বোরন নাইট্রাইড বা টুংস্টেন কার্বাইড কী?

সামগ্রী মেনু

● বোরন নাইট্রাইড বোঝা

>> বোরন নাইট্রাইডের ফর্ম

>> ঘন বোরন নাইট্রাইডের কঠোরতা এবং বৈশিষ্ট্য

>> তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য

● টংস্টেন কার্বাইড বোঝা

>> কঠোরতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য

>> তাপীয় ও রাসায়নিক স্থিতিশীলতা

● বিস্তারিত স্ফটিক কাঠামো এবং বন্ধন

● প্রসারিত শিল্প ও প্রযুক্তিগত অ্যাপ্লিকেশন

● পরিবেশগত এবং অর্থনৈতিক বিবেচনা

● ভবিষ্যতের গবেষণা এবং উন্নয়ন

● বিভিন্ন পরিস্থিতিতে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং কর্মক্ষমতা

● মূল পার্থক্যের সংক্ষিপ্তসার

● উপসংহার

● প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (FAQ)

>> 1। কঠোরতার দিক থেকে বোরন নাইট্রাইড এবং টুংস্টেন কার্বাইডের মধ্যে প্রধান পার্থক্য কী?

>> 2। টংস্টেন কার্বাইড কি কোনও শর্তে বোরন নাইট্রাইডের চেয়ে শক্ত হতে পারে?

>> 3 ... শক্ত স্টিলগুলি কাটানোর জন্য কিউবিক বোরন নাইট্রাইড কেন টুংস্টেন কার্বাইডের চেয়ে বেশি পছন্দ করা হয়?

>> 4। কিউবিক বোরন নাইট্রাইডের চেয়ে টংস্টেন কার্বাইড সস্তা?

>> 5 ... কিউবিক বোরন নাইট্রাইড ছাড়াও বোরন নাইট্রাইডের অন্য রূপগুলি রয়েছে?

যখন শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত সুপারহার্ড উপকরণগুলির ক্ষেত্রে আসে যেমন কাটিয়া সরঞ্জাম, ঘর্ষণকারী এবং পরিধান-প্রতিরোধী অংশগুলি, উভয়ই বোরন নাইট্রাইড এবং টংস্টেন কার্বাইড শীর্ষ প্রতিযোগীদের মধ্যে রয়েছেন। যাইহোক, এগুলি তাদের স্ফটিক কাঠামো, কঠোরতা, তাপ স্থায়িত্ব এবং সাধারণ ব্যবহারগুলিতে উল্লেখযোগ্যভাবে পৃথক। এই নিবন্ধটি বোরন নাইট্রাইড (বিশেষত কিউবিক বোরন নাইট্রাইড) এবং টুংস্টেন কার্বাইডের কঠোরতা এবং অন্যান্য প্রাসঙ্গিক বৈশিষ্ট্যগুলি অনুসন্ধান করেছে, প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য তাদের শক্তি এবং দুর্বলতার তুলনা করে: কোনটি শক্ত, বোরন নাইট্রাইড বা টুংস্টেন কার্বাইড?

বোরন নাইট্রাইড বোঝা

বোরন নাইট্রাইড (বিএন) হ'ল বোরন এবং নাইট্রোজেন পরমাণু দিয়ে তৈরি একটি যৌগ, যা বেশ কয়েকটি স্ফটিক আকারে বিদ্যমান যা বিস্তৃত বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে।

বোরন নাইট্রাইডের ফর্ম

- ষড়ভুজ বোরন নাইট্রাইড (এইচ-বিএন): কাঠামোর গ্রাফাইটের সাথে সাদৃশ্য, এটি স্তরগুলির মধ্যে শক্তিশালী কোভ্যালেন্ট বন্ডগুলির সাথে নরম এবং লুব্রিকিয়াস তবে স্তরগুলির মধ্যে দুর্বল বন্ধন।

-কিউবিক বোরন নাইট্রাইড (সি-বিএন): একটি হীরার মতো ঘন স্ফটিক কাঠামো রয়েছে, এটি অত্যন্ত শক্ত এবং তাপীয়ভাবে স্থিতিশীল করে তোলে।

- ওয়ার্টজাইট বোরন নাইট্রাইড (ডাব্লু-বিএন): একটি ষড়ভুজ ফর্ম কাঠামোগতভাবে লোনসডেলাইট (ষড়ভুজ হীরা) এর সাথে অনুরূপ, কঠোরতা সম্ভাব্যভাবে হীরার বেশি।

ঘন বোরন নাইট্রাইডের কঠোরতা এবং বৈশিষ্ট্য

কিউবিক বোরন নাইট্রাইড হীরার পরে পরিচিত দ্বিতীয় সবচেয়ে শক্তিশালী উপাদান, যার সাথে প্রায় 9.5 থেকে 10 এর মোহস কঠোরতা রয়েছে Its এর ভিকারদের কঠোরতা 4800 এইচভি পর্যন্ত পৌঁছতে পারে, যা টুংস্টেন কার্বাইডের (প্রায় 2400 এইচভি) তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। সিবিএন রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল এবং উচ্চ তাপমাত্রায় এর কঠোরতা ধরে রাখে, এটি কঠোর স্টিল এবং ঘর্ষণকারী পরিবেশ কাটার জন্য আদর্শ করে তোলে।

সিবিএন এর কঠোরতা হীরার মতো একটি ঘন জালিতে তার শক্তিশালী কোভ্যালেন্ট বন্ধন থেকে উদ্ভূত হয় তবে লৌহঘটিত উপকরণগুলিকে মেশিন করার সময় আরও ভাল তাপ এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতার সাথে। ন্যানোমিটার আকারের শস্যগুলির সাথে পলিক্রিস্টালাইন সি-বিএন হীরার সাথে তুলনীয় বা অতিক্রম করে কঠোরতা প্রদর্শন করতে পারে।

তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য

বোরন নাইট্রাইড, বিশেষত সি-বিএন, বৈদ্যুতিক ইনসুলেটরগুলির মধ্যে দুর্দান্ত তাপ পরিবাহিতা রয়েছে এবং এটি খুব উচ্চ তাপমাত্রা (যান্ত্রিকভাবে 2350 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড পর্যন্ত) সহ্য করতে পারে। এটি ভোল্টেজের অধীনে ইউভি আলো নির্গত করে প্রশস্ত ব্যান্ড-গ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর বৈশিষ্ট্যগুলিও প্রদর্শন করে, যা এলইডি এবং লেজারগুলির মতো কঠোরতার বাইরে অ্যাপ্লিকেশনগুলি খোলে।

টংস্টেন কার্বাইড বোঝা

টুংস্টেন কার্বাইড (ডাব্লুসি) একটি ষড়ভুজ স্ফটিক জালিতে টুংস্টেন এবং কার্বন পরমাণুর একটি যৌগ। এটি উচ্চতর কঠোরতা এবং দৃ ness ়তার কারণে শিল্প যন্ত্রপাতি, কাটা সরঞ্জাম, খনন এবং অংশ পরিধানগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

কঠোরতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য

টুংস্টেন কার্বাইডের প্রায় 9 থেকে 9.5 এর কাছাকাছি একটি মোহস কঠোরতা এবং প্রায় 2400 এইচভি একটি ভিকারদের কঠোরতা রয়েছে। এটি অত্যন্ত কঠোর, 530 থেকে 700 জিপিএর মধ্যে একটি তরুণদের মডুলাস সহ, স্টিলের চেয়ে প্রায় তিনগুণ। এর ঘনত্ব উচ্চ (~ 15 গ্রাম/সেমি 3;) এর দৃ ust ়তায় অবদান রাখে।

ডাব্লুসি শক্ত এবং ফ্র্যাকচারের দৃ ness ়তা, ভারসাম্যপূর্ণ কঠোরতা এবং ব্রিটলেন্সি উন্নত করতে কোবাল্ট বাইন্ডারগুলির সাথে সিন্টার করা যেতে পারে। এটি বেশিরভাগ স্টিল এবং সিরামিকের চেয়ে শক্ত তবে কিউবিক বোরন নাইট্রাইডের চেয়ে এখনও নরম।

তাপীয় ও রাসায়নিক স্থিতিশীলতা

ডাব্লুসি -র একটি উচ্চ গলনাঙ্ক (~ 2780 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড) এবং ভাল তাপ পরিবাহিতা (~ 110 ডাব্লু/এম · কে) রয়েছে। যাইহোক, এটি 500–600 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড থেকে শুরু হওয়া এবং খুব উচ্চ তাপমাত্রায় পচে যায়। এটি অনেক অ্যাসিডের বিরুদ্ধে রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল তবে হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড এবং নাইট্রিক অ্যাসিডের মতো মিশ্রণ দ্বারা আক্রমণ করা যেতে পারে।

বিস্তারিত স্ফটিক কাঠামো এবং বন্ধন

কিউবিক বোরন নাইট্রাইড (সি-বিএন) এবং টুংস্টেন কার্বাইড (ডাব্লুসি) এর ব্যতিক্রমী কঠোরতা তাদের অনন্য স্ফটিক কাঠামো এবং এই কাঠামোর মধ্যে পারমাণবিক বন্ধনের প্রকৃতির জন্য দায়ী করা যেতে পারে।

- কিউবিক বোরন নাইট্রাইড: ডায়মন্ডের অনুরূপ একটি দস্তা-মিশ্রণ স্ফটিক কাঠামো গ্রহণ করে, যেখানে প্রতিটি বোরন পরমাণু চারটি নাইট্রোজেন পরমাণু এবং তদ্বিপরীতভাবে সমন্বিত হয়। এই শক্তিশালী কোভ্যালেন্ট বন্ডিং নেটওয়ার্কের ফলে একটি অনমনীয় জালির ফলস্বরূপ যা বিকৃতি প্রতিরোধ করে। সি-বিএন-তে শক্তিশালী দিকনির্দেশক বন্ডগুলি তার উচ্চ কঠোরতা এবং তাপ স্থিতিশীলতায় অবদান রাখে।

- টুংস্টেন কার্বাইড: একটি ষড়ভুজ ঘনিষ্ঠ-প্যাকযুক্ত কাঠামোতে স্ফটিকযুক্ত যেখানে টংস্টেন এবং কার্বন পরমাণুগুলি শক্তভাবে প্যাক করা থাকে। ডাব্লুসি -তে বন্ধন হ'ল কোভ্যালেন্ট, ধাতব এবং আয়নিক চরিত্রের মিশ্রণ, যা কঠোরতা এবং দৃ ness ়তার মধ্যে ভারসাম্য সরবরাহ করে। ধাতব বন্ধন উপাদানটি কিছুটা প্লাস্টিকের বিকৃতি দেয়, যা সি-বিএন এর মতো খাঁটি সমবায় উপকরণগুলির তুলনায় দৃ ness ়তা বাড়ায়।

প্রসারিত শিল্প ও প্রযুক্তিগত অ্যাপ্লিকেশন

কাটিয়া সরঞ্জাম এবং ঘর্ষণের বাইরে, বোরন নাইট্রাইড এবং টুংস্টেন কার্বাইড উভয়ই বিভিন্ন উন্নত প্রযুক্তিগত ক্ষেত্রে ব্যবহার খুঁজে পান।

- কিউবিক বোরন নাইট্রাইড: জারণ এবং তাপীয় অবক্ষয়ের প্রতিরোধের কারণে মহাকাশ উপাদানগুলির জন্য উচ্চ-পারফরম্যান্স লেপগুলিতে ব্যবহৃত হয়। এটি উচ্চ-শক্তি, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সেমিকন্ডাক্টরগুলির জন্য একটি সাবস্ট্রেট উপাদান হিসাবে বৈদ্যুতিন ডিভাইসগুলিতেও নিযুক্ত করা হয় কারণ এর দুর্দান্ত তাপ পরিবাহিতা এবং বৈদ্যুতিক নিরোধক বৈশিষ্ট্যের কারণে। অতিরিক্তভাবে, সি-বিএন যথার্থ গ্রাইন্ডিং হুইল এবং পলিশিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয় যেখানে চরম কঠোরতার প্রয়োজন হয়।

- টুংস্টেন কার্বাইড: খনন সরঞ্জাম, ড্রিল বিট এবং পরিধান-প্রতিরোধী আবরণ উত্পাদন করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর দৃ ness ়তা এটিকে প্রভাব এবং ঘর্ষণ জড়িত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে। অতিরিক্তভাবে, ডাব্লুসি রিং এবং ঘড়ির জন্য একটি টেকসই এবং স্ক্র্যাচ-প্রতিরোধী উপাদান হিসাবে গহনাগুলিতে ব্যবহৃত হয়। এটি ধাতব গঠনেও কাজ করে এবং এক্সট্রুশন মারা যায়, যেখানে এর পরিধানের প্রতিরোধের সরঞ্জাম জীবনকে দীর্ঘায়িত করে।

পরিবেশগত এবং অর্থনৈতিক বিবেচনা

উভয় উপকরণ উত্পাদন শক্তি-নিবিড় প্রক্রিয়া জড়িত।

-কিউবিক বোরন নাইট্রাইড: সংশ্লেষণের জন্য সাধারণত উচ্চ-চাপ, উচ্চ-তাপমাত্রা (এইচপিএইচটি) পদ্ধতি প্রয়োজন, যা উল্লেখযোগ্য শক্তি গ্রহণ করে এবং বিশেষ সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়। উত্পাদনের জটিলতা তার উচ্চ ব্যয় এবং সীমিত প্রাপ্যতায় অবদান রাখে।

- টুংস্টেন কার্বাইড: উত্পাদনের মধ্যে টংস্টেন এবং কার্বন পাউডারগুলি জড়িত, যা কম শক্তি-নিবিড় তবে এখনও শর্তগুলির যত্ন সহকারে নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। ডাব্লুসি আরও সাশ্রয়ী মূল্যের এবং ব্যাপকভাবে উপলভ্য, এটি অনেকগুলি শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পছন্দের উপাদান হিসাবে তৈরি করে।

পরিবেশগত দৃষ্টিকোণ থেকে, খনন এবং পরিমার্জন টংস্টেন এবং বোরন রিসোর্সগুলির পরিবেশগত প্রভাব রয়েছে। টংস্টেন কার্বাইড সরঞ্জামগুলির পুনর্ব্যবহারযোগ্য বর্জ্য এবং সংস্থান গ্রহণ হ্রাস করার জন্য সাধারণ। সি-বিএন-এর জন্য সবুজ সংশ্লেষণ পদ্ধতিগুলির গবেষণা তার পরিবেশগত পদচিহ্ন হ্রাস করতে চলছে।

ভবিষ্যতের গবেষণা এবং উন্নয়ন

গবেষণাটি সুপারহার্ড উপকরণগুলির সংশ্লেষণ পদ্ধতি এবং বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করার ক্ষেত্রে অব্যাহত রয়েছে।

- বোরন নাইট্রাইড: প্রচেষ্টা তাদের কঠোরতা সম্ভাবনার পুরোপুরি কাজে লাগানোর জন্য কিউবিক এবং রুর্টজাইট ফর্মগুলির বৃহত্তর, ত্রুটি-মুক্ত স্ফটিক উত্পাদন করার দিকে মনোনিবেশ করে। কঠোরতা বজায় রাখার সময় দৃ ness ়তা বাড়ানোর জন্য সি-বিএনকে অন্তর্ভুক্ত করে ন্যানোস্ট্রাকচারিং এবং যৌগিক উপকরণ। রাসায়নিক বাষ্প ডিপোজিশন (সিভিডি) এর মতো নতুন সংশ্লেষণ কৌশলগুলি উচ্চতর পারফরম্যান্সের সাথে পাতলা ছায়াছবি এবং আবরণ তৈরি করতে অনুসন্ধান করা হচ্ছে।

- টুংস্টেন কার্বাইড: গবেষণার লক্ষ্য তার জারণ প্রতিরোধের এবং তাপীয় স্থায়িত্বকে অ্যালোয়িং এবং উন্নত আবরণের মাধ্যমে উন্নত করা। অন্যান্য সিরামিক বা ধাতবগুলির সাথে ডাব্লুসি সংমিশ্রণকারী হাইব্রিড উপকরণগুলি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য কর্মক্ষমতা অনুকূল করতে তৈরি করা হচ্ছে। কোবাল্টকে কম বিষাক্ত বিকল্পের সাথে প্রতিস্থাপনের মতো বাইন্ডার উপকরণগুলিতে উদ্ভাবনগুলিও চলছে।

বিভিন্ন পরিস্থিতিতে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং কর্মক্ষমতা

সি-বিএন এবং ডাব্লুসি-র কার্যকারিতা বিভিন্ন যান্ত্রিক এবং পরিবেশগত অবস্থার অধীনে পরিবর্তিত হয়।

- কিউবিক বোরন নাইট্রাইড: উচ্চতর তাপমাত্রায় তার কঠোরতা বজায় রাখে, এটি উচ্চ-গতির যন্ত্রের জন্য আদর্শ করে তোলে যেখানে তাপ উত্পাদন উল্লেখযোগ্য। এর রাসায়নিক জড়তা আক্রমণাত্মক পরিবেশে অবক্ষয়কে বাধা দেয়, ফেরাস ধাতু কাটানোর সময় দীর্ঘতর সরঞ্জাম জীবন সক্ষম করে।

- টুংস্টেন কার্বাইড: খুব শক্ত হলেও, উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এর ব্যবহার সীমাবদ্ধ করে 500-600 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের উপরে তাপমাত্রায় অক্সিডাইজ এবং হ্রাস করতে পারে। যাইহোক, এর উচ্চতর দৃ ness ়তা এটি প্রভাবগুলি শোষণ করতে এবং সি-বিএন এর চেয়ে আরও ভাল ফ্র্যাকচারকে প্রতিরোধ করতে দেয় যা আরও ভঙ্গুর। এই দৃ ness ়তা ডাব্লুসিগুলিকে এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে পছন্দনীয় করে তোলে যেখানে যান্ত্রিক শক সাধারণ।

মূল পার্থক্যের সংক্ষিপ্তসার

উপসংহার

বোরন নাইট্রাইড এবং টুংস্টেন কার্বাইডের মধ্যে কঠোরতার লড়াইয়ে, কিউবিক বোরন নাইট্রাইড স্পষ্টভাবে শক্ত উপাদান হিসাবে দাঁড়িয়ে আছে, 9.5 থেকে 10 এর মোহস কঠোরতা এবং ভিকারদের কঠোরতা টুংস্টেন কার্বাইডের প্রায় দ্বিগুণ। এর উচ্চতর তাপীয় স্থায়িত্ব এবং রাসায়নিক প্রতিরোধের কঠোর স্টিল এবং ক্ষতিকারক মেশিনিং কাজগুলি কেটে ফেলার জন্য এটি অপরিহার্য করে তোলে যেখানে টংস্টেন কার্বাইড সরঞ্জামগুলি ব্যর্থ হতে পারে।

টুংস্টেন কার্বাইড অবশ্য শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত একটি বহুমুখী, শক্ত এবং ব্যয়বহুল উপাদান হিসাবে রয়ে গেছে। এর কঠোরতা চিত্তাকর্ষক তবে কিউবিক বোরন নাইট্রাইডকে ছাড়িয়ে যায় না। অতএব, সর্বাধিক কঠোরতা এবং তাপ স্থিতিশীলতার দাবিতে অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, কিউবিক বোরন নাইট্রাইড পছন্দসই পছন্দ, অন্যদিকে টুংস্টেন কার্বাইডকে সমর্থন করা হয় যেখানে দৃ ness ়তা এবং ব্যয়-দক্ষতা অগ্রাধিকার।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (FAQ)

1। কঠোরতার দিক থেকে বোরন নাইট্রাইড এবং টুংস্টেন কার্বাইডের মধ্যে প্রধান পার্থক্য কী?

কিউবিক বোরন নাইট্রাইড টুংস্টেন কার্বাইডের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে শক্ত, টংস্টেন কার্বাইডের 9-9.5 এর তুলনায় প্রায় 9.5-10 এর মোহস কঠোরতা সহ। এর ভিকারদের কঠোরতাও অনেক বেশি, এটি অ্যাপ্লিকেশনগুলির দাবিতে আরও পরিধান-প্রতিরোধী করে তোলে।

2। টংস্টেন কার্বাইড কি কোনও শর্তে বোরন নাইট্রাইডের চেয়ে শক্ত হতে পারে?

না, টুংস্টেন কার্বাইডের অভ্যন্তরীণ কঠোরতা কিউবিক বোরন নাইট্রাইডের চেয়ে কম। যাইহোক, টুংস্টেন কার্বাইড আরও ভাল দৃ ness ়তা সরবরাহ করে এবং কম ভঙ্গুর, যা অ্যাপ্লিকেশনটির উপর নির্ভর করে সুবিধাজনক হতে পারে।

3 ... শক্ত স্টিলগুলি কাটানোর জন্য কিউবিক বোরন নাইট্রাইড কেন টুংস্টেন কার্বাইডের চেয়ে বেশি পছন্দ করা হয়?

কিউবিক বোরন নাইট্রাইড উচ্চ তাপমাত্রায় তার কঠোরতা এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা বজায় রাখে এবং লৌহঘটিত উপকরণগুলিকে মেশিন করার সময় প্রতিরোধ করে আরও ভাল পরিধান করে, যা টুংস্টেন কার্বাইড সরঞ্জামগুলিকে দ্রুত হ্রাস করতে পারে।

4। কিউবিক বোরন নাইট্রাইডের চেয়ে টংস্টেন কার্বাইড সস্তা?

হ্যাঁ, টুংস্টেন কার্বাইড সাধারণত উত্পাদন করা কম ব্যয়বহুল এবং সহজ, এটি অনেকগুলি শিল্প সরঞ্জামগুলিতে আরও সাধারণ করে তোলে যেখানে চরম কঠোরতা প্রাথমিক প্রয়োজন নয়।

5 ... কিউবিক বোরন নাইট্রাইড ছাড়াও বোরন নাইট্রাইডের অন্য রূপগুলি রয়েছে?

হ্যাঁ, হেক্সাগোনাল বোরন নাইট্রাইড (এইচ-বিএন) একটি নরম ফর্ম যা লুব্রিক্যান্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং রুর্টজাইট বোরন নাইট্রাইড (ডাব্লু-বিএন) একটি বিরল রূপ যা হীরার চেয়েও আরও শক্ত হতে পারে তবে খাঁটি আকারে সংশ্লেষ করা কঠিন।