کاربید تنگستن

کاربید تنگستن 

کاربید تنگستن (Tungsten carbide) یک ترکیب شیمیایی پرکاربرد و مهم بوده از اتم های تنگستن و کربن تشکیل شده است. درصد اتم های تنگستن و کربن در این ترکیب شیمیایی کاملا برابر بوده و در حالت عادی نیز به صورت پودری و به رنگ خاکستری می باشد. این ماده دارای فرمول شیمیایی WC بوده و از طریق فرآیند تف جوشی و تحت فشار بسیار بالا می توان آن را به اشکال مختلفی تبدیل کرد. لازم به ذکر است که استحکام و چگالی کاربید تنگستن دو برابر فولاد بوده و میزان مدول یانگ آن نیز حدودا 500 تا 700 گیگا پاسکال می باشد. از همین رو نیز از این ماده در بسیاری از تجهیزات صنعتی به خصوص لوازم و تجهیزات برش استفاده می شود.

چگالی کاربید تنگستن  15.63 گرم بر سانتی متر مکعب بوده و از نظر چگالی تقریبا بین سرب و طلا قرار دارد. میزان سختی آن را نیز می توان با کرندوم مقایسه کرد. دمای ذوب این ماده بین 2790 و 2830 درجه سانتی گراد بوده و دمای جوش آن نیز 6000 درجه سانتی گراد می باشد. این ماده از دوام بسیار بالایی برخوردار بوده و حتی با دوام تر از پالادیم، نقره و طلا می باشد.

در رابطه با ساختار این ماده نیز باید گفت که دارای دو ساختار شش وجهی و همچنین ساختار مکعبی می باشد. ساختار مکعبی آن تا حدود زیادی مشابه ساختار سنگ نمک بوده و ساختار شش وجهی آن نیز همانند یک شبکه بلور شش وجهی ساده بوده که در آن اتم های فلز به شکل لایه های موازی بر روی یکدیگر قرار گرفته اند.

روش های تولید کاربید تنگستن

به طور کلی با روش های مختلفی می توان کاربید تنگستن را تولید نمود که یکی از مهم ترین و متداول ترین روش های تولید آن، از طریق واکنش فلز تنگستن در دمای بین 1400 تا 2000 درجه سانتی گراد می باشد. از دیگر روش های معمول تولید این ماده می توان به روش گرم کردن تنگستن اکسید در مجاورت گرافیت با دمای 900 درجه سلسیوس و در مجاورت هیدروژن با دمای 670 درجه سلسیوس و همچنین ترکیب آن ها با کربن در آرگون با دمای 1000 درجه سلسیوس اشاره کرد.

کاربید تنگستن

موارد کاربرد کاربید تنگستن

کاربید تنگستن به دلیل برخورداری از چگالی و استحکام بالا از کاربرد های بسیار گسترده ای در صنعت برخوردار است که از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مورد استفاده در ساخت انواع ماشین آلات صنعتی
• مورد استفاده در ساخت انواع ابزار برش صنایع ماشین کاری
• مورد استفاده در ساخت انواع ساینده ها
• مورد استفاده در ساخت مهمات جنگی و تجهیزات نظامی
• مورد استفاده در ساخت تجهیزات صنایع معدن کاری
• مورد استفاده در ساخت تجهیزات مته کاری
• مورد استفاده در صنایع پزشکی برای ساخت تجهیزات جراحی
• مورد استفاده در ساخت جواهرات
• مورد استفاده در صنایع دفاعی
• مورد استفاده جهت ساخت انواع قالب
• مورد استفاده جهت پوشش روی انواع فلزات
• مورد استفاده در صنایع هوا فضا
• مورد استفاده جهت تولید قیراط و خمیر پولیش
• مورد استفاده در جهت ساخت انواع شمش و بلوک
• و…

لازم به ذکر است که با پیشرفت تکنولوژی و ترکیب این ماده با مواد شیمیایی دیگر، شاهد افزایش کاربرد آن خواهیم بود. در حال حاضر از این ماده در صنایع نظامی و دفاعی به صورت گسترده استفاده شده و بیشترین کاربرد آن نیز در ابزار دفاعی پوشش زرهی می باشد.

کاربید تنگستن

خواص فیزیکی و شیمیایی

کاربید تنگستن از خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار زیادی برخوردار است و همین موضوع نیز باعث افزایش کاربرد های آن در صنایع مختلف شده است. از جمله مهم ترین خواص فیزیکی و شیمیایی این ماده عبارتند از:

• برخورداری از مقاومت بسیار بالا در برابر اسید
• برخورداری از نقطه ذوب و نقطه جوش بسیار بالا
• برخورداری از رسانایی گرمایی 110 W/m.k
• دارای ضریب افزایش طول گرمایی 5 میکرومتر بر متر در کلوین
• دارای سختی بسیار زیاد
• برخورداری از تخلخل بسیار کم
• برخورداری از ارتعاش کم
• برخورداری از مقاومت الکتریکی کم
• امکان ترکیب با کبالت و نیکل مذاب (به صورت آلیاژی)
• برخورداری از مقاومت بسیار بالا در برابر سایش
• بسیار مقاوم در برابر حرارت بالا
• و…

فرآیند اکسیدن شدن این ماده معمولا در دمای بین 500 و 600 درجه سلسیوس انجام گرفته و خوردگی آن نیز تنها در دمای بسیار بالا و با ترکیب نیتریک اسید و هیدروفلوریک اسید اتفاق خواهد افتاد.

معرفی محصولات خانواده کاربید تنگستن

کاربید تنگستن با برخی مواد ترکیب شده و ترکیبات حاصل از آن ها تحت عنوان محصولات خانواده کاربید تنگستن برای کاربرد های مختلف از جمله برش و سایندگی کامپوزیت شده و یا به عنوان بایندر مورد استفاده قرار می گیرند. از معروف ترین محصولات خانواده کاربید تنگستن می توان به محصولات زیر اشاره کرد:

• کاربید تنگستن-باریم
• کاربید تنگستن-نیکل
• کاربید تنگستن-کروم
• کاربید تنگستن- مس
• کاربید تنگستن گرانول
• کاربید سیمانی
• و…

امروزه با استفاده از تکنولوژی روز و بکارگیری نانو ذرات کاربید تنگستن شاهد گسترش کاربرد های این ماده در صنایع مختلف هستیم.