টুংস্টেন কার্বাইডের কাঠামো কী?

সামগ্রী মেনু

● টুংস্টেন কার্বাইডের পরিচিতি

● টুংস্টেন কার্বাইডের historical তিহাসিক বিকাশ

>> প্রাথমিক আবিষ্কার

>> সিমেন্টেড কার্বাইডের আগমন

>> আধুনিক অগ্রগতি

● টুংস্টেন কার্বাইডের পারমাণবিক এবং স্ফটিক কাঠামো

>> ষড়ভুজ এবং ঘন ফর্ম

>> গভীরতার মধ্যে ষড়ভুজ কাঠামো

>> গভীরতায় ঘন কাঠামো

● কাঠামোর সাথে যুক্ত শারীরিক বৈশিষ্ট্য

● টংস্টেন কার্বাইডের সংশ্লেষণ

>> কাঁচামাল

>> উত্পাদন পদ্ধতি

● কাঠামোর মূল প্রয়োগ

>> শিল্প কাটিয়া সরঞ্জাম

>> মহাকাশ এবং প্রতিরক্ষা

>> চিকিত্সা ডিভাইস

>> গ্রাহক পণ্য

>> শক্তি খাত

● উন্নত কাঠামোগত পরিবর্তন

>> ন্যানোস্ট্রাকচার্ড টুংস্টেন কার্বাইড

>> যৌগিক উপকরণ

>> পৃষ্ঠের আবরণ

● পরিবেশগত এবং অর্থনৈতিক বিবেচনা

>> পুনর্ব্যবহারযোগ্য চ্যালেঞ্জ

>> টেকসই উদ্যোগ

>> বাজারের প্রবণতা

● টুংস্টেন কার্বাইড গবেষণায় ভবিষ্যতের দিকনির্দেশ

● উপসংহার

● এফএকিউ: টুংস্টেন কার্বাইড কাঠামো এবং সম্পত্তি

>> 1। টুংস্টেন কার্বাইডের সবচেয়ে সাধারণ স্ফটিক কাঠামো কোনটি?

>> 2। টুংস্টেন কার্বাইডের কাঠামো কীভাবে তার কঠোরতা প্রভাবিত করে?

>> 3। ষড়ভুজ এবং ঘন টংস্টেন কার্বাইডের মধ্যে পার্থক্য কী?

>> 4। কোবাল্ট কেন টুংস্টেন কার্বাইডে যুক্ত করা হয়?

>> 5। টুংস্টেন কার্বাইড 3 ডি মুদ্রিত হতে পারে?

টুংস্টেন কার্বাইড আধুনিক ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের অন্যতম উল্লেখযোগ্য উপকরণ হিসাবে দাঁড়িয়েছে, এর ব্যতিক্রমী কঠোরতা, স্থায়িত্ব এবং চরম পরিবেশের প্রতিরোধের জন্য উদযাপিত। এর অনন্য কাঠামো এই বৈশিষ্ট্যগুলির ভিত্তি, এটি মেশিনিং এবং খনির থেকে গহনা এবং মহাকাশ পর্যন্ত শিল্পগুলিতে এটি অপরিহার্য করে তোলে। এই নিবন্ধটি এর জটিল কাঠামো অনুসন্ধান করে টুংস্টেন কার্বাইড , এর পারমাণবিক বিন্যাস, শারীরিক বৈশিষ্ট্য, সংশ্লেষণ পদ্ধতি, historical তিহাসিক বিকাশ, পরিবেশগত বিবেচনা এবং তার দৃ ust ় প্রকৃতির উপর নির্ভর করে এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির বিস্তৃত অ্যারেতে আগ্রহী।

টুংস্টেন কার্বাইডের পরিচিতি

টুংস্টেন কার্বাইড (ডাব্লুসি) একটি যৌগ যা টংস্টেন এবং কার্বন পরমাণু সমন্বিত। এর রাসায়নিক সূত্রটি ডাব্লুসি, এবং এটি কেবল হীরা এবং একটি নির্বাচিত অন্যান্য কয়েকটি উপকরণে এর অপরিসীম কঠোরতা-সেকেন্ডের জন্য বিখ্যাত। টুংস্টেনের উচ্চ পারমাণবিক ওজন এবং কার্বনের শক্তিশালী কোভ্যালেন্ট বন্ডিংয়ের সংমিশ্রণের ফলে এমন একটি উপাদান রয়েছে যা কেবল শক্ত নয়, ঘন, তাপীয়ভাবে স্থিতিশীল এবং রাসায়নিকভাবে জড়। প্রথম 19 শতকের শেষের দিকে সংশ্লেষিত, টুংস্টেন কার্বাইড শিল্প উদ্ভাবনের মূল ভিত্তি হিসাবে বিকশিত হয়েছে, এর কাঠামোটি তার অতুলনীয় পারফরম্যান্সের জন্য নীলনকশা হিসাবে কাজ করে।

টুংস্টেন কার্বাইডের historical তিহাসিক বিকাশ

প্রাথমিক আবিষ্কার

1893 সালে টুংস্টেন কার্বাইডের যাত্রা শুরু হয়েছিল যখন উচ্চ-তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়া নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করার সময় ফরাসী রসায়নবিদ হেনরি মোইসান এই যৌগটি তৈরি করেছিলেন। যাইহোক, প্রাথমিক সংস্করণগুলি শিল্প ব্যবহারের জন্য ভঙ্গুর এবং অযৌক্তিক ছিল।

সিমেন্টেড কার্বাইডের আগমন

1920 এর দশকে, ওএসআরএএম এবং ক্রুপের জার্মান বিজ্ঞানীরা কোবাল্টের মতো ধাতব বাইন্ডারগুলির সাথে টুংস্টেন কার্বাইড পাউডারকে একত্রিত করে * সিমেন্ট কার্বাইডস * তৈরি করেছিলেন। এই উদ্ভাবনটি ব্রিটলেন্সকে সম্বোধন করে, কাটিয়া সরঞ্জাম এবং পরিধান-প্রতিরোধী উপাদানগুলিতে এর ব্যবহারের পথ প্রশস্ত করে।

আধুনিক অগ্রগতি

আজ, ন্যানো টেকনোলজি এবং পাউডার ধাতববিদ্যার অগ্রগতিগুলি আল্ট্রাফাইন-দানাযুক্ত টুংস্টেন কার্বাইডের উত্পাদন সক্ষম করেছে, এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি আরও বাড়িয়ে তোলে এবং এর অ্যাপ্লিকেশনগুলি প্রসারিত করে।

টুংস্টেন কার্বাইডের পারমাণবিক এবং স্ফটিক কাঠামো

ষড়ভুজ এবং ঘন ফর্ম

টুংস্টেন কার্বাইড প্রাথমিকভাবে দুটি স্ফটিক আকারে বিদ্যমান:

1। ষড়ভুজ কাঠামো (α- ডাব্লুপি):

- পরিবেষ্টিত পরিস্থিতিতে সবচেয়ে স্থিতিশীল এবং প্রচলিত ফর্ম।

- একটি ষড়ভুজ জাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত যেখানে টংস্টেন (ডাব্লু) এবং কার্বন (সি) পরমাণুগুলি বিকল্প স্তরগুলিতে সাজানো হয়।

- কার্বন পরমাণুগুলি টুংস্টেন জালির মধ্যে ট্রিগোনাল প্রিজম্যাটিক ইন্টারস্টেসগুলির অর্ধেকটি দখল করে।

2। ঘন কাঠামো (β- ডাব্লু):

- উচ্চ তাপমাত্রায় ফর্মগুলি (2500 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের উপরে)।

- সোডিয়াম ক্লোরাইড (এনএসিএল) এর অনুরূপ একটি শিলা লবণের মতো কাঠামো গ্রহণ করে।

- প্রতিটি টুংস্টেন পরমাণু অক্টহেড্রালি ছয়টি কার্বন পরমাণুর সাথে সমন্বিত।

গভীরতার মধ্যে ষড়ভুজ কাঠামো

Α-WC এর ষড়ভুজ জালির দ্বারা চিহ্নিত করা হয়:

- স্তর স্ট্যাকিং: টংস্টেন পরমাণুগুলি ঘনিষ্ঠ-প্যাকড স্তরগুলি গঠন করে, কার্বন পরমাণুগুলি নির্দিষ্ট ইন্টারলেয়ার ফাঁকগুলিতে অবস্থিত।

- সমন্বয় জ্যামিতি: প্রতিটি টুংস্টেন পরমাণু একটি ট্রিগোনাল প্রিজম্যাটিক বিন্যাসে ছয়টি কার্বন পরমাণু দ্বারা বেষ্টিত থাকে এবং তদ্বিপরীত থাকে।

- বন্ড বৈশিষ্ট্য: ডাব্লুসি বন্ডগুলি সংক্ষিপ্ত (220 পিএম) এবং অত্যন্ত সমবায়, উপাদানটির অনমনীয়তায় অবদান রাখে।

মূল কাঠামোগত পরামিতি:

- ডাব্লুডাব্লু ইন্ট্রা-লেয়ার দূরত্ব: ~ 291 পিএম

- ডাব্লুডাব্লু ইন্টার-লেয়ার দূরত্ব: ~ 284 পিএম

- ডাব্লুসি বন্ড দৈর্ঘ্য: 220 পিএম

এই ঘন, দৃ ly ়ভাবে বন্ধনযুক্ত কাঠামো বিশৃঙ্খলা চলাচলকে প্রতিহত করে, সাধারণ পরিস্থিতিতে বিকৃতিটিকে প্রায় অসম্ভব করে তোলে।

গভীরতায় ঘন কাঠামো

Β- ডাব্লুসি-র কিউবিক ফেজ কম সাধারণ তবে উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তাৎপর্যপূর্ণ তবে তাৎপর্যপূর্ণ:

- সমন্বয়: প্রতিটি পরমাণু বিপরীত উপাদানটির ছয় প্রতিবেশী সহ অষ্টহেড্রালি সমন্বিত হয়।

- স্থিতিশীলতা: এই পর্বটি ঘরের তাপমাত্রায় মেটাস্টেবল তবে দ্রুত ঠান্ডা হয়ে গেলে অব্যাহত থাকতে পারে।

কাঠামোর সাথে যুক্ত শারীরিক বৈশিষ্ট্য

টুংস্টেন কার্বাইডের পারমাণবিক বিন্যাস সরাসরি তার শারীরিক আচরণকে নির্দেশ করে:

সম্পত্তি	মান/বিবরণ	কাঠামোগত ভিত্তি
কঠোরতা	9-9.5 মোহস, ~ 2600 এইচভি	শক্তিশালী কোভ্যালেন্ট বন্ড এবং ঘন জাল
ঘনত্ব	15.6 গ্রাম/সেমি 3;	টুংস্টেনের উচ্চ পারমাণবিক ওজন
গলনাঙ্ক	2870 ° C	শক্তিশালী আন্তঃসংযোগ বন্ধন
তাপ পরিবাহিতা	110 ডাব্লু/(এম · কে)	জালিতে দক্ষ ফোনন পরিবহন
বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা	কম প্রতিরোধ ক্ষমতা (~ 2 × 10⁻⁷ ω · এম)	ধাতব বন্ধন বৈশিষ্ট্য
রাসায়নিক প্রতিরোধ	অ্যাসিড এবং অক্সিডাইজারগুলিতে জড়	স্থিতিশীল কোভ্যালেন্ট নেটওয়ার্ক

টংস্টেন কার্বাইডের সংশ্লেষণ

কাঁচামাল

- টুংস্টেন উত্স: টুংস্টেন অক্সাইড (ডব্লিউও) বা অ্যামোনিয়াম প্যারাটংস্টেট।

- কার্বন উত্স: গ্রাফাইট, কার্বন কালো বা মিথেন।

উত্পাদন পদ্ধতি

1। সরাসরি কার্বুরাইজেশন:

- হাইড্রোজেন বায়ুমণ্ডলে 1400-2000 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে টংস্টেন পাউডারটি কার্বন দিয়ে উত্তপ্ত হয়।

- প্রতিক্রিয়া: ডাব্লু + সি → ডাব্লুসি

- কাটিয়া সরঞ্জামগুলির জন্য উপযুক্ত মোটা দানাযুক্ত ডাব্লুসি উত্পাদন করে।

2। রাসায়নিক বাষ্প জমা (সিভিডি):

- টুংস্টেন হেক্সাফ্লোরাইড (ডাব্লুএফ) 500-1000 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে মিথেন (চ) সাথে প্রতিক্রিয়া জানায়।

- প্রতিক্রিয়া: wf₆ + ch₄ → wc + 6hf

- উচ্চ-বিশুদ্ধতা ফলন করে, আবরণগুলির জন্য ন্যানোক্রিস্টালাইন ডাব্লুসি।

3। যান্ত্রিক অ্যালোয়িং:

- ন্যানোস্কেল মিশ্রণ অর্জনের জন্য টংস্টেন এবং কার্বন পাউডারগুলির বল মিলিং।

- পরবর্তী অ্যানিলিং আল্ট্রাফাইন ডাব্লুসি শস্য গঠন করে।

4। সিমেন্টেড কার্বাইড উত্পাদন:

- ডাব্লুসি পাউডার 3-20% কোবাল্ট বাইন্ডারের সাথে মিশ্রিত হয়।

- আকারে চাপানো এবং 1300–1500 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে sintered।

কাঠামোর মূল প্রয়োগ

শিল্প কাটিয়া সরঞ্জাম

- ড্রিল বিট এবং সন্নিবেশ: ডাব্লুসি'র কঠোরতা কঠোর স্টিল এবং সুপারলয়েসের মেশিনকে মঞ্জুরি দেয়।

- খনির সরঞ্জাম: ক্রাশার রোলস, পিকস এবং টানেল বোরিং মেশিনগুলি ডাব্লুসি'র পরিধানের প্রতিরোধের উত্তোলন করে।

মহাকাশ এবং প্রতিরক্ষা

- রকেট অগ্রভাগ: এক্সস্টাস্ট গ্যাসগুলি থেকে চরম তাপমাত্রা এবং ক্ষয়ের প্রতিরোধ করে।

- আর্মার-ছিদ্র গোলাবারুদ: ডাব্লুসি কোরগুলি অনুপ্রবেশের ক্ষমতা বাড়ায়।

চিকিত্সা ডিভাইস

- সার্জিকাল স্ক্যাল্পেলস: স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে তীক্ষ্ণ এবং দীর্ঘস্থায়ী।

- ডেন্টাল বার্স: দক্ষতার সাথে হাড় এবং এনামেল কেটে নিস্তেজ না করে।

গ্রাহক পণ্য

- গহনা: স্ক্র্যাচ-প্রতিরোধী বিবাহের ব্যান্ড এবং বিলাসবহুল ঘড়ির উপাদান।

- ক্রীড়া সরঞ্জাম: গল্ফ ক্লাব সন্নিবেশ এবং ফিশিং গিয়ার গাইড।

শক্তি খাত

- তেল এবং গ্যাস ড্রিলিং: ডাব্লুসি-প্রলিপ্ত উপাদানগুলি ক্ষয়কারী ভূতাত্ত্বিক গঠনগুলি সহ্য করে।

- পারমাণবিক চুল্লি: নিয়ন্ত্রণ রড এবং রেডিয়েশন শিল্ডিংয়ে ব্যবহৃত।

উন্নত কাঠামোগত পরিবর্তন

ন্যানোস্ট্রাকচার্ড টুংস্টেন কার্বাইড

- শস্যের আকার হ্রাস: ন্যানোক্রিস্টালাইন ডাব্লুসি (শস্যের আকার <100 এনএম) উচ্চতর কঠোরতা (3000 এইচভি পর্যন্ত) এবং ফ্র্যাকচার দৃ ness ়তা প্রদর্শন করে।

- সংশ্লেষণ চ্যালেঞ্জ: শস্যের বৃদ্ধি রোধে তাপমাত্রা এবং কার্বন স্টোচিওমেট্রিগুলির সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন।

যৌগিক উপকরণ

- ডাব্লুসি-সিও কমপোজিটস: কোবাল্ট বাইন্ডার (6-12%) কঠোরতার ত্যাগ ছাড়াই দৃ ness ়তার উন্নতি করে।

-ডাব্লুসি-টিআইসি-ট্যাক অ্যালো: অ্যাডিটিভগুলি ধাতব কাটার জন্য উচ্চ-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা বাড়ায়।

পৃষ্ঠের আবরণ

- সিভিডি এবং পিভিডি আবরণ: পাতলা ডাব্লুসি স্তরগুলি (5-20 মিমি) পরিধান সুরক্ষার জন্য সাবস্ট্রেটে প্রয়োগ করা হয়েছে।

- কার্যকরীভাবে গ্রেডযুক্ত উপকরণ: ডাব্লুসি সমৃদ্ধ পৃষ্ঠ থেকে শক্ত ধাতব কোরে ধীরে ধীরে স্থানান্তর।

পরিবেশগত এবং অর্থনৈতিক বিবেচনা

পুনর্ব্যবহারযোগ্য চ্যালেঞ্জ

- সিমেন্টেড কার্বাইড পুনর্ব্যবহারযোগ্য: গ্লোবাল ডাব্লুসি সরবরাহের 40% পর্যন্ত পুনর্ব্যবহারযোগ্য স্ক্র্যাপ থেকে আসে।

- প্রক্রিয়াগুলি: জিংক পুনরুদ্ধার, অ্যাসিড লিচিং এবং পাউডার ধাতববিদ্যায় সরাসরি পুনরায় ব্যবহার।

টেকসই উদ্যোগ

- কোবাল্ট ব্যবহার হ্রাস: কোবাল্টের বিষাক্ততা এবং ব্যয়কে সম্বোধন করতে নিকেল বা আয়রন বাইন্ডারগুলিতে গবেষণা।

-শক্তি-দক্ষ সংশ্লেষণ: মাইক্রোওয়েভ সিনটারিং এবং প্লাজমা-সহায়ক পদ্ধতিগুলি কম শক্তি খরচ।

বাজারের প্রবণতা

- গ্লোবাল চাহিদা: খনির এবং স্বয়ংচালিত খাত দ্বারা চালিত 5.8% সিএজিআর (2023–2030) এ বাড়ার সম্ভাবনা রয়েছে।

- আঞ্চলিক উত্পাদন: চীন কাঁচা ডাব্লুসি উত্পাদনে আধিপত্য বিস্তার করে, অন্যদিকে ইউরোপ উন্নত সংমিশ্রণে নেতৃত্ব দেয়।

টুংস্টেন কার্বাইড গবেষণায় ভবিষ্যতের দিকনির্দেশ

1। অ্যাডিটিভ উত্পাদন:

- বাইন্ডার জেটিং বা লেজার পাউডার বিছানা ফিউশনের মাধ্যমে জটিল ডাব্লুসি উপাদানগুলির 3 ডি প্রিন্টিং।

2। উচ্চ-আধ্যাত্মিক কার্বাইডস:

-আল্ট্রাহিঘিঘ-তাপমাত্রার স্থিতিশীলতার জন্য মাল্টি-এলিমেন্ট কার্বাইডস (যেমন, ডাব্লু-টিআই-টিএ-এনবি-সি)।

3। বায়োমেডিকাল উদ্ভাবন:

- হাড়ের ইমপ্লান্ট এবং অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল আবরণগুলির জন্য ছিদ্রযুক্ত ডাব্লুসি স্ক্যাফোল্ডস।

4। কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশন:

- স্পিনট্রনিক্স এবং সুপারকন্ডাক্টিভিটির জন্য ডাব্লুসি'র বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্য অনুসন্ধান।

উপসংহার

টুংস্টেন কার্বাইডের কাঠামোটি তার অসাধারণ বৈশিষ্ট্যের মূল ভিত্তি। শক্তিশালী টংস্টেন-কার্বন বন্ড এবং ট্রাইগোনাল প্রিজমেটিক সমন্বয় দ্বারা চিহ্নিত ষড়ভুজ জালগুলি ব্যতিক্রমী কঠোরতা এবং স্থায়িত্বের ব্যবস্থা করে। উচ্চ তাপমাত্রায় একটি ঘন পর্বের অস্তিত্ব বিশেষ পরিবেশে এর ইউটিলিটিকে আরও প্রশস্ত করে। শিল্প মেশিনিং থেকে গহনা পর্যন্ত, টুংস্টেন কার্বাইডের পারমাণবিক স্থাপত্য প্রযুক্তি এবং উত্পাদন ক্ষেত্রে তার অবিচ্ছিন্ন প্রাসঙ্গিকতা নিশ্চিত করে। ন্যানো টেকনোলজি, অ্যাডিটিভ উত্পাদন এবং টেকসই উত্পাদনে গবেষণার অগ্রগতির সাথে সাথে এই শতাব্দীর পুরানো উপাদানগুলি উপকরণ বিজ্ঞানের সীমানা পুনরায় সংজ্ঞায়িত করে চলেছে। এর কাঠামোটি বোঝা কেবল তার শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলিই ব্যাখ্যা করে না তবে নতুন অ্যাপ্লিকেশন এবং উন্নত সংমিশ্রণের বিকাশকেও গাইড করে যা আগত কয়েক দশক ধরে শিল্পকে রূপ দেবে।

এফএকিউ: টুংস্টেন কার্বাইড কাঠামো এবং সম্পত্তি

1। টুংস্টেন কার্বাইডের সবচেয়ে সাধারণ স্ফটিক কাঠামো কোনটি?

সর্বাধিক সাধারণ স্ফটিক কাঠামো হ'ল ষড়ভুজ (α-WC), যেখানে টুংস্টেন এবং কার্বন পরমাণুগুলি ট্রিগোনাল প্রিজম্যাটিক সমন্বয় সহ একটি শক্তভাবে বন্ধনযুক্ত জাল তৈরি করে।

2। টুংস্টেন কার্বাইডের কাঠামো কীভাবে তার কঠোরতা প্রভাবিত করে?

ঘন ষড়ভুজ প্যাকিংয়ের সাথে মিলিত টংস্টেন এবং কার্বন পরমাণুর মধ্যে সংক্ষিপ্ত, শক্তিশালী কোভ্যালেন্ট বন্ডগুলি একটি অনমনীয় জাল তৈরি করে যা বিকৃতি প্রতিরোধ করে, যার ফলে ব্যতিক্রমী কঠোরতা দেখা দেয়।

3। ষড়ভুজ এবং ঘন টংস্টেন কার্বাইডের মধ্যে পার্থক্য কী?

ষড়ভুজ ডাব্লুসি ঘরের তাপমাত্রায় স্থিতিশীল এবং কাটিয়া সরঞ্জামগুলিতে ব্যবহৃত হয়, যখন কিউবিক ডাব্লুসি উচ্চ তাপমাত্রায় গঠন করে এবং বিশেষায়িত উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত একটি রক লবণের কাঠামো রয়েছে।

4। কোবাল্ট কেন টুংস্টেন কার্বাইডে যুক্ত করা হয়?

কোবাল্ট ধাতব বাইন্ডার হিসাবে কাজ করে, দৃ ness ়তা উন্নত করতে এবং ফ্র্যাকচার প্রতিরোধের জন্য ডাব্লুসি শস্যের মধ্যে ফাঁক পূরণ করে, সিমেন্টেড কার্বাইড হিসাবে পরিচিত একটি যৌগিক উপাদান তৈরি করে।

5। টুংস্টেন কার্বাইড 3 ডি মুদ্রিত হতে পারে?

হ্যাঁ, বাইন্ডার জেটিং এবং লেজার পাউডার বিছানা ফিউশন এর মতো উদীয়মান কৌশলগুলি জটিল ডাব্লুসি অংশগুলির 3 ডি প্রিন্টিং সক্ষম করে, যদিও পুরো ঘনত্ব অর্জনের জন্য পোস্ট-প্রসেসিং সিনটারিং প্রয়োজন।