے زیادہ اینوڈس کے تاروں میں فراہم کیا جا سکتا ہے جس میں فی سٹرنگ صرف ایک کیبل ہے۔

سینٹری فیوگلی کولڈ کاسٹ ٹیوبلر اینوڈس 55 سے 170 ملی میٹر قطر میں اور سنٹرل کیبل کنکشن کے ساتھ 1.5 اور 2.1 میٹر کی لمبائی میں بھی دستیاب ہیں۔ ایسے اعداد و شمار موجود ہیں جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ کولڈ کاسٹ انوڈز اپنی کارکردگی میں زیادہ مستقل مزاجی رکھتے ہیں، غالباً ان کی باریک اور زیادہ مستقل اناج کی ساخت کی وجہ سے، اور یہ کہ تاروں کے مرکزی کنکشن کے نتیجے میں انوڈ بڑے پیمانے پر استعمال کا عنصر ہوتا ہے۔ کیبل کنکشن کے سرے کی قبل از وقت کھپت کا باعث بنتا ہے۔

4.5 فیصد کرومیم کے ساتھ آئرن-سلیکون متاثر شدہ کرنٹ انوڈس کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا آئرن-سلیکون مرکب بن گیا ہے، لیکن اسے صرف اس صورت میں استعمال کیا جانا چاہیے جب الیکٹرولائٹ میں کلورائیڈ کا مواد نمایاں ہو۔ کم کلورائیڈ والی مٹی میں، سخت آکسائیڈ فلم جو کرومیم مرکب پر بنتی ہے، جو سمندری پانی اور دیگر کلورائڈ پر مشتمل ماحول میں استعمال کی کم شرح فراہم کرتی ہے، انتہائی مزاحمتی بن سکتی ہے اور کرومیم مرکب کی ظاہری ناکامی کا سبب بن سکتی ہے۔

آئرن-سلیکون اینوڈس کے بنیادی نقصانات ان کا وزن اور انتہائی نزاکت ہیں، جو کہ اعلیٰ نقل و حمل کے اخراجات اور فاؤنڈری سے کیتھوڈک پروٹیکشن سائٹ تک ممکنہ ٹوٹ پھوٹ میں ترجمہ کرتا ہے، خاص طور پر اگر یہ بیرون ملک ہو۔ یہ اینوڈ اب بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے کیونکہ اس کی کارکردگی بہت اچھی طرح سے قائم ہے اور یہ آپریٹنگ حالات میں تغیر کے خلاف مزاحم ہے۔

کیتھوڈک تحفظ

اہم متاثر موجودہ اینوڈس

اہم متاثر شدہ موجودہ انوڈس مندرجہ ذیل ہیں:

اعلی سلکان مواد کے ساتھ لوہے کو کاسٹ کریں۔

سلیکون آئرن اینوڈز تقریباً 15 فیصد سلکان اور 1 فیصد کاربن کے ساتھ بنیادی دھات کے طور پر لوہے پر مشتمل ہوتے ہیں، مزید کرومیم (5 فیصد)، مینگنیج (1 فیصد) اور مولیبڈینم (2 فیصد) کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ موجودہ پیداوار 50 A/m2 ہے اور استعمال کی شرح 90 اور 250 g/A/سال کے درمیان ہے۔ Mo-containing anodes اعلی درجہ حرارت والے میڈیا میں استعمال ہوتے ہیں۔

ایک عام ہائی سلکان کاسٹ آئرن اینوڈ تجزیہ ٹیبل 5.8 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ عام طور پر گراؤنڈ کیتھوڈک پروٹیکشن ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

ایک عام سیلیکون کاسٹنگ انوڈ کا تجزیہ

کباڑ کی دھات

اس کا سستا اور وافر مقدار میں دستیاب ہونے کا فائدہ ہے۔ ہلکے اسٹیل پائپ اور ریل سکریپ اور کاسٹ آئرن سکریپ کی کھپت کی شرح مختلف ہوتی ہے۔ ہلکے اسٹیل سکریپ کی صورت میں، کھپت کی شرح 6،6-9،0 کلوگرام فی سال ہے، اور کاسٹ آئرن کے لیے، یہ ہے 0،9-9،{{ 5}} کلوگرام/سال۔ اسٹیل کو پرانی ریلوے لائنوں، پائپوں اور ساختی حصوں کی شکل میں استعمال کیا جاتا ہے۔ سکریپ سٹیل کی کھپت کی شرح عام طور پر یکساں ہے۔ مواد زیادہ تر لمبے، پتلے حصوں کی شکل میں دستیاب ہوتا ہے، اور اس بات پر منحصر ہے کہ آیا یہ حصے افقی طور پر نصب ہیں یا عمودی طور پر، وہ مختلف مزاحمتی قوتوں کے ساتھ مٹی کے طبقے کا سامنا کر سکتے ہیں، جو غیر یکساں سنکنرن کا باعث بنتے ہیں۔ کاسٹ آئرن کو حصے میں موٹا ہونے کا فائدہ ہے اور اس طرح کہ کوئی بھی ٹکڑا کم یا زیادہ یکساں مزاحمتی زمین پر ہوگا۔ اس کے علاوہ، گریفائٹ کی سطح ظاہر ہوتی ہے کیونکہ بیرونی لوہا استعمال ہوتا ہے۔ گریفائٹ کی شکل میں باقی لوہا اس لیے گریفائٹ اینوڈ کے طور پر کام کرتا ہے۔

گریفائٹ اینوڈس

ان میں دیرپا سنکنرن تحفظ، کم دیکھ بھال کی لاگت اور اعلی کارکردگی کے فوائد ہیں۔ اینوڈس کے لیے عام کرنٹ کثافت 10.8 اور 40 کے درمیان ہے۔{10} A/m2 (1.4 A/ft2)۔ استعمال کی شرح ہر سال 0,225 اور 0.45 کلوگرام (0.5 اور 1.0 پونڈ) کے درمیان ہے۔ ان کی عام طور پر بیلناکار شکل ہوتی ہے، حالانکہ دوسری شکلیں ہوتی ہیں۔

پلاٹینیٹڈ ٹائٹینیم

یہ اینوڈس نمکین پانی یا تازہ پانی کے لیے استعمال ہوتے ہیں جہاں چالکتا بہت کم ہے۔ ٹائٹینیم اعلی برقی مزاحمت کی ایک منسلک آکسائڈ پرت تیار کرتا ہے۔ آکسائڈ کی پرت رکاوٹ کے طور پر کام کرکے سنکنرن کو روکتی ہے۔ ٹائٹینیم پلاٹینم کے لیے ایک غیر فعال حمایت کے طور پر کام کرتا ہے۔ پلاٹینم بہت زیادہ موجودہ کثافت کو برداشت کر سکتا ہے اور عام طور پر صرف ایک چھوٹے سے علاقے پر لاگو ہوتا ہے۔ پلاٹینم کی تہہ عام طور پر 2.5 مائیکرون موٹی ہوتی ہے اور اس کی متوقع عمر 10 سال ہوتی ہے۔ ٹائٹینیم فوائل، 2{5}}.0µm پلاٹینم پرت کے ساتھ 3 ملی میٹر موٹی، 10A/dm2 پر یا سالوں کے دوران چارج کیا جا سکتا ہے۔ 10-25 کے قطر والے راڈ اینوڈز اکثر برتنوں، پائپوں، کنڈینسروں، تھرمل آئل ٹرمینلز وغیرہ کے تحفظ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ 50 A/ft2 (540 A/m2) تک موجودہ کثافت حاصل کی جا سکتی ہے۔ تاہم، انوڈ کو کم وولٹیج پر استعمال کرنا چاہیے۔

لیڈ اینوڈس

لیڈ اینوڈز مختلف لیڈ مرکب مرکبات سے بنائے جاتے ہیں، جیسے Pb{{0}}Ag-6Sb اور Pb-1Ag-5Sb-1Sn ۔ لیڈ انوڈ کی کثافت 11.0 اور 11.2 g/cm3 کے درمیان ہے۔

Pb{{0}Ag-6Sb کی گنجائش 160-220 A/m2 ہے اور استعمال کی شرح 90 g/سال یا {{17} }، 10 A/ft2 (108 A/m2) کی موجودہ کثافت پر 009 کلوگرام/سال۔ دوسرا اینوڈ، جس میں 10 فیصد Sn اور 5 فیصد اینٹیمونی ہے، اس کی گنجائش 500 A/dm2 ہے اور اس کی کھپت کی شرح 0.3 سے 0.8 کلوگرام فی سال ہے۔ اس مرکب میں اچھی مکینیکل خصوصیات ہیں اور اسے کسی بھی شکل میں رول کیا جا سکتا ہے۔ لیڈ-سلور یا لیڈ-پلاٹینم اینوڈس جن کا قطر 7.5 سینٹی میٹر، لمبائی 75 سینٹی میٹر اور وزن 36 کلوگرام یا قطر 5 سینٹی میٹر، لمبائی 180 سینٹی میٹر اور وزن تقریباً 45 کلوگرام ہوتا ہے۔ سمندری ڈھانچے کو سنکنرن سے بچانے کے لیے گول انوڈس کی شکل۔ وہ بحری جہازوں کی حفاظت کے لیے بھی استعمال ہوتے ہیں۔

الیکٹرک ٹرانسفارمرز

بنیادی مواد

سلیکون آئرن کا مقناطیسی بنیادی مواد کے طور پر استعمال 20ویں صدی کے اوائل میں متعارف کرایا گیا تھا۔ سلیئس آئرن میں نسبتاً زیادہ پارگمیتا ہوتا ہے، اور سلیکون کی وجہ سے بڑھتی ہوئی مزاحمت نے پرجیوی نقصانات کو کم کرنے میں مدد کی۔ 1930 کی دہائی کے آخر تک، گرم رولڈ سلکان آئرن کی پتلی چادریں، جنہیں اکثر سلکان اسٹیل کہا جاتا ہے، تقریباً خصوصی طور پر ٹرانسفارمر کور میں استعمال کیا جاتا تھا۔ چونکہ ہاٹ رولڈ سلیکون آئرن لیمینیشنز کے جہاز میں تقریباً ایک جیسی مقناطیسی خصوصیات رکھتا ہے، اس لیے اسٹیک شدہ کور کے لیے ایک سادہ 90 ڈگری لیپ کارنر جوائنٹ استعمال کیا جا سکتا ہے۔

30 سالوں کے اختتام پر، ٹرانسفارمرز کے لیے ایک نیا مواد، دانے پر مبنی سلکان آئرن تیار کیا گیا۔ یہ مواد رولنگ سمت میں بہتر مقناطیسی خصوصیات رکھتا تھا، لیکن اس سمت کے صحیح زاویوں پر بدتر ہے۔ گرم رولڈ سلکان آئرن تصادفی طور پر مبنی کرسٹل یا دانوں پر مشتمل ہوتا ہے۔ یہ خصوصیت تمام سمتوں میں خصوصیات کو ایک جیسی بناتی ہے۔ اناج پر مبنی سلکان آئرن میں، اضافی کولڈ رولنگ اور ہیٹ ٹریٹمنٹ کے عمل کے نتیجے میں لیمینیشن ہوتی ہے، جس میں کرسٹل کا ایک بڑا حصہ رولنگ کی سمت پر مبنی ہوتا ہے۔ جوڑوں کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے 45° میٹرڈ بٹ جوائنٹ اکثر اسٹیک شدہ کور کے کونوں پر اورینٹڈ مواد کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے۔ فی الحال، زیادہ تر ٹرانسفارمرز اناج پر مبنی مواد کو لیمینیشن موٹائی میں استعمال کرتے ہیں جس کی ترتیب 0.2 سے 0.3 ملی میٹر ہے۔

دلچسپ بات یہ ہے کہ اگرچہ کور میں استعمال ہونے والے موجودہ مقناطیسی مواد کا کرسٹل لائن ڈھانچہ ہے، لیکن غیر کرسٹل لائن مقناطیسی مرکبات کی ایک نئی کلاس تحقیق اور ترقی کے تحت ہے۔ یہ بے ساختہ دھاتیں ہیں، جن کی بے ساختہ حالت پگھلنے والے مرکب کے بہت تیز ٹھنڈک سے پیدا ہوتی ہے۔

بے ساختہ دھات کے مرکب میں اناج پر مبنی بنیادی مواد کے مقابلے میں نقصان کی سطح بہت کم ہوتی ہے۔ تاہم، چونکہ یہ مواد فی الحال بہت ہی پتلی ربن کی شکل میں تیار کیے جاتے ہیں، اس لیے وہ زخموں کے کوروں پر زیادہ آسانی سے لاگو ہوتے ہیں۔ فی الحال، اس مواد سے کافی تعداد میں ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمرز تیار کیے گئے ہیں، اور فیلڈ میں ان کی کارکردگی کی نگرانی کی جا رہی ہے۔