ٹائٹینیم مرکب فلکیاتی دوربینوں کے بنیادی معاون ڈھانچے کے لیے تیزی سے انتخاب کا مواد بن رہے ہیں. - خبریں

بڑے-ایپرچر آئینے کے سپورٹ ڈھانچے کے لیے مواد کا انتخاب Invar اور C-SiC سے تبدیل ہو رہا ہےٹائٹینیم مرکب. ان کی انتہائی کم اخترتی خصوصیات کی بدولت، ٹائٹینیم مرکب ان ڈھانچے کے لیے انتخاب کا مواد بن رہے ہیں۔

کیوں ٹائٹینیم کھوٹ؟ ایک نظر انداز کلیدی میٹرک
جیسے جیسے فلکیاتی دوربینوں کے اپرچر بڑے ہوتے جا رہے ہیں، سطحی اعداد و شمار کی درستگی کے تقاضے جسمانی حدود کے خلاف زور دے رہے ہیں۔ خلا پر مبنی کشش ثقل کی لہر دوربین کے بنیادی آئینے کے لیے، مطلوبہ سطح کی درستگی RMS λ/50 سے کم یا اس کے برابر ہے اس پیمانے پر، سپورٹ ڈھانچے میں معمولی جہتی بڑھنے کو بھی امیجنگ ڈسٹورشن میں بڑھا دیا جاتا ہے۔ اس طرح کے ڈھانچے کے لیے مواد کا انتخاب کرتے وقت، روایتی مشق کثافت، ینگز ماڈیولس، اور تھرمل توسیع کے گتانک پر توجہ مرکوز کرتی ہے۔ تاہم، اس مخصوص سیاق و سباق میں، ایک زیادہ بنیادی میٹرک عمل میں آتا ہے: مائیکرو-پیداوار کی طاقت۔ اگرچہ معیاری پیداوار کی طاقت اس تناؤ کی وضاحت کرتی ہے جس پر ایک مواد پلاسٹک کی نمایاں خرابی سے گزرتا ہے، مائکرو{12}}پیداوار کی طاقت اس دباؤ کی پیمائش کرتی ہے جو مواد برداشت کر سکتا ہے جبکہ صرف ایک حصہ فی ملین کے حساب سے بقایا تناؤ کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ NASA کے گوڈارڈ اسپیس فلائٹ سینٹر کے لیے Battelle میموریل انسٹی ٹیوٹ کی طرف سے کی گئی میٹریل اسکریننگ سے یہ بات سامنے آئی ہے کہ، متعدد امیدواروں میں سے، گریڈ 5 (GR5) ٹائٹینیم الائے مائیکرو-کی پیداوار کی طاقت اور کثافت کا سب سے زیادہ تناسب پیش کرتا ہے، جس کی مائیکرو پیداوار کی طاقت تقریباً N²01/4m². سپورٹ ڈھانچے کو طویل عرصے تک آئینہ اسمبلی کا وزن برداشت کرنا چاہیے۔ اگر مواد خوردبینی سطح پر مسلسل، ناقابل واپسی پلاسٹک کے رینگنے سے گزرتا ہے، تو آئینے کی سطح کی شکل آہستہ آہستہ "بڑھے گی۔" کئی سالوں کے دوران مستحکم طور پر کام کرنے کے لیے ڈیزائن کی گئی ایک دوربین کے لیے، اس طرح کا بڑھنا فوری اخترتی سے کہیں زیادہ نقصان دہ ہے۔ بالآخر، ٹائٹینیم مرکب کی قدر اس کی پوری زندگی میں جہتی استحکام کو برقرار رکھنے کی صلاحیت میں مضمر ہے۔

تھرمل آپریٹنگ حالات: CTE میچنگ صرف نقطہ آغاز ہے۔
مختلف تھرمل حالات میں سطح کے درست اعداد و شمار کو برقرار رکھنا آئینے کے سپورٹ ڈیزائن میں بنیادی چیلنج ہے۔ گریڈ 5 (GR5) ٹائٹینیم الائے میں تقریباً 9.1 × 10⁻⁶ K⁻¹، 4.4 g/cm³ کی کثافت، اور تقریباً 109 GPa کا لچکدار ماڈیولس کا تھرمل توسیع (CTE) کا گتانک ہے۔ Invar یا کاربن/سلیکون کاربائیڈ مرکبات کے مقابلے میں، GR5 کا CTE خاص طور پر کم نہیں ہے۔ تاہم، انجینئرنگ کے مواد کا انتخاب کبھی بھی ایک میٹرک کی بنیاد پر مقابلہ نہیں ہوتا ہے۔ Φ500 ملی میٹر گلاس-سیرامک پرائمری آئینے کے لیے مرکزی سپورٹ ڈیزائن میں، بشنگ اور سپورٹ آستین دونوں ٹائٹینیم الائے سے بنے ہیں، جس میں ایک لچکدار چپکنے والی پرت آئینے کے جسم کو سپورٹ ڈھانچے سے جوڑتی ہے۔ سمولیشن بتاتے ہیں کہ 40 ڈگری کی یکساں درجہ حرارت کی تبدیلی کے تحت، سطح کے اعداد و شمار کی درستگی (RMS) 4.2 nm کے اندر رہتی ہے، اور اسمبلی کی بنیادی تعدد 53 Hz سے زیادہ ہے۔ چپکنے والی پرت یہاں ایک اہم کردار ادا کرتی ہے: یہ ٹائٹینیم الائے اور شیشے-سیرامک کے درمیان CTE کی مماثلت کی وجہ سے پیدا ہونے والے تھرمل دباؤ کو جذب کرتے ہوئے آئینے کے اپنے وزن کے بوجھ کو کم کرتی ہے۔ GR5 ٹائٹینیم الائے کی قدر "زیادہ سے زیادہ" CTE رکھنے میں نہیں ہے، بلکہ-عقلی انٹرفیس ڈیزائن کے ذریعے-تھرمل تناؤ کو قابل قبول حدوں کے اندر کنٹرول کرنے میں ہے اور ساتھ ہی ساتھ کافی ساختی سختی بھی فراہم کرتی ہے۔ یہ ایک سادہ مواد کے متبادل کے بجائے سسٹمز-سطح کی انجینئرنگ کے نقطہ نظر کی نمائندگی کرتا ہے۔

دو کنفیگریشنز: لچکدار قلابے اور انٹیگریٹڈ لیٹیس سٹرکچرز
مخصوص ساختی ڈیزائن کے لحاظ سے، ٹائٹینیم مرکبات کو آئینے کے سپورٹ سسٹمز میں ایک سے زیادہ شکلوں میں استعمال کیا جاتا ہے، مختلف ساختی کنفیگریشنز الگ ڈیزائن کے فلسفے کی عکاسی کرتی ہیں۔ لچکدار قلابے-سختی پر قابو پانے کے لیے لچک کا استعمال کرتے ہوئے نانجنگ انسٹی ٹیوٹ آف آسٹرونومیکل آپٹکس اینڈ ٹیکنالوجی (این آئی اے او ٹی)، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز کے زیر قیادت 1.93-میٹر درست پیمائش کے دوربین پروجیکٹ میں، تحقیقی ٹیم نے روایتی سیلف-سیدھ میں آنے والے بال بیرنگ کو Ti-6Al-4V (GR5) f2g}dures dual سے تبدیل کیا۔ اس ترمیم نے بنیادی آئینے پر محوری طفیلی قوت کو 60 N سے کم کر کے 2.5 N کر دیا ہے۔ پس منظر کی مدد سے مکمل طور پر فعال ہونے کے ساتھ، بنیادی آئینے نے 4.15 nm RMS اور 24 nm PV کی سطح کے اعداد و شمار کی درستگی حاصل کی، RMS کی ڈیزائن کی ضرورت کو مسلسل پورا کرتے ہوئے درجہ حرارت {2} λ 5/5 ° سے کم یا اس کے برابر 30 ڈگری تک ٹائٹینیم الائیز میں زیادہ پیداواری طاقت اور نسبتاً کم لچکدار ماڈیولس کا امتزاج لچکدار قلابے کو لچکدار رینج کے اندر رگڑ یا ردعمل کو متعارف کرائے بغیر درست پوزیشن حاصل کرنے کے قابل بناتا ہے۔ مربوط جالی-اور-جلد کے ڈھانچے-کھوکھلے ڈیزائن کے ذریعے کم سے کم وزن۔ یہ حالیہ برسوں میں سب سے اہم نقطہ نظر میں سے ایک کی نمائندگی کرتا ہے۔ ایرو اسپیس ریموٹ سینسر کے لیے ایک بڑے-کینٹیلیور اسپیس آئینے پر مشتمل پروجیکٹ میں، 508 انسٹی ٹیوٹ آف چائنا اکیڈمی آف اسپیس ٹیکنالوجی (CAST) نے شنگھائی جیاؤ ٹونگ یونیورسٹی کے ساتھ تعاون کیا۔ انہوں نے میکرو کنفیگریشن کا تعین کرنے کے لیے ٹوپولوجی کی اصلاح کا استعمال کیا، اندرونی ڈھانچے کے لیے باڈی سینٹرڈ کیوبک (BCC) جالی اور دیوار کے لیے بیرونی جلد کا استعمال کیا۔ نتیجے میں سپورٹ سٹرکچر کا وزن صرف 6.5 کلو گرام تھا، جس سے آئینے کی اسمبلی کی کل مقدار 16.5 کلوگرام سے کم تھی۔ ٹیسٹ کے نتائج نے 6 آرک سیکنڈ سے کم کی عکس کی گردش اور 0.02 ملی میٹر سے کم کا سخت جسم کی نقل مکانی ظاہر کی - دونوں ہی آپٹیکل الائنمنٹ کی غلطیوں کے لیے رواداری کے اندر ہیں۔

خلاصہ
مائیکرو-پیداوار کی طاقت اور لچک کے قلابے سے لے کر 3D-مطبوعہ جالی ڈھانچے تک، بڑے-ایپرچر آئینے کے سپورٹ سسٹم میں ٹائٹینیم الائے کی قدر محض مادی متبادل سے کہیں زیادہ ہے۔ وہ واقعی جس چیز کو قابل بناتے ہیں وہ ہے نینو میٹر-سطح کی سطح کے اعداد و شمار کی درستگی کو حاصل کرنے کی انجینئرنگ فزیبلٹی جس میں درجہ حرارت کی وسیع رینجز اور طویل-آپریشن شامل ہیں۔ ٹائٹینیم انڈسٹری کے لیے، اس میدان میں کامیابی کا انحصار پیداواری صلاحیت پر نہیں، بلکہ مادی خصوصیات کو ساختی ڈیزائن کے حل میں ترجمہ کرنے کی صلاحیت پر ہے۔

Gr7 Titanium-Pd alloy Forged Ring factory Grade 9 Titanium alloy forged bar in stock