ما هو كاربيد التنغستن؟

كربيد التولفستين (معدن صلب)

الكربيدات المصنوعة من الأسمنت أو المعادن الصلبة كما تُسمى عادةًهي مواد مصنوعة من "الإسمنت" حبيبات أحادي كربيد التولفستين الصلبة جداً في مصفوفة ربط من سبيكة الكوبالت أو النيكل الصلبة عن طريق تجميد المرحلة السائلةالكربيدات المصنوعة من الأسمنت تجمع بين القسوة العالية وقوة الكربيدات المعدنية (WC ، TiC ، TaC) أو الكربونيتريدات (مثل TiCN) مع صلابة ومرونة مواد ربط سبائك معدنية (Co ، Ni ، Fe) ،حيث يتم توزيع الجسيمات الصلبة بالتساوي لتشكيل مركب معدنيالكربيد التنغستن هو الأكثر معدنية من الكربيدات، وبالتالي أهم مرحلة صلبة.كلما كان أصعب ولكن أقل صلابة أثناء التحميلوبالعكس ، يتم تحقيق زيادات كبيرة في الصلابة من خلال كمية أكبر من السدادة المعدنية على حساب الصلابة.

في مجال المواد الهندسية ، تلعب الكربيدات المسطرة دورًا حاسمًا لأنها تجمع بين صلابة عالية وقوة مع صلابة جيدة في نطاق واسع من الخصائص ،وبالتالي تشكل مجموعة المواد الصلبة الأكثر تنوعا للتطبيقات الهندسية والأدوات.

عادةً ما يكون لقطب الكربيد التنغستن الصلب قيمة صلابة 1600 HV ، في حين أن الصلب الخفيف سيكون في منطقة 160 HV أقل بمعدل 10.

على الرغم من أنه يسمى معدنًا صلبًا ، إلا أنه في الواقع مادة مركبة مع جسيمات صلبة من كاربيد التونغستين مضمنة في مصفوفة أكثر ليونة من الكوبالت المعدني.

الصيغة الكيميائية لكربيد التنغستن WC

يتم تحضير كربيد التولفستين عن طريق تفاعل معدن التولفستين والكربون عند 1400 ∼2000 درجة مئوية.وتشمل الطرق الأخرى عملية سرير السوائل ذات درجة حرارة منخفضة براءة الاختراع التي تتفاعل إما مع معدن التلفستين أو WO3 الأزرق مع خليط CO/CO2 و H2 بين 900 و 1200 درجة مئوية.

ما هي خصائص المعدن الصلب؟

الخصائص الميكانيكية:

خصائص ميكانيكية تعكس قدرة المادة على تحمل قوة من نوع معين، ومع ذلك، عند تطبيقها، يتطلب تعريف أكثر دقة.من أجل الوضوح هناك أنواع مختلفة من القوة التي تقاوم المقاومة، اعتماداً على ظروف الحمل؛ بالنسبة للمعادن الصلبة أهم المقاومات داخل الخصائص الميكانيكية هي مقاومة الضغط، الجر، الاحتكاك، التعب والكسر الشعبي.

  الخصائص الفيزيائية:

كربيد التولفستين له نقطة انصهار عالية عند 2,870 درجة مئوية (5,200 درجة فهرنهايت) ، نقطة غليان تبلغ 6,000 درجة مئوية (10,830 درجة فهرنهايت) عند ضغط يعادل 1 غلاف جوي قياسي (100 كيلوبايت) ،سلكية حرارية 110 W·m-1·K-1، ومعامل التوسع الحراري 5.5 μm·m-1·K-1.

كربيد التنغستن صلب للغاية ، يحتل المرتبة حوالي 9 على مقياس موهز ، وله عدد فيكرز حوالي 2600 ، ولديه نموذج يونغ حوالي 530 700 GPa ، ونموذج الكتلة 630 655 GPa ،ومدل القطع 274 GPaلديها قوة سحب نهائية 344 MPa، وقوة ضغط نهائية حوالي 2.7 GPa ونسبة بويسون من 0.31.

سرعة الموجة الطولية (سرعة الصوت) عبر قضيب رقيق من كربيد التولفستين هي 6220 متر / ثانية.

المقاومة الكهربائية المنخفضة لكربيد التنغستن حوالي 0.2 μΩ · m هي مماثلة لتلك الموجودة في بعض المعادن (على سبيل المثال الفاناديوم 0.2 μΩ · m).

ويتم رطوبة WC بسهولة من قبل كل من النيكل المنصهر والكوبالت. يظهر التحقيق في مخطط المراحل لنظام W-C-Co أن WC و Co تشكل eutectic مزيفة ثنائية.كما يظهر مخطط المراحل أن هناك ما يسمى بـ η-carbides مع تكوين (W،Co) 6C التي يمكن تشكيلها وكسر هذه المراحل يجعل التحكم في محتوى الكربون في المعادن الصلبة WC-Co مهم.

الخصائص الكيميائية:

هناك مركبتان من التولفستين والكربون، WC وشيمي كربيد التولفستين، W 2C. يمكن أن تكون كلتا المركبتين موجودة في الطلاء ويمكن أن تعتمد النسب على طريقة الطلاء.

  في درجات الحرارة العالية ، تتحلل WC إلى التنغستن والكربون ، ويمكن أن يحدث هذا أثناء الرش الحراري عالي درجة الحرارة ، على سبيل المثال ، في وقود الأكسجين عالي السرعة (HVOF) وطرق البلازما عالية الطاقة (HEP).

تبدأ أكسدة WC عند 500-600 درجة مئوية (932-1,112 درجة فهرنهايت). إنها مقاومة للأحماض ولا يتم مهاجمتها إلا من قبل خليطات حمض الفلور الهيدروكي / حمض النيتريك (HF / HNO3) فوق درجة حرارة الغرفة.يتفاعل مع غاز الفلور عند درجة حرارة الغرفة والكلور فوق 400 درجة مئوية (752 درجة فهرنهايت) وغير متفاعل لتجفيف H2 حتى نقطة انصهارها. تتأكسد المياه المملحة في مسحوق دقيق بسهولة في محلولات مائيّة من بيروكسيد الهيدروجين. عند درجات حرارة عالية وضغوط، تتفاعل مع كربونات الصوديوم المياه لتشكيل تونغستات الصوديوم.عملية تستخدم لاستعادة الخردة من الكربيد المصنوع من الأسمنت.