क्या आप निकेल-क्रोमियम कार्बाइड से परिचित हैं?

(जिसे अक्सर NiCr-Cr₃C₂ मिश्रित चूर्ण कहा जाता है) एक उच्च-प्रदर्शन वाला सेर्मेट पदार्थ है जिसे उच्च-तापमान, संक्षारक और घिसाव-प्रतिरोधी वातावरणों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें एक निकल-क्रोमियम मिश्रधातु (NiCr) बाइंडर प्रावस्था और एक क्रोमियम कार्बाइड (Cr₃C₂) कठोर प्रावस्था होती है। इसकी विशिष्ट संरचना 75% Cr₃C₂ + 25% NiCr (जहाँ NiCr 80% Ni और 20% Cr है) है। उच्च-वेग ऑक्सीजन ईंधन (HVOF) या प्लाज्मा छिड़काव द्वारा निर्मित कोटिंग्स महत्वपूर्ण औद्योगिक घटकों की सुरक्षा में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

I. सामग्री संरचना और संरचना

डुप्लेक्स कम्पोजिट डिज़ाइन:

कठोर प्रावस्था Cr₃C₂: इसका गलनांक 1810°C जितना ऊँचा होता है, उत्कृष्ट उच्च-तापमान कठोरता (सूक्ष्म कठोरता 2200–2700 किग्रा/मिमी²), और प्रबल ऑक्सीकरण प्रतिरोध (महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण केवल 1100–1400°C पर ही शुरू होता है)। NiCr बाइंडर प्रावस्था: कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है। 80% Ni-20% Cr मिश्र धातु संरचना उच्च तापमान पर एक सघन ऑक्साइड फिल्म बनाती है, जो संक्षारण और ऑक्सीकरण प्रतिरोध को बढ़ाती है।
पाउडर का रूप: संकुलन और सिंटरिंग प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित, इस पाउडर का कण आकार आमतौर पर 15-45 माइक्रोमीटर (HVOF के लिए) या -325 मेश (प्लाज्मा स्प्रेइंग के लिए) होता है। नमी से दूर रखें और उपयोग से पहले एक घंटे के लिए 120°C पर सुखाएँ।

II. मुख्य प्रदर्शन लाभ
1. अत्यधिक उच्च तापमान स्थिरता
- ऑक्सीकरण प्रतिरोध 900°C तक पहुँच जाता है। 982°C पर 5 घंटे तक रहने के बाद, इसमें केवल हल्का रंग परिवर्तन दिखाई देता है, जबकि WC-Co मिश्रधातुओं या स्टेनलेस स्टील्स में गंभीर ऑक्सीकरण विफलता देखी जाती है।
- उच्च तापमान पर उच्च कठोरता बनाए रखने की क्षमता इसे गैस टर्बाइन और बॉयलर जैसे तापीय उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाती है।

2. उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध
- तनु सल्फ्यूरिक एसिड वातावरण में, इसका संक्षारण प्रतिरोध 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील से 30 गुना है; भाप वातावरण में, इसका संक्षारण प्रतिरोध Co-WC मिश्र धातुओं से 50 गुना है।
- क्षारीय घोल संक्षारण के प्रति प्रतिरोधी, कागज निर्माण और रासायनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त।

3. उच्च घिसाव और क्षरण प्रतिरोध
- विद्युत संयंत्र बॉयलर ट्यूब की दीवारों पर छिड़काव के बाद, वार्षिक टूट-फूट 1.5-2.0 मिमी से घटकर 0.03 मिमी हो जाती है, जिससे सेवा जीवन 7 वर्षों से अधिक हो जाता है।
- रेत से भरे पानी के प्रवाह से होने वाले क्षरण के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध, टरबाइन ब्लेड और समुद्री पंप घटकों के लिए उपयुक्त।

4. अनुकूलित घर्षण प्रदर्शन (स्व-स्नेहन संस्करण)
- Ni-लेपित MoS₂ (8-24%) मिलाने से एक स्व-स्नेहन कोटिंग बनती है, जिससे घर्षण गुणांक 0.72 से 0.45 तक कम हो जाता है और घिसाव के कारण होने वाले नुकसान में 36% की कमी आती है।

III. औद्योगिक अनुप्रयोग
1. ऊर्जा और विद्युत उपकरण
बॉयलर "चार-ट्यूब" संरक्षण: जल-दीवार ट्यूब, सुपरहीटर, आदि को कोयला राख के क्षरण से संरक्षित किया जाता है, जिससे उनकी सेवा अवधि 7 गुना बढ़ जाती है, तथा ट्यूब फटने की घटनाएं कम हो जाती हैं।
गैस टर्बाइन और जल विद्युत: ब्लेड सील और गाइड वेन पर एंटी-कैविटेशन कोटिंग्स, 800°C उच्च तापमान गैस के लिए प्रतिरोधी।

2. पेट्रोकेमिकल्स और भारी मशीनरी

ड्रिलिंग उपकरण: ड्रिल कॉलर और मड पंप लाइनर ग्रिट क्षरण और कमजोर एसिड संक्षारण का प्रतिरोध करते हैं।

वाल्व और कंप्रेसर: सीलिंग सतहों और स्क्रू सतहों को उच्च लागत वाले स्टेनलेस स्टील घटकों को बदलने के लिए मजबूत किया जाता है।

3. कागज निर्माण और कपड़ा मशीनरी

सिलेंडर रोलर सतहों को सुखाना: कठोरता HRC 35-46 तक पहुंच जाती है, जिससे स्क्रैपर घिसाव कम हो जाता है और पीसने का चक्र छह महीने से 3-4 साल तक बढ़ जाता है।

गोंडोला रोलर्स: फाइबर घर्षण का प्रतिरोध करता है और प्रतिस्थापन चक्र को बढ़ाता है।

4. एयरोस्पेस और उच्च-स्तरीय उपकरण

इंजन सील रनवे: कंप्रेसर ब्रश सील में 43-47.6 एमपीए की बॉन्ड ताकत और स्व-स्नेहन गुण होते हैं।

लैंडिंग गियर पिन: घर्षण से होने वाले घिसाव का प्रतिरोध करते हैं और उच्च भार के प्रभावों को सहन करते हैं।

IV. छिड़काव प्रक्रिया के मुख्य बिंदु
1. पाउडर संगतता
- एचवीओएफ के लिए, -325 मेश महीन पाउडर (कण आकार 15-45 माइक्रोन) को प्राथमिकता दी जाती है; प्लाज्मा स्प्रेइंग के लिए, -150/300 मेश वैकल्पिक है।
- कोटिंग में छिद्र को रोकने के लिए हाइग्रोस्कोपिक पाउडर को एक घंटे के लिए 120°C पर पहले से गर्म करने की आवश्यकता होती है।

2. पैरामीटर अनुकूलन
एचवीओएफ प्रक्रिया: ज्वाला वेग 1500-2000 मीटर/सेकेंड, तापमान 2800-3100 डिग्री सेल्सियस, Cr₃C₂ अपघटन का दमन (अपघटन दर - विशिष्ट पैरामीटर: ऑक्सीजन दबाव 0.9 एमपीए, प्रोपेन दबाव 0.4 एमपीए, स्प्रे दूरी 180-380 मिमी।

3. सब्सट्रेट पूर्व उपचार
- Sa3 ग्रेड तक सैंडब्लास्ट, 50-80 μm की खुरदरापन के साथ। सैंडब्लास्टिंग के 3-4 घंटों के भीतर छिड़काव पूरा कर लेना चाहिए।

V. नवाचार दिशाएँ और रुझान
स्व-स्नेहन सम्मिश्रण: ठोस स्नेहक जैसे Ni-लेपित MoS₂/BaF₂ मिलाने से घर्षण गुणांक कम हो जाता है (उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस सील में)।
नैनो-संवर्द्धन: B₄C या नैनो-Cr₃C₂ (0.8–2 μm) का प्रयोग करने से कोटिंग घनत्व और कठोरता में सुधार होता है।
बुद्धिमान प्रसंस्करण: ज्वाला तापमान और कण वेग की वास्तविक समय निगरानी कोटिंग छिद्रता को कम करती है (लक्ष्य:

सारांश
निकेल-क्रोमियम कार्बाइड कोटिंग्स, "Cr₃C₂ हार्ड फेज़ + NiCr बाइंडर फेज़" के अपने संयुक्त डिज़ाइन के माध्यम से, उच्च तापमान, संक्षारण और घिसाव की त्रिविध विफलताओं से निपटने के लिए एक आदर्श समाधान हैं। ऊर्जा, विमानन और भारी उद्योग में इनके सिद्ध अनुप्रयोग ने इनके दीर्घकालिक सुरक्षात्मक मूल्य को सिद्ध किया है। भविष्य का विकास बहुक्रियाशील कंपोजिट और सटीक प्रसंस्करण पर केंद्रित होगा ताकि चरम कार्य परिस्थितियों में सुरक्षा संबंधी बाधाओं को लगातार दूर किया जा सके।