धातूक्षय

प्रा. वसंतराव बंडोबा काळे जगातील सर्व ज्ञात कमी अधिक प्रमाणात सतत गंजत असतात. विशेष म्हणजे उत्पादित होणाऱ्या धातूचा २५ प्रतिशत भाग दरवर्षी गंजून नष्ट होतो. फक्त लोह धातूच्या गंजण्यामुळेच दरवर्षी अब्जावधी किमतीचे जागतिक नुकसान होते. धातूंच्या गंजण्याची अनेक कारणे आहेत. यापैकी एक महत्त्वाचे कारण, उपयोगाच्या धातूत अल्पांशाने असणारी विशेषकरून कमी क्रियाशील अन्य धातूंची अशुद्धता. या प्रकारात वापरातील धातू, कमी क्रियाशील धातूंचे अणू आणि पृष्ठभागावर पसरलेला बाष्पाचा थर यांच्या जुळणीमुळे धातूपृष्ठावर लहान लहान इलेक्ट्रोलायटिक (गॅल्व्हानिक) घटक तयार होतात आणि विद्युतरासायनिक प्रक्रियेने गंज सुरू होतो. धातूंच्या क्रियाशीलतेच्या मोजमापासाठी धातूंच्या या गुणधर्मावर आधारित सर्व ज्ञात धातूंची श्रेणी तयार करता येते. लोह धातूत लोहापेक्षा कमी क्रियाशील धातूची अशुद्धता असल्यास लोहाचे गंजणे सुरू होते. या गंजण्याच्या प्रकारात धातूमध्ये अनेक लहान लहान गॅल्व्हानिक घट तयार झाल्यानंतर वापरायचा अधिक क्रियाशील, लोह धातू ऋणाग्र (कॅथोड) आणि पृष्ठभागावरील पसरलेले बाष्प, विद्युत विच्छेदाची (इलेक्ट्रोलाइट) भूमिका बजावतात. नंतर विद्युत रासायनिक क्रिया घडत राहून धनाग्र धातू (वापरातील लोह धातू) विद्युतविच्छेद्यात विरघळायला लागतो. धनाग्र धातूचे विद्युतविच्छेद्यात विरघळणे म्हणजेच धातूंचे गंजणे होय. गंजण्यामुळे धातूचा क्षय होत राहतो. अखेरीस पूर्णपणे लयाला जातो. गंजण्याच्या प्रक्रियेबद्दल वेगळ्या शब्दात सांगायचे झाल्यास लोहमूलके आणि विद्युत विच्छेद्यातील हैड्रॉक्सिल मूलके यांची गाठ पडते. ते एकत्रित येतात, एकत्रिकरणातून ‘फेरीक हैड्रॉक्सॉइड’ नावाचे संयुग तयार होते. वातावरणातील कार्बनडाय ऑक्सॉइड, फेरीक हैड्रॉक्साइडचे रूपांतर नंतर काळपट तांबूस रंगाच्या हैड्रॉक्सी कार्बोनेटमध्ये करतो. हाच तो लोखंडाचा गंज होय. हा ठिसूळ गंज धातूपृष्ठापासून नंतर अलग होतो आणि आंतरभागातील धातूवर हीच क्रिया क्रमश: सुरू राहते. धनाग्राच्या विरघळण्याने सर्व धातू गंजण्याच्या भक्ष्यस्थानी पडेपर्यंत ही क्रिया सतत सुरू राहते. गंजण्याची ही थिअरी समजावून घेतली, की ही प्रक्रिया कशी थोपवता येईल आणि धातूंचे गंजण्यापासून कसे संरक्षण करता येईल, त्यासाठी कोणत्या उपाययोजना अमलात आणता येतील, याचा विचार करता येतो. दुसरी गोष्ट म्हणजे वापरातील धातू आणि त्यात अशुद्धता निर्माण करणारा दुसरा धातू यांच्या क्रियाशीलतेत जितकी अधिक तफावत, तितका गंजण्याचा वेग अधिक. गंज रोखण्यासाठी धातूची शुद्धता तपासून धातूपृष्ठावर बाष्पथर साचून राहणार नाही हे पहावे लागते. धातूवरील खाचखळगे कमी होतील व बाष्प थर साचणार नाही यासाठी धातूवर पेंट, पॉलिश करणे, धातूवस्तूंना अधूनमधून तेल पाणी, धातूपृष्ठावर प्लास्टिकचा पातळ थर देणे असे उपाय करता येतात. धातू वस्तूच्या ठराविक भागावरच अधिक ताण पडत असेल तर असा धातूही लवकर गंजतो. हा ताण तो धातू जास्त तापमानाला तापवून, नंतर हळूहळू थंड करुन कमी करता येतो. धातू गंजू नयेत यासाठी वापरातील धातू अधिक क्रियाशील असणाऱ्या मॅग्नेशियमसारख्या दुसऱ्या धातू तुकड्याशी जोडला जातो. मॅग्नेशियम तुकडा विद्युत तारेने जोडमुळे विद्युतमंडळ पूर्ण होते आणि अधिक क्रियाशील मॅग्नेशियम धनाग्र बनून गंजू लागेल आणि त्यायोगे वापरातील धातू तूलनात्मकदृष्ट्या ऋणाग्र बनून गंजण्याच्या धोक्यापासून आपोआपच वाचू शकेल. या उपायात वापरातल्या धातूला कृत्रिमरित्या ‘ऋणाग्र’ बनवतो. त्यामुळे गंजणे थांबते. विविध रसायनाच्या माध्यमात काम करणाऱ्या धातूंना अलीकडच्या काळात ज्या रसायनाच्या माध्यमात जो धातू काम करतो त्या माध्यमातच क्विनोलिन, अमाइन्स, पोटॅशियम क्रोमेट, पोटॅशियम परटेक्नेट इत्यादी रासायनिक द्रव्ये मिसळून धातूंचे गंजणे थोपवता येते. धातू गंजू नयेत म्हणून धातू वस्तूवर ‘ऑक्सॉइड’चा किंवा ‘फॉस्फेट’चा थर रासायनिक प्रक्रियेने बसवला जातो व धातूचे गंजणे थांबवले जाते. एक मात्र खरे की, या क्षेत्रात संशोधनाला फार मोठा वाव आहे.

from Science & Technology News: Science News Updates, Science Technology News in Marathi | Maharashtra Times https://ift.tt/2zgGGqb