अभिकल्पन और विनिर्माण प्रौद्योगिकी प्रभाग

रासायनिक उपचार सुविधा प्रयोगशाला

इस सुविधा में लेजर और त्वरक में उपयोग किए जाने वाले घटकों/अवयवों की शोधन (सफाई) और सतह संशोधन के लिए आवश्यक सभी बुनियादी उपकरण और बुनियादी ढांचे उपलब्ध हैं। इस सुविधा में किए जा रहे विभिन्न प्रक्रियाएं जैसे वैद्युत निक्षेपण ( इलेक्ट्रोडपोजिशन ), वैद्युत चकासन (इलेक्ट्रो पॉलिशिंग), एनोडाइजिंग और रासायनिक उपचार आधुनिक उपकरणों वाले एक विश्लेषणात्मक और आवरण गुण विश्लेषण प्रयोगशाला द्वारा अच्छी तरह से समर्थित हैं। इलेक्ट्रोफॉर्मिंग और नैनोवायर संविरचना के क्षेत्रों में भी इस प्रयोगशाला में विशेष विकास कार्य किए जाते हैं।

टीम सदस्य :
डॉ पी राम शंकर, वैज्ञानिक अधिकारी-जी , प्रमुख रासायनिक उपचार सुविधा प्रयोगशाला
टीम में वैज्ञानिक अधिकारी/इंजीनियर,वैज्ञानिक सहायक और कुशल तकनीशियन सहित 12 सदस्य हैं ।

इतिहास : शुरू में, रासायनिक उपचार सुविधा त्वरक और लेजर में उपयोग किए जाने वाले अति निर्वात वाले घटकों की सफाई और बिद्युत चकासन (इलेक्ट्रोपोलिशिंग) के लिए स्थापित की गई थी। बाद में केंद्र की विभिन्न प्रयोगशालाओं की विशिष्ट कार्यात्मक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बिद्युत निक्षेपण (इलेक्ट्रोडपोजिशन), एनोडाइजेशन और रूपांतरण परतीकरण के क्षेत्रों में प्रयोगशाला की गतिविधियों का विस्तार किया गया । पराश्रव्य-दृश्य स्पेक्ट्रोफोटोमीटर, एफटीआईआर, एएएस, गैल्वनोस्टेट, माइक्रोहार्डनेस मापक, मोटाई (थिकनेस) मापक आदि जैसे विभिन्न उपकरणों से सुसज्जित विश्लेषणात्मक और वैद्युत रासायनिक प्रयोगशालाएं भी उपचारित और अनुपचारित अपशिष्टों के विश्लेषण और उपचार के लिए स्थापित की गई है । बिद्युत संरचना (इलेक्ट्रोफॉर्मिंग) और नैनोवायर सविरचना के क्षेत्र में भी विकास गतिविधियां प्रगति पर हैं। वर्तमान में जीरो विसर्जित अपशिस्ट उपचार प्रणाली का काम पूरा होने के करीब है ।

सुविधाएं : प्रयोगशाला में सभी बुनियादी और उन्नत उपकरण जैसे स्पंदित बिजली की आपूर्ति, विभिन्न क्षमताओं के रेक्टिफायर, जल शोधन प्रणाली, कंप्रेसर, उच्च दबाव धुलाई मशीन, एक्सेलेरेटर और लेजर में उपयोग किए जाने वाले घटकों के सतह की तैयारी एवं संशोधन के लिए आवश्यक तापन और शीतलन निकाय वाली सुबिधायें उपलब्ध है / यह सुविधा आधुनिक उपकरणों के साथ प्रक्रिया और गुणवत्ता नियंत्रण हेतु विश्लेषणात्मक, विद्युत रसायन और आवरण गुण निर्धारण प्रयोगशालाओं द्वारा अच्छी तरह से समर्थित है। विभिन्न प्रक्रियाओं के दौरान उत्पन्न बिद्युत –अपघट्य (इलेक्ट्रोलाइट्स) और अपशिष्ट उपचार के लिए यहाँ अपशिष्ट उपचार संयंत्र भी उपलब्ध है

• सतह विरचन
• सतह संशोधन
• विश्लेष्णात्मक प्रयोगशाला
• बैद्युत रसायन प्रयोगशाला
• आवरण गुण निर्धारण प्रयोगशाला

सतह विरचन: सतह की तैयारी किसी भी सतह संशोधन उपचार जैसे कि वैद्युत चकासन (इलेक्रोपोलिशिंग), एनोडाइजिंग और बिद्युत आवरण (इलेक्ट्रोप्लेटिंग) से पहले एक पूर्व-आवश्यक प्रक्रिया है। निर्वात घटकों के लिए उच्च निर्वात प्राप्त करने के लिए भी यह आवश्यक है। इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग से पहले नाइओबियम हाफ सेल्स और अन्त्य अवयव (एंड कंपोनेंट्स) की बफर्ड रासायनिक चकासन (केमिकल पॉलिशिंग) एक आवश्यक कदम है।

• पराश्रव्य शोधन एवं वाष्प डीग्रीसिंग
• रासायनिक उपचार
• बफर्ड रासायनिक चकासन

पराश्रव्य शोधन एवं वाष्प डीग्रीसिंग: प्रयोगशाला में पराश्रव्य शोधन एवं वाष्प डीग्रीसिंग निकायों का उपयोग कर घटकों/अवयवों को साफ करने की सुविधा है। प्रयोगशाला में मिलीमीटर से लेकर मीटर तक की साइज़ के बिभिन्न घटकों को समायोजित करने के लिए विभिन्न आयामों वाली शोधन प्रणालियाँ उपलब्ध हैं। विभिन्न निर्माण प्रक्रियाओं के दौरान सतह पर चिपके तेल, ग्रीस और धूल के कणों को हटा दिया जाता है।

रासायनिक उपचार: प्रयोगशाला में माइल्ड स्टील, स्टेनलेस स्टील, एल्युमीनियम, पीतल, तांबा और नाइओबियम का रासायनिक शोधन नियमित रूप से किया जाता है।

सतह संसोधन: इस सुविधा में उपलब्ध सतह संशोधन तकनीकों में विभिन्न धातुओं का बिद्युत निक्षेपण (इलेक्ट्रोडपोजिशन), स्टेनलेस स्टील का बिद्युत चकासन (इलेक्ट्रोपोलिशिंग), एल्यूमीनियम का एनोडिक ऑक्सीकरण, नाइओबियम हाफ सेल की पूर्व-वेल्डिंग नक़्क़ाशी और विभिन्न प्रकार के सूक्ष्म और अतिसूक्ष्म घटकों के लिए वैद्युत संविरचना (इलेक्ट्रोफॉर्मिंग) जैसी सेवावों की स्थापना की गयी है।

• वैद्युत निक्षेपण
• वैद्युत चकासन
• वैद्युत संविरचना
• एनोडिक आक्सीकरण

विद्युत् निक्षेपण: : विशिष्ट कार्यात्मक आवश्यकताओं जैसे चालकता, तांबे के लिए स्टेनलेस स्टील की ब्रेजिंग, परावर्तन, संक्षारण और घिसाव प्रतिरोध को पूरा करने के लिए विद्युत् निक्षेपण (इलेक्ट्रोडपोजिशन) की आवश्यकता होती है। चालकता प्रदान करने और निर्वात ब्रेजिंग द्वारा स्टेनलेस स्टील को तांबे से ब्रेजिंग करने के लिए विभिन्न त्वरक घटकों पर कॉपर का निक्षेपण किया जाता है। इंडस-1 की आरएफ गुहाएं (कैविटी), पीडब्ल्यूटी लिनैक घटक, आरएफक्यू कक्ष, डीटीएल टैंक जैसे कुछ महत्वपूर्ण घटक थे जो कार्यात्मक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए तांबे के साथ निक्षेपित किए गए थे। सोने के निक्षेपण से पहले निकल निक्षेपण का उपयोग तांबे और पीतल से बने लेजर परावर्तकों के लिए आधार निक्षेपण के रूप में किया जाता है। यह बैरियर निक्षेपण संक्षारण (जंग) प्रतिरोध के अलावा सब्सट्रेट में सोने के प्रसार को रोकता है। बैद्युतहीन निकिल एक अभियांत्रिकी निक्षेपण है जिसे बिना बिद्युत धारा प्रवाहित किये बिना किया जाता है / संक्षारण प्रतिरोध, उच्च कठोरता और घिसाव के प्रतिरोध के लिए बिद्युत हीन निक्षेपण की आवश्यकता होती है। यह चिकनाई और ब्रेजिंग अनुप्रयोगों के लिए भी लागू किया जाता है। संपर्क प्रतिरोध को कम करने और घिसाव प्रतिरोध हेतु स्टेनलेस स्टील के स्टब्स पर रोडियम चढ़ाना आवश्यक होता है। अच्छे विद्युत चालकता और चिकनाई के लिए चाँदी के आवरण की आवश्यकता होती है। चाँदी के आवरित घटकों में कुछ वेव गाइड, बस बार, बेरिलियम कॉपर फिंगर्स, वैक्यूम चैंबर्स के लिए नट और बोल्ट हैं । परावर्तन, संक्षारण प्रतिरोध और न्यून संपर्क प्रतिरोध जैसी विभिन्न कार्यात्मक आवश्यकताओं के लिए लेजर दर्पण, परावर्तक, इलेक्ट्रोड, थर्मोस्टैट्स और मुद्रित सर्किट बोर्डों के सेंसर पर सोने का आवरण चढ़ाना आवश्यक होता है ।

वैद्युत चकासन :न्यूनतम आउटगैसिंग हेतु प्रभावी सतह क्षेत्र को कम करने के लिए अति उच्च निर्वात घटकों का वैद्युत चकासन किया है / को कम करने के लिए सतह क्षेत्र। इस प्रक्रिया में सामग्री को सतह से हटा दिया जाता है जिससे सतह संदूषण कम हो जाता है। बीम लाइन, फ्रंट एंड, स्पटर आयन पंप, हनी कॉम्ब्स, बीम पोजीशन मॉनिटर कक्ष और अन्य निर्वात घटकों को नियमित रूप से संसाधित किया जाता है ।

एनोडिक आक्सीकरण: एनोडीकरण अम्ल (एसिड) बिद्युत अपघट्य में एल्यूमीनियम को एल्यूमीनियम ऑक्साइड में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है। एनोडाइज़ किए जाने वाले घटक को एनोड बनाया जाता है और लेड का कैथोड के रूप में उपयोग किया जाता है। प्रक्रिया के दौरान एनोड पर ऑक्सीजन मुक्त होती है जो घटकों पर एल्यूमीनियम ऑक्साइड बनाती है। एनोडाइजेशन उन घटकों पर किया जाता है जहां विद्युत इन्सुलेशन, कठोरता, पहनने और घर्षण प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। एल्यूमीनियम ऑक्साइड फिल्म कार्बनिक रंगों को सोख और सील कर सकती है / इस विधि का उपयोग ऑप्टिकल घटकों को काला करने के लिए भी किया जाता है।

वैद्युत संविरचना: वैद्युत संविरचना एक धातु को मैनड्रेल पर बिद्युत निक्षेपण करने की प्रक्रिया है, जो मैनड्रेल से अलग होने पर एक स्वतंत्र, स्वस्थिर वस्तु बन जाती है। यह उन घटकों/अवयवों को बनाने के लिए एक मूल्यवान तकनीक है जिन्हें अन्य विनिर्माण विधियों द्वारा उत्पादित नहीं किया जा सकता है और यह अन्य विनिर्माण विधियों के लिए आर्थिक विकल्प के रूप में उपयोग किया जा सकता है। वर्तमान में सूक्ष्म और स्थूल संरचनाओं के निर्माण और कार्यात्मक आवश्यकताओं के लिए इसके गुण निर्धारण हेतु कार्य प्रगति पर है ।

विश्लेषणात्मक रसायन प्रयोगशाला: यह प्रयोगशाला बिद्युत अपघट्य, शोधन, सॉल्वैंट्स और अपशिष्टों के विश्लेषण के लिए आवश्यक सभी बुनियादी और उन्नत विश्लेषणात्मक उपकरणों से सुसज्जित है। यद्यपि यह सीटीएफ के लिए एक समर्पित सुविधा है, अन्य वर्गों से भी प्राप्त नमूनों का भी विश्लेषण किया जा रहा है। इस प्रयोगशाला में उपकरणित और आद्र विश्लेषण की सुविधा है।

• उपकरणित विश्लेषण
• आद्र विश्लेषण

उपकरणित विश्लेषण: यहाँ प्रक्रिया नियंत्रण और प्रवाह विश्लेषण हेतु मल्टी पैरामीटर मीटर, पराश्रव्य-दृश्य स्पेक्ट्रोफोटोमीटर, एफटीआईआर स्पेक्ट्रोफोटोमीटर, परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर आदि का उपयोग करके उपकरणित विश्लेषण किया जा रहा है।

आद्र विश्लेषण: यहाँ कच्चे जल, विआयनीकृत जल और धात्विक और अधातु अशुद्धियों के लिए बहिःस्राव का विश्लेषण के साथ प्रक्रिया नियंत्रण के लिए रासायनिक शोधन, बिद्युत आवरण(इलेक्ट्रोप्लेटिंग), एनोडाइजिंग और वैद्युत चकासन (इलेक्ट्रो पॉलिशिंग) समाधानों का विश्लेषण किया जाता है ।

बैद्युत रसायन प्रयोगशाला : यह प्रयोगशाला बिद्युत निक्षेपण अध्ययन के लिए आवश्यक विभिन्न उपस्करों और उपकरणों से सुसज्जित है। अल्ट्रा पिको सेकेंड लेजर के लिए मखमली लक्ष्य बनाने के लिए झरझरा एल्यूमीनियम ऑक्साइड टेम्पलेट के अंदर धातु नैनोवायरों का विद्युत रासायनिक संश्लेषण शुरू किया गया था। निकल और तांबे के मखमली लक्ष्य गढ़े गए थे। कैडमियम सेलेनाइड नैनोस्ट्रक्चर भी गढ़े और चित्रित किए गए थे ।

आवरण अभिलक्षणन प्रयोगशाला: इस प्रयोगशाला में विभिन्न अवक्षेपित और संशोधित सतहों की सूक्ष्म कठोरता, मोटाई, आसंजन और चमक निर्धारित करने की सुविधा है। यहाँ विभिन्न प्रकार के विद्युत रासायनिक उपकरणों का उपयोग करके धारिता प्रतिबाधा माप, संक्षारण और वोल्टामेट्री का अध्ययन किया जाता है ।

अपशिष्ट उपचार: वैद्युत लेपन( इलेक्ट्रोप्लेटिंग) के अपशिष्ट, प्रकृति में अत्यधिक जटिल होते हैं क्योंकि इसमें कई धात्विक और साथ ही कई अधात्विक आयन होते हैं। इन आयनों का मानव और पारिस्थितिकी तंत्र पर विशिष्ट प्रभाव पड़ता है। इसलिए, किसी भी बिद्युत निक्षेपण प्रयोगशाला में लेपन अपशिष्ट का उचित उपचार आवश्यक और काफी चुनौतीपूर्ण रहता है। इस सुविधा की विभिन्न प्रक्रियाओं से उत्पन्न अपशिष्ट जल को भंडारण टैंकों में एकत्र किया जाता है। उदासीनीकरण टैंक में चूने के उपचार के बाद, एएसटीएम और आईएस द्वारा निर्धारित दिशा-निर्देशों के अनुसार विषाक्त आयनों से मोचन हेतु इसे आरओ प्लांट के माध्यम से उपचारित अपशिष्ट प्राप्त करने के लिए पारित किया जाता है । फिर इसका विश्लेषण किया जाता है और पारिस्थितिकी तंत्र में सुरक्षित निपटाया जाता है। हाल ही में, एक आयन बिनिमय (एक्सचेंज) संयंत्र स्थापित किया गया है जिसे उपचार के बाद अपशिष्ट जल के पुन: उपयोग हेतु मौजूदा उपचार संयंत्र के साथ एकीकृत किया गया है।