तकनीकी प्रगति की दुनिया में, उच्च-प्रदर्शन और बहु-कार्यात्मक संरचनाएं और घटक बहुत मांग में हैं। इस मांग को पूरा करने के लिए द्विधातु संरचनाओं के विकास पर महत्वपूर्ण ध्यान दिया गया है। ये संरचनाएं व्यक्तिगत भौतिक गुणों का एक अनूठा संयोजन प्रदान करती हैं, जिससे उन्हें कई प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक अनुकूलन योग्य बनाया जा सकता है। इस क्षेत्र में अनुसंधान के विभिन्न इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं जहां तापीय चालकता और घटकों की ताकत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
तांबे और स्टील से बना ऐसा ही एक बाइमेटेलिक कम्पोजिट में उच्च तापीय और विद्युत चालकता, असाधारण संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक गुण होते हैं।
हालांकि, तांबे और स्टील को एक साथ वेल्डिंग करना उनके गलनांक, तापीय चालकता और थर्मल विस्तार गुणों में अंतर के कारण चुनौतीपूर्ण हो सकता है। इसने तांबे और स्टेनलेस-स्टील द्विधातु संरचनाओं को बिना दोष के जोड़ना मुश्किल बना दिया है।
इस चुनौती का समाधान करने के लिए, सरकार के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के एक स्वायत्त अनुसंधान एवं विकास केंद्र, इंटरनेशनल एडवांस्ड रिसर्च सेंटर फॉर पाउडर मेटलर्जी एंड न्यू मैटेरियल्स (एआरसीआई) के शोधकर्ताओं ने। भारत सरकार ने लेजर पाउडर बेड फ्यूजन (एल-पीबीएफ) या धातु 3डी प्रिंटिंग की चयनात्मक लेजर मेल्टिंग (एसएलएम) तकनीक का उपयोग करके एक नई द्वि-धात्विक जुड़ने की प्रक्रिया विकसित की है। इस तकनीक में धातु पाउडर पिघलने से परत का जमाव शामिल है, जो बाद में उच्च शीतलन दरों के साथ स्टेनलेस-स्टील पाउडर का एक छोटा पिघला हुआ पूल बनाता है, जो तांबे की सतह पर स्टेनलेस-स्टील के पिघलने को सीमित करता है।
एल-पीबीएफ प्रक्रिया के दौरान धातु के साथ लेजर बीम इंटरेक्शन कॉपर और स्टील दोनों के इंटरमिक्सिंग की डिग्री पर प्रभाव पैदा करता है। शोधकर्ताओं ने इंटरफेसियल माइक्रोस्ट्रक्चर और बॉन्डिंग मैकेनिज्म के गठन का सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया है और एक मजबूत इंटरफेसियल बॉन्ड प्राप्त करने के कारण की जांच की है।
तनन व्यवहार अध्ययन आयोजित किए गए, जिसने इंटरफ़ेस पर मजबूत कॉपर-स्टील बायमेटेलिक बॉन्ड के शोधकर्ताओं को आश्वस्त किया। उच्च आवर्धन इमेजिंग सुविधा के माध्यम से प्राप्त माइक्रोग्राफ ने इंटरफ़ेस में तांबे और स्टील-समृद्ध क्षेत्रों के सीमित अंतःक्रिया को दिखाया। स्टील से तांबे की तरफ Fe, Cr, और Ni तत्वों के प्रसार ने इंटरफ़ेस के पास तांबे के ठोस समाधान को मजबूत किया, तांबे मिश्र धातु पक्ष पर इंटरफ़ेस से कठोरता में धीरे-धीरे गिरावट आई।
लेजर पाउडर बेड फ्यूजन (एल-पीबीएफ) तकनीक का उपयोग करते हुए स्टेनलेस स्टील और कॉपर मिश्र धातु के बीच द्वि-धात्विक जुड़ने की प्रक्रिया में उन्नत गुणों के साथ अनुकूलन योग्य और मजबूत द्विधातु संरचनाओं की पेशकश करके इंजीनियरिंग उद्योग में क्रांति लाने की क्षमता है।