निर्वात धातुविज्ञान : वातावरणातील ऑक्सिजनाने कित्येक धातू व मिश्रधातूंचे सहज ⇨ ऑक्सिडीभवन होते किंवा वातावरणातील वायू मिसळून धातू दूषित होतात. भट्टीत धातुक (कच्च्या स्वरूपातील धातू) तापवून धातू मिळवणे. धातू व मिश्रधातू वितळविणे, त्यांचे ओतकाम करणे, वायूने दूषित झालेल्या धातूचे निर्वायवीकरण (वायू काढून टाकण्याची क्रिया) करणे, घन धातू तापवून तिच्यावर काही संस्कार करणे इ. कामे करताना धातू हवेपासून संरक्षित राहाव्यात म्हणून वरील क्रिया निर्वात किंवा हवेचा दाब कमी केलेल्या परिस्थितीत केल्या जातात. अशा पद्धतींनी केलेल्या क्रियांना निर्वात धातुकर्म आणि त्याच्या विषयीच्या शास्त्राला निर्वात धातुविज्ञान म्हणतात.
निर्वात तंत्रांचा उपयोग प्रथम जर्मनीतील डब्ल्यू. रोन यांनी पोलाद व क्रोमियमाच्या मिश्रधातू वितळविण्याच्या भट्ट्यांसाठी केला (१९१४–४०).
मॅग्नेशियम तयार करण्याच्या एका पद्धतीत पोलादी बकपात्रात ०·१ – ०·०२ मिमी. पाऱ्याच्या स्तंभाइतक्या दाबाखाली तापवून डोलोमाइटाचे फेरोसिलिकॉनाने ⇨ क्षपण केले जाते. बेरियम, स्ट्राँशियम व कॅल्शियम यांच्या ऑक्साइडांचे निर्वात भट्टीत ॲल्युमिनियमाने क्षपण करून त्या धातू गेली कित्येक वर्षे मिळविल्या जात आहेत. अणुकेंद्रीय विक्रियकांसाठी (अणुभट्ट्यांसाठी) लागणारे शुद्ध युरेनियम, झिर्कोनियम, तन्य (थंड असताना ताणता येणारे) टिटॅनियम व मॉलिब्डेनम मिळविण्यासाठी आणि झोत (जेट) एंजिनांचे भाग बनविण्यासाठी लागणारे विशेष प्रकारचे मिश्रपोलाद तयार करण्याकरिता निर्वात भट्ट्या वापराव्या लागतात. इलेक्ट्रॉनीय यंत्रा-उपकरणांसाठी वापरले जाणारे अतिशुद्ध तांबे, जर्मेनियम व सिलिकॉन ही निर्वात पद्धतीने तयार करतात. निकेलाच्या मिश्रधातू निर्वात कक्षात वितळविल्यास त्या मिश्रधातूंचे विसर्पण बल (स्थिर भारामुळे निर्माण होणाऱ्या सतत विकृतीला रोध करण्याचे बल), तन्यता व आघात बल वाढते.
निर्वात भट्टीत वितळवून किंवा साध्या पद्धतीने वितळविलेल्या धातू किंवा मिश्रधातू निर्वात कक्षातील पात्रांत नेऊन तिच्यातील वायू पूर्णपणे काढून टाकतात. वितळविलेली धातू ओतली जात असताना तिच्यातील वायू काढून टाकले जातील व ती निर्वात कक्षात ठेवलेल्या साच्यांत ओतली जाईल अशी स्वयंचलित व्यवस्था केलेली असते. विशेषतः उच्च प्रकारच्या मिश्रपोलादासाठी अशा पद्धती वापरल्या जातात. निर्वायुकृत (वायू काढून टाकलेल्या) मिश्रधातू अधिक बळकट व अधिक गंजप्रतिरोधक होतात. निर्वात भट्टीमध्ये अगंज (स्टेनलेस) पोलाद वितळवून त्यातील कार्बनाचे प्रमाण कमी करता येते व त्याची गंजप्रतिरोधकता वाढविता येते. निर्वायुकृत मिश्रधातूंपासून बनविलेले धारवे (बेअरिंग्ज),स्प्रिंगा, सूक्ष्म व्यासाच्या तारा इ. दीर्घकाळ टिकतात.
ऑक्सिजन व नायट्रोजन यांनी दूषित होऊ नयेत म्हणून टिटॅनियम, झिर्कोनियम, हाफनियम यांच्यासारख्या विक्रियाशील धातू निर्वात भट्ट्यांत वितळवितात.
विक्रियाशील धातूंच्या हॅलाइडांचे क्षपण बकपात्रांत करून आणि वितळलेल्या लवणांपासून विद्युत् पद्धतीने धातू वितळविण्याची क्रिया आर्‌‌गॉनासारख्या अक्रिय (इतर मूलद्रव्यांशी सहजासहजी रासायनिक विक्रिया न होणाऱ्या) वायूच्या किंवा हायड्रोजनाच्या आवरणात केल्या जातात पण त्यांचा अंतर्भाव निर्वात धातुकर्मात करण्याचा प्रघात आहे.
चूर्ण धातुकर्माने [ ⟶ चूर्ण धातुविज्ञान] केलेल्या वस्तूंचे तापपिंडन (नियंत्रित वातावरणात भाजण्याची क्रिया) करण्यासाठी, धातुतील वा मिश्रधातूतील वायू काढून टाकण्यासाठी, झाळणे, डाख देणे, तापानुशीतन (तापविल्यानंतर सावकाश थंड करण्याची क्रिया) करणेव घन धातवीय वस्तू तापवून कराव्या लागणाऱ्या इतर कामांसाठी निर्वात तंत्राचा उपयोग केला जातो. निर्वात परिस्थितीतऊर्ध्वपातन (बाष्पात रूपांतर करून व मग थंड करून उकळबिंदूनुसार घटक द्रव्ये अलग करण्याची क्रिया) करून शिशातील जस्त काढून टाकणे आणि ॲल्युमिलियमासारख्या धातूचा दुसऱ्या एखाद्या धातूवर, काचेवर किंवा प्लॅस्टिकच्या वस्तूवर मुलामा देणे यांसारखी कामे करता येतात.
धातूंतील मूलद्रव्यांचे विश्लेषण करण्याच्या उदा., निर्वात परिस्थितीतधातू वितळवून त्यांच्यातील वायूंचे आणि कमी दाबाच्या परिस्थितीतज्वलन घडवून आणून त्यांच्यातील कार्बनाचे विश्लेषण करण्याच्या काही पद्धतीही शोधून काढण्यात आल्या आहेत.
संदर्भ : 1. Belk, J. A. Vacuum Techniques in Metallurgy, London, 1963.
2. U. S. S. R. Academy of Sciences, Trans Bishop, E. Uses of the Vacuum in Metallurgy, Edinburgh, 1964.
तेंडोलकर, गं. स.