Menu ng nilalaman
● Panimula
● Ano ang Tungsten Carbide?
>> Mga pangunahing katangian ng Tungsten Carbide
● Ano ang Boron Carbide?
>> Mga pangunahing katangian ng Boron Carbide
● Paghahambing ng katigasan: Tungsten Carbide vs Boron Carbide
>> Mga timbangan ng tigas
>> Direktang paghahambing
● Mekanikal at pisikal na mga katangian
>> Density
>> Lakas
>> Mga katangian ng thermal
● Mga aplikasyon at gumamit ng mga kaso
>> Tungsten Carbide
>> Boron Carbide
● Mga pagsasaalang -alang sa paggawa at gastos
>> Produksiyon
>> Gastos
>> Machinability at pagproseso
● Mga limitasyon at hamon
>> Tungsten Carbide
>> Boron Carbide
● Mga pagsasaalang -alang sa kapaligiran at kaligtasan
>> Tungsten Carbide
>> Boron Carbide
● Hinaharap na mga uso sa mga superhard na materyales
● Visual na paghahambing
>> Talahanayan: Mga pangunahing pagkakaiba sa isang sulyap
● FAQ: Nangungunang 5 Mga Kaugnay na Katanungan
>> 1. Ano ang pangunahing bentahe ng boron carbide sa tungsten carbide?
>> 2. Bakit ginustong ang Tungsten Carbide para sa pagputol ng mga tool?
>> 3. Ang boron carbide ba ay mas malutong kaysa sa tungsten carbide?
>> 4. Maaari bang magamit ang alinman sa materyal para sa alahas?
>> 5. Aling materyal ang mas mahal, at bakit?
● Mga pagsipi:
Pagdating sa mga materyales na may mataas na pagganap na ginagamit sa pagputol ng mga tool, nakasuot, at pang-industriya na aplikasyon, Ang Tungsten Carbide at Boron Carbide ay dalawa sa mga kilalang pangalan. Parehong ipinagdiriwang para sa kanilang matinding tigas, ngunit alin ang tunay na mas mahirap? Ang komprehensibong artikulo na ito ay galugarin ang agham, mga katangian, aplikasyon, at mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawang super-material na ito, na tumutulong sa iyo na maunawaan kung alin ang mas mahirap at kung bakit mahalaga ito.
Panimula
Sa mga materyales sa engineering, ang katigasan ay isang kritikal na pag -aari na tumutukoy kung gaano kahusay ang isang sangkap na lumalaban sa pagpapapangit, pag -scrat, pagputol, o pag -abrasion. Ang Tungsten Carbide at Boron Carbide ay parehong mga non-oxide ceramics na nagtutulak sa mga hangganan ng kung ano ang posible sa mga tuntunin ng katigasan at tibay. Ngunit alin ang nakatayo bilang mas mahirap na materyal, at paano ito nakakaapekto sa kanilang mga real-world application?
Ang pag -unawa sa mga pagkakaiba sa pagitan ng mga materyales na ito ay mahalaga para sa mga industriya na mula sa pagmamanupaktura hanggang sa pagtatanggol. Ang artikulong ito ay hindi lamang ihahambing ang kanilang katigasan ngunit masusuklian din ang kanilang mas malawak na mga pag -aari, paggamit, mga limitasyon, at ang hinaharap ng mga materyales na superhard.
Ano ang Tungsten Carbide?
Ang Tungsten Carbide (WC) ay isang tambalan na binubuo ng pantay na bahagi tungsten at carbon atoms. Ito ay karaniwang ginawa sa pamamagitan ng metalurhiya ng pulbos at kilala para sa pambihirang tigas, mataas na density, at mahusay na paglaban sa pagsusuot. Ang Tungsten Carbide ay malawakang ginagamit sa:
- Mga tool sa pagputol (drill bits, saw blades)
- Mga abrasives
- Mga Bahagi ng Makinarya ng Pang -industriya
- Armor-Piercing Ammunition
- Alahas
Mga pangunahing katangian ng ng karbida na karbida
| pag -aari |
halaga/saklaw ng |
| Formula ng kemikal |
WC |
| Density |
~ 15 g/cm³ |
| Mohs tigas |
9.0 - 9.5 |
| Vickers tigas |
~ 2400 - 2600 hv |
| Knoop tigas |
~ 1670 |
| Nababanat na modulus |
530 - 700 GPA |
| Lakas ng compressive |
~ 4780 MPa |
| Fracture Toughness |
~ 12 MPa · m 1/2 |
| Natutunaw na punto |
2,870 ° C. |
Ano ang Boron Carbide?
Ang Boron Carbide (B₄C), na madalas na tinatawag na 'Black Diamond, ' ay isang ceramic material na binubuo ng boron at carbon. Ito ang pangatlong pinakamahirap na materyal na kilala, pagkatapos ng brilyante at cubic boron nitride. Ang Boron Carbide ay sikat sa:
- Labis na katigasan
- Mababang density
- Mataas na Neutron Pagsipsip (Nuclear Shielding)
- Katatagan ng kemikal
Kasama sa mga karaniwang aplikasyon:
- Magaan na Armor ng Katawan
- nakasasakit na pulbos at sumasabog na mga nozzle
- Nuclear Reactor Shielding
- Mga sangkap na lumalaban sa pagsusuot
Mga pangunahing katangian ng ng karbida ng boron
| pag -aari |
halaga/saklaw ng |
| Formula ng kemikal |
B₄c |
| Density |
2.1 - 2.7 g/cm³ |
| Mohs tigas |
9.5 - 9.75 |
| Vickers tigas |
~ 30 - 38 GPA (3000–3800 HV) |
| Knoop tigas |
2600 - 3200 |
| Nababanat na modulus |
240 - 460 GPA |
| Lakas ng compressive |
1710 - 2200 MPa |
| Fracture Toughness |
2.5 - 3.5 MPa · m 1/2 |
| Natutunaw na punto |
~ 2,450 ° C. |
Paghahambing ng katigasan: Tungsten Carbide vs Boron Carbide
Mga timbangan ng tigas
- MOHS Hardness: Sinusukat ang paglaban sa gasgas (scale ng 1–10).
- Vickers/Knoop Hardness: Sinusukat ang katigasan ng indentation (mas mataas na numero = mas mahirap).
Direktang Paghahambing
| ng Ari -arian |
Tungsten Carbide |
Boron Carbide |
| Mohs tigas |
9.0 - 9.5 |
9.5 - 9.75 |
| Vickers tigas |
~ 2400 - 2600 hv |
~ 30 - 38 GPA |
| Knoop tigas |
~ 1670 |
2600 - 3200 |
Ang Boron Carbide ay mas mahirap kaysa sa Tungsten Carbide sa bawat pangunahing sukat ng tigas. Nangangahulugan ito na ang boron carbide ay lumalaban sa scratching at indentation na mas mahusay, na ginagawang mas angkop para sa mga aplikasyon kung saan kinakailangan ang maximum na tigas.
Mekanikal at pisikal na mga katangian
Density
- Ang tungsten carbide ay mas madidilim (~ 15 g/cm³) kaysa sa boron carbide (2.1-2.7 g/cm³).
- Ginagawa nitong mainam ang tungsten carbide para sa mga aplikasyon kung saan kinakailangan ang masa at puwersa ng epekto, habang ang boron carbide ay ginustong para sa magaan na sandata.
Lakas
| ng Ari -arian |
Tungsten Carbide |
Boron Carbide |
| Lakas ng compressive |
4780 MPa |
1710–2200 MPa |
| Lakas ng flexural |
1830 MPa |
170–410 MPa |
| Fracture Toughness |
12 MPa · m 1/2 |
2.5-3.5 MPa · m 1/2 |
- Ang Tungsten Carbide ay mas mahirap at hindi gaanong malutong, na may mas mataas na compressive at flexural na lakas.
- Ang Boron Carbide ay mas malutong, na maaaring maging isang kawalan sa mga sitwasyon na may mataas na epekto.
Thermal Properties
| Property |
Tungsten Carbide |
Boron Carbide |
| Natutunaw na punto (° C) |
2,870 |
~ 2,450 |
| Thermal conductivity |
85 w/m · k |
31–90 w/m · k |
| Pagpapalawak ng thermal |
5.4 µm/m · k |
4.5–5.6 µm/m · k |
Ang parehong mga materyales ay lubos na refractory at matatag sa mataas na temperatura, ngunit ang tungsten carbide ay bahagyang mas lumalaban sa init.
Mga aplikasyon at gumamit ng mga kaso
Tungsten Carbide
- Mga tool sa pagputol: Mga Bits ng Drill, End Mills, Saw Blades, Mga Kasangkapan sa Pagmimina
- Magsuot ng mga bahagi: mga upuan ng balbula, nozzle, namatay, suntok
- Alahas: Mga singsing, pulseras, relo
- Mga bala: Armor-piercing rounds
Boron Carbide
- Armor ng Katawan: Magaan na Bulletproof Vests, Armor ng Sasakyan
- Mga abrasives: lapping at polishing pulbos
- Industriya ng Nuklear: Neutron Absorber sa Control Rods
- Mga nozzle: Sandblasting at pagputol ng jet ng tubig
Mga pagsasaalang -alang sa paggawa at gastos
Produksiyon
- Tungsten Carbide: Ginawa sa pamamagitan ng pulbos na metalurhiya, pagsasama -sama ng mga tungsten at pulbos na carbon, pagkatapos ay sumasayaw sa isang binder (madalas na kobalt).
- Boron Carbide: Ginawa ng Carbothermal Reduction ng boron oxide na may carbon sa mataas na temperatura.
Gastos
- Ang Tungsten Carbide ay karaniwang mas abot -kayang at malawak na magagamit dahil sa malawak na pang -industriya na paggamit nito.
- Ang Boron Carbide ay mas mahal, na sumasalamin sa mga dalubhasang aplikasyon at mas kumplikadong produksyon.
Machinability at pagproseso
- Ang Tungsten Carbide ay maaaring maging lupa at hugis ng mga tool ng brilyante, ngunit ang katigasan nito ay nagbibigay -daan para sa mas kumplikadong mga hugis at mas malalaking sangkap.
- Ang Boron Carbide ay lubos na mahirap sa makina at karaniwang nabuo sa mga simpleng hugis sa pamamagitan ng mainit na pagpindot o pagsasala.
Mga limitasyon at hamon
Tungsten Carbide
- madaling kapitan ng kaagnasan sa ilang mga kapaligiran, lalo na sa pagkakaroon ng mga acid.
- Ang mabibigat na timbang ay maaaring maging isang kawalan sa mga aplikasyon kung saan ang pag -aalala ng masa.
- Ang gastos ay maaaring maging makabuluhan para sa mga aplikasyon ng malakihan.
Boron Carbide
- Ang mataas na brittleness ay ginagawang madaling kapitan ng pagkabigo sa sakuna sa ilalim ng matalim na epekto.
- Mahirap sa makina dahil sa matinding tigas nito.
- Mahal upang makabuo, lalo na sa malaki o kumplikadong mga hugis.
Mga pagsasaalang -alang sa kapaligiran at kaligtasan
Tungsten Carbide
- Ang pagmimina at pagproseso ng tungsten ay maaaring magkaroon ng mga epekto sa kapaligiran, kabilang ang pagkasira ng tirahan at runoff ng kemikal.
- Ang mga cobalt binders na ginamit sa tungsten carbide ay maaaring magdulot ng mga panganib sa kalusugan kung inhaled bilang alikabok sa panahon ng pagmamanupaktura o paggiling.
- Pag -recycle: Ang Tungsten Carbide ay lubos na mai -recyclable, at ang mga programa sa pag -recycle ay karaniwan sa industriya ng tool.
Boron Carbide
- Ang produksiyon ay nangangailangan ng mataas na temperatura at pag -input ng enerhiya, na nag -aambag sa mga paglabas ng carbon.
- Ang paglanghap ng alikabok sa panahon ng pagproseso o pag -abrasion ay maaaring mapanganib, na nangangailangan ng wastong mga hakbang sa kaligtasan.
- Pagtatapon: Ang Boron Carbide ay chemically stable at hindi nakakalason, ngunit ang bakas ng paa nito ay makabuluhan.
Hinaharap na mga uso sa mga superhard na materyales
Ang paghahanap para sa kahit na mas mahirap, mas mahirap, at mas maraming nalalaman na mga materyales ay nagpapatuloy. Parehong tungsten carbide at boron carbide ay pinabuting sa pamamagitan ng:
- Nanostructuring: Ang paglikha ng mga materyales na may nano-scale na butil ay nagdaragdag ng katigasan at katigasan.
- Mga Composite: Pagsasama ng Boron Carbide o Tungsten Carbide na may mga metal o polimer upang mapahusay ang katigasan at mabawasan ang pagiging brittleness.
- Mga Coatings: Paglalapat ng manipis na mga layer ng mga superhard na materyales (tulad ng tulad ng brilyante) sa mga tool at nakasuot ng sandata para sa pinabuting pagganap.
Visual na paghahambing
Talahanayan: Mga pangunahing pagkakaiba sa isang
| tampok na sulyap |
na tungsten carbide |
boron carbide |
| Tigas |
Mataas |
Mas mataas |
| Density |
Napakataas |
Mababa |
| Toughness |
Mataas |
Mas mababa (malutong) |
| Gastos |
Katamtaman |
Mataas |
| Pangunahing paggamit |
Mga tool sa pagputol/pagsusuot |
Armor, abrasives |
| Katatagan ng thermal |
Mahusay |
Mahusay |
Ang Boron Carbide ay mas mahirap kaysa sa Tungsten Carbide, tulad ng ebidensya ng mga mahusay na marka nito sa mga kaliskis ng Mohs, Vickers, at Knoop Hardness. Gayunpaman, ang tungsten carbide ay mas mahirap at mas matindi, na ginagawang mas angkop para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng parehong katigasan at paglaban sa epekto o pagpapapangit.
- Piliin ang Boron Carbide para sa maximum na katigasan at magaan na proteksyon (halimbawa, Armor ng katawan, abrasives).
- Piliin ang Tungsten Carbide para sa pagputol ng mga tool, mga bahagi ng pang -industriya, at mga aplikasyon kung saan kritikal ang katigasan at density.
Ang bawat materyal ay higit sa iba't ibang mga tungkulin, at ang pagpili ay nakasalalay sa mga tiyak na kinakailangan ng iyong aplikasyon. Tulad ng pagsulong ng teknolohiya, ang mga hangganan sa pagitan ng mga materyales na ito ay maaaring lumabo, na may mga bagong composite at mga diskarte sa pagproseso na nag -aalok ng mas malaking pagganap.
FAQ: Nangungunang 5 Mga Kaugnay na Katanungan
1. Ano ang pangunahing bentahe ng boron carbide sa tungsten carbide?
Ang Boron Carbide ay makabuluhang mas mahirap at mas magaan kaysa sa Tungsten Carbide, na ginagawang perpekto para sa magaan na sandata at mga high-wear na aplikasyon kung saan ang timbang ay isang pag-aalala.
2. Bakit ginustong ang Tungsten Carbide para sa pagputol ng mga tool?
Nag -aalok ang Tungsten Carbide ng isang kumbinasyon ng mataas na tigas, katigasan, at density, na nagpapahintulot na mapaglabanan ang matinding puwersa at temperatura na nakatagpo sa mga operasyon sa pagputol at machining.
3. Ang boron carbide ba ay mas malutong kaysa sa tungsten carbide?
Oo, ang boron carbide ay mas malutong, nangangahulugang mas malamang na bali sa ilalim ng epekto o pag -load ng pagkabigla kumpara sa tungsten carbide, na mas mahirap at maaaring sumipsip ng mas maraming enerhiya bago masira.
4. Maaari bang magamit ang alinman sa materyal para sa alahas?
Ang Tungsten carbide ay karaniwang ginagamit sa alahas dahil sa kaakit -akit na metal na kinang, paglaban sa gasgas, at mga katangian ng hypoallergenic. Ang Boron Carbide ay hindi karaniwang ginagamit para sa alahas dahil sa ceramic na kalikasan at brittleness.
5. Aling materyal ang mas mahal, at bakit?
Ang Boron Carbide sa pangkalahatan ay mas mahal kaysa sa Tungsten Carbide dahil sa mga dalubhasang aplikasyon, mas mataas na gastos sa produksyon, at ang pagiging kumplikado ng proseso ng pagmamanupaktura nito.
Mga pagsipi:
[1] https://www.makeitfrom.com/compare/boron-carbide-b4c/tungsten-carbide-wc
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/boron_carbide
[4] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/
[5] https://www.retopz.com/57-frequently-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[6] https://www.
[7] https://precision-ceramics.com/materials/boron-carbide/
[8] https://www.difference.wiki/tungsten-carbide-vs-boron-carbide/
[9] https://anamma.com.br/en/tungsten-carbide-vs-boron-carbide/
[10] https://www.carbide-part.com/blog/tungsten-carbide-hardness-vs-diamond/
[11] https://www.samaterials.com/carbides-used-in-s-ardfacing-applications.html
[12] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0043164895068864
.
[14] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide
[15] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide
[16] http://www.nicrotec.com/welding-consumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html?c=1&g=13
[17] https://www.azom.com/article.aspx?articleid=5809
.
[19] https://insaco.mystagingwebsite.com/material/boron-carbide/
[20] https://www.linkedin.com/pulse/questions-composite-materials-tungsten-carbide-fhijin-lei
[21] https://www.imim.pl/files/archiwum/vol2_2020/05.pdf
[22] https://www
[23] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[24] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[25] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[26] https://www.
[27] https://www.nature.com/articles/ncomms2047
[28] https://www.thermalspray.com/questions-tungsten-carbide/
