قائمة المحتوى
● ما هو كربيد التنغستن؟
● هل تستخدم كربيد التنغستن في تطبيقات مضادة الرصاص؟
>> التطبيقات في الحماية الباليستية
● كيف تقارن كربيد التنغستن بمواد أخرى مقاومة للرصاص؟
● نقاط القوة والقيود في كربيد التنغستن
>> نقاط القوة
>> القيود
● هل تنغستن كربيد مقاوم حقًا؟
● خاتمة
● التعليمات
>> 1. ما الذي يجعل كربيد التنغستن مناسبًا للتطبيقات الباليستية؟
>> 2. هل يمكن لكربيد التنغستن إيقاف جميع أنواع الرصاص؟
>> 3. لماذا تنغستن كربيد هش على الرغم من كونه صعبًا جدًا؟
>> 4. كيف يقارن كربيد التنغستن كربيد السيليكون في درع الجسم؟
>> 5. هل يستخدم كربيد التنغستن في المعدات العسكرية الحديثة؟
● الاستشهادات:
Tungsten Carbide هي مادة رائعة معروفة بصلصها الشديدة ، والكثافة العالية ، والمتانة الرائعة. هذه الخصائص تجعلها خيارًا شائعًا في الصناعات التي تتراوح من أدوات القطع إلى التطبيقات العسكرية. ولكن هل يتأهل Tungsten Carbide كمواد مقاومة للرصاص؟ تستكشف هذه المقالة العلم وراء استخدام كربيد التنغستن في الحماية البالستية ، ونقاط قوتها وقيودها ، ودورها في أنظمة الدروع الحديثة.
ما هو كربيد التنغستن؟
كربيد التنغستن (الصيغة الكيميائية WC) عبارة عن مركب يتكون من خلال الجمع بين ذرات التنغستن وذرات الكربون. تشتهر بخصائصه الفريدة:
- الصلابة: تصنيف 9-9.5 على مقياس Mohs ، وهو في المرتبة الثانية بعد الماس في الصلابة [2] [10].
- الكثافة: ضعف كثيف الفولاذ ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب مقاومة تأثير شاقة [4] [10].
- مقاومة الحرارة: تحافظ على خصائصها حتى في درجات الحرارة التي تتجاوز 1000 درجة مئوية [1] [2].
- الهشاشة: على الرغم من صلابةها ، فإن كربيد التنغستن هش ويمكن أن يتحطم تحت الضغط العالي التأثير [4] [5].
هذه الخصائص تجعل التنغستن كربيد سيف ذو حدين عند استخدامه في الحماية الباليستية.
هل تستخدم كربيد التنغستن في تطبيقات مضادة الرصاص؟
تم استخدام كربيد التنغستن على نطاق واسع في التطبيقات العسكرية ، بما في ذلك الذخيرة التي ترتدي الدروع ومكونات دروع الجسم. تتيح صلابةها الشديدة اختراق معظم المواد ، في حين أن كثافتها تضمن نقل الطاقة الحركية عالية عند التأثير.
التطبيقات في الحماية الباليستية
1. جولات الالتفاف على الدروع: يستخدم كربيد التنغستن عادة في نوى الرصاص الرصاصة للدروع بسبب قدرته على تركيز القوة على مساحة صغيرة [3] [7].
2. لوحات دروع الجسم: يتم دمج لوحات كربيد التنغستن في أنظمة الدروع المركبة لتعزيز مقاومتها ضد المقذوفات عالية السرعة [1] [3].
3. درع المركبات العسكرية: تستخدم الخزانات والمركبات المدرعة الأخرى كربيد التنغستن كجزء من طبقات الدروع المركبة الخاصة بها لحماية إضافية [19].
ومع ذلك ، فإن هشاشة كربيد التنغستن تشكل تحديات. في حين أنه يمكن أن يتوقف بشكل فعال أو انحراف الرصاص ، إلا أنه قد يتحطم تحت تأثيرات متكررة أو إجهاد شديد.
كيف تقارن كربيد التنغستن بمواد أخرى مقاومة للرصاص؟
| كثافة صلابة المواد |
(MOHS) |
(G/cm ⊃3 ؛) |
مزايا |
العيوب |
| كربيد التنغستن |
9-9.5 |
~ 15.6 |
الصلابة الشديدة والكثافة العالية |
هش تحت الضغط العالي |
| فُولاَذ |
7.5-8 |
~ 7.8 |
متينة ، فعالة من حيث التكلفة |
ثقيلة ، أقل صعوبة من السيراميك |
| كربيد السيليكون |
~ 9 |
~ 3.2 |
أداء خفيف الوزن ومتعدد الضربات ممتازة |
غالي |
| البورون كربيد |
~ 9.5 |
~ 2.5 |
خفيفة الوزن ، صلابة متفوقة |
هش في ظل ظروف معينة |
| كيفلار |
ن/أ |
~ 1.44 |
خفيفة الوزن ، مرنة |
غير فعال ضد جولات السرعة عالية |
في حين أن كربيد التنغستن يتفوق في الصلابة والكثافة ، فإن مواد مثل كربيد السيليكون وكربيد البورون غالباً ما تكون مفضلة على دروع الجسم بسبب وزنها الأخف وأدائها المتعدد الضخم [3] [6].
نقاط القوة والقيود في كربيد التنغستن
نقاط القوة
1. قوة الاختراق العالية: تتيح صلابةها اختراق معظم المواد التقليدية.
2. الاستقرار الحراري: أداء جيدا في درجات الحرارة القصوى.
3. الكثافة العالية: تركز الطاقة الحركية بفعالية.
القيود
1. هشاشة: عرضة لتكسير أو تحطيم الإجهاد عالي التأثير.
2. الوزن: كثافتها تجعلها أثقل من المواد البالستية الأخرى.
3. التكلفة: يمكن أن تكون مكونات كربيد التنغستن باهظة الثمن.
هل تنغستن كربيد مقاوم حقًا؟
المصطلح * يمكن أن يكون مضللاً * مضللاً. لا توجد مادة غير محصنة تمامًا لجميع أنواع الرصاص في جميع الظروف ؛ بدلاً من ذلك ، يتم تصنيف المواد بناءً على قدرتها على إيقاف تهديدات محددة.
يمكن أن يوقف كربيد التنغستن أنواعًا معينة من الرصاص ، خاصةً عند استخدامه كجزء من نظام مركب مع مواد دعم مثل Kevlar أو UHMWPE (البولي إيثيلين ذو وزن الجزيئي العالي). ومع ذلك ، فإن هشاشةها تحد من فعاليتها ضد الآثار المتكررة أو جولات عالية من عيار [4] [6].
خاتمة
كربيد التنغستن ليس مقاومًا بطبيعته ولكنه يلعب دورًا مهمًا في أنظمة الحماية البالستية بسبب صلابة وكثافة استثنائية. على الرغم من أنه يمكن أن يتوقف أو ينحرف عن الرصاص في ظل ظروف محددة ، إلا أن هشاشة ووزنها تجعلها أقل تنوعًا من مواد حديثة أخرى مثل كربيد السيليكون أو مركبات Kevlar.
في ملخص:
- تتفوق كربيد التنغستن في سيناريوهات التأثير الفردي حيث تكون مقاومة الاختراق أمرًا بالغ الأهمية.
- من الأفضل استخدامه كجزء من نظام الدروع الطبقات بدلاً من أن يكون كحل مستقل.
التعليمات
1. ما الذي يجعل كربيد التنغستن مناسبًا للتطبيقات الباليستية؟
تسمح صلابة التنغستن كربيد الشديدة (9-9.5 MOHS) والكثافة العالية بمقاومة الاختراق بالرصاص بشكل فعال [2] [4].
2. هل يمكن لكربيد التنغستن إيقاف جميع أنواع الرصاص؟
لا توجد مواد يمكن أن تتوقف عن جميع الرصاص في جميع الظروف. يمكن أن يقاوم كربيد التنغستن بعض القياس ، لكنه قد يفشل ضد التأثيرات المتكررة أو جولات عالية العيار [4] [6].
3. لماذا تنغستن كربيد هش على الرغم من كونه صعبًا جدًا؟
غالبًا ما تأتي الصلابة على حساب المتانة. الهيكل الذري لكربيد التنغستن يجعله مقاومًا للتشوه ولكنه عرضة للتكسير تحت الإجهاد [4] [5].
4. كيف يقارن كربيد التنغستن كربيد السيليكون في درع الجسم؟
كربيد السيليكون أخف وزناً ويوفر أداءً أفضل لضربات متعددة ولكنه يفتقر إلى كثافة كربيد التنغستن لنقل الطاقة الحركية [6].
5. هل يستخدم كربيد التنغستن في المعدات العسكرية الحديثة؟
نعم ، يتم استخدامه في ذخيرة دروع ، وطلاء درع المركبات ، وأنظمة دروع الجسم المركبة لمقاومة باليستية محسّنة [1] [7].
الاستشهادات:
[1] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-body-ramor.html
[2] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-informative-guide
[3] https://www.samaterials.com/content/ballistic-protection-materials.html
[4] https://www.reddit.com/r/explainlikeimfive/comments/7g0p5q/eli5_tungsten_carbide_is_brittle_why_is_it_used/
[5] https://worldbuilding.stackexchange.com/questions/237354/would-tungsten-be-a-doufful-material-for-medival-anthar-and-wles
[6] https://www.bodyarmornews.com
[7]
[8] https://zzhthj.en.made-in-china.com/product/pnlrkfecvevu/china-tungsten-carbide-bulletproof-plates-with-long-life.html
[9] https://www.youtube.com/watch؟v=ld2rohwpyva
[10] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[11] https://www.youtube.com/watch؟v=O4E_DFMBCPU
[12] https://www.preciseceramic.com/blog/comparison-of-types-of-bulletproof-materials.html
[13] https://www.youtube.com/watch؟v=O4E_DFMBCPU
[14] https://forums.tripwireinteractive.com/index.php
[15] https://www.youtube.com/watch؟v=ld2rohwpyva
[16] https://www.youtube.com/watch؟v=N5Kej5ijChc
[17] https://webstersdictionary1828.com/dictionary/tung
[18] https://waterlox.com/what-is-tung-oil/
[19] https://www.bbc.com/news/magazine-28263683
[20] https://www.oed.com/dictionary/tung_n؟tl=true
[21] https://zzhthj.en.made-in-china.com/product/pnlrkfecvevu/china-tungsten-carbide-bulletproof-plates-with-long-life.html
[22] https://www.vocabulary.com/dictionary/tung
[23] https://www.thesterling.com/collections/titanium-tungsten-carbide-tags
[24]
