Ինչ-որ բան ավելի բարձր հալման կետ ունի, քան վոլֆրամի կարբիդը:

Բովանդակության մենյու

● Հասկանալով հալման կետերը

● Նյութեր `ավելի բարձր հալման կետերով

>> 1-ը: Վոլֆրամ

>> 2-ը: Ածխածնի

>> 3: Tantalum hafnium կարբիդ

● Համեմատելով հատկությունները

● Բարձր հալման կետերի դիմումներ

>> Վոլֆրամի կարբիդային ծրագրեր

>> Վոլֆրամի դիմումներ

>> Ածխածնի դիմումներ

>> Tantalum hafnium carbide ծրագրեր

● Արդյունաբերության մեջ բարձր հալման կետերի կարեւորությունը

>> Ավիատիեզերական եւ տիեզերական ուսումնասիրություններ

>> Արտադրություն եւ մետաղամշակում

>> Էներգետիկ ոլորտ

>> Պաշտպանություն եւ զրահ

● Մարտահրավերներ բարձր հալման կետերի հետ աշխատելու հարցում

● Ապագա զարգացումները

● Եզրափակում

● ՀՏՀ

>> 1. Որն է վոլֆրամի կարբիդի հալման կետը:

>> 2. Ինչպես է վոլֆրամի կարբիդի կարծրությունը համեմատվում այլ նյութերի հետ:

>> 3. Որոնք են վոլֆրամի կարբիդի հիմնական դիմումները:

>> 4. Ինչպես է սովորաբար արտադրվում վոլֆրամի կարբիդը:

>> 5. Կան առողջության խնդիրներ, որոնք կապված են վոլֆրամի կարբիդի հետ աշխատելու հետ:

● Մեջբերումներ.

Վոլֆրամի կարբիդը հայտնի է իր բացառիկ կարծրությամբ եւ բարձր հալման կետով, այն դարձնելով այնպիսի կարեւոր նյութեր `արդյունաբերական տարբեր ծրագրերում: Այնուամենայնիվ, երբ խոսքը վերաբերում է հալման կետերին, իսկապես կան նյութեր, որոնք գերազանցում են վոլֆրամի կարբիդ : Այս հոդվածը կքննարկի բարձր ջերմաստիճանի նյութերի աշխարհը, ինչը վոլֆրամը կարբիդը համեմատելով այլ նյութերի հետ նույնիսկ ավելի բարձր հալման կետերով եւ քննարկելով նրանց դիմումները եւ հատկությունները:

Հասկանալով հալման կետերը

Համեմատության մեջ դնելուց առաջ անհրաժեշտ է հասկանալ, թե որն է հալման կետը եւ ինչու է դա կարեւոր: Մի նյութի հալման կետը ջերմաստիճանն է, որով այն անցում է ամուր դեպի հեղուկ պետություն ստանդարտ մթնոլորտային ճնշման տակ: Այս գույքը շատ կարեւոր է բարձր ջերմաստիճանի կիրառման համար նյութի համապատասխանությունը որոշելու համար:

Վոլֆրամի կարբիդը, վոլֆրամի եւ ածխածնի մի մասը, ունի մոտավորապես 2,870 ° C (5,198 ° F) զգալիորեն բարձր հալման կետ [3] [5]: Այս տպավորիչ ջերմային դիմադրությունը այն արժեքավոր է դարձնում տարբեր արդյունաբերություններում, գործիքներ կտրելով օդատիեզերական բաղադրիչներին: Այնուամենայնիվ, մի քանի այլ նյութեր գերազանցում են ջերմաստիճանի այս շեմն:

Նյութեր `ավելի բարձր հալման կետերով

1-ը: Վոլֆրամ

Հետաքրքիր է, որ մաքուր վոլֆրամը, վոլֆրամի կարբիդի բաղկացուցիչ տարրերից մեկը, ունի ավելի բարձր հալման կետ, քան բարդը: Վոլֆրամը հալվում է ապշեցուցիչ 3,422 ° C (6,192 ° F) [9]: Սա այն դարձնում է մետաղը հալման ամենաբարձր կետով եւ հայտնի ջերմակայուն նյութերից մեկը, որը հայտնի է:

2-ը: Ածխածնի

Ածխածինը, իր գրաֆիտի ձեւով, չի հալվում, բայց փոխարենը Sublimes ուղղակիորեն ամուր է գազից մինչեւ 3,642 ° C ջերմաստիճանում (6,588 ° F): Այս գույքը ածխածնի վրա հիմնված նյութերը կարեւորում է ծայրահեղ բարձր ջերմաստիճանի ծրագրերում:

3: Tantalum hafnium կարբիդ

Tantalum Hafnium Carbide (TA4HFC5) գրառումը պահում է ցանկացած նյութի ամենաբարձր հալման կետի համար, որը գտնվում է մոտավորապես 4,215 ° C (7,619 ° F) հալման կետով: Այս ծայրահեղ բարձր ջերմաստիճանի կերամիկական բաղադրությունը ցուցադրում է ինժեներական նյութերի ներուժը `ծայրահեղ պայմաններին դիմակայելու համար:

Համեմատելով հատկությունները

Մինչ հալման կետը վճռական գործոն է, դա միակ գույք չէ, որը որոշում է նյութի օգտակարությունը բարձր ջերմաստիճանի ծրագրերում: Եկեք համեմատենք այս նյութերի որոշ հիմնական հատկությունները.

Գույքի	վոլֆրամի կարբիդ	վոլֆրամի	ածխածնի (գրաֆիտ)	Tantalum Hafnium կարբիդ
Հալման կետ (° C)	2,870	3,422	3,642 (սուբլիմացիա)	4,215
ԿԱՐԳԱՎԻԱԿ (MOHS մասշտաբ)	9.0-9.5	7.5-8	1-2	9
Խտություն (G / CM⊃3;)	15.6-15.8	19.3	2.2	14.5

Այս համեմատությունը կարեւորում է, որ մինչ որոշ նյութեր կարող են ունենալ ավելի բարձր հալման կետեր, վոլֆրամի կարբիդը առաջարկում է բարձր հալման կետի, ծայրահեղ կարծրության եւ բարձր խտության եզակի համադրություն:

Բարձր հալման կետերի դիմումներ

Այս նյութերի բացառիկ ջերմային հատկությունները դրանք հարմար են դարձնում բարձր ջերմաստիճանի կիրառման լայն տեսականի.

Վոլֆրամի կարբիդային ծրագրեր

1. Կտրող գործիքներ. Վոլֆրամի կարբիդը լայնորեն օգտագործվում է արտադրության գործիքներ, փորվածքներ եւ ֆրեզերային դանակներ, դրա կարծրության եւ մաշկի դիմադրության պատճառով [6]:

2. Ավիատիեզերական բաղադրիչներ. Դրա բարձր հալման կետն ու ուժը այն հարմար են ռեակտիվ շարժիչի բաղադրիչների եւ այլ օդատիեզերական կիրառությունների համար [2]:

3. Հանքարդյունաբերություն եւ շինարարություն. Վոլֆրամի կարբիդային խորհուրդները օգտագործվում են հանքարդյունաբերական սարքավորումների եւ շինարարական գործիքների մեջ `կոշտ պայմաններին դիմակայելու համար [4]:

4: Զենք ու զրահ-պիրսինգ զինամթերք. Դրա բարձր խտությունն ու կարծրությունը արդյունավետ են դարձնում ներթափանցող զրահ [3]:

Վոլֆրամի դիմումներ

1: Կեղտություններ. Մաքուր վոլֆրամը օգտագործվում է լամպի լամպի թելերով եւ էլեկտրոնային խողովակներով `իր բարձր հալման կետի եւ էլեկտրական հաղորդունակության պատճառով:

2. Եռակցման էլեկտրոդներ. Վոլֆրամի էլեկտրոդներն օգտագործվում են TIG (վոլֆրամի իներտ գազի) եռակցման մեջ `իրենց բարձր ջերմային դիմադրության համար:

3. He երմային վահաններ. Վոլֆրամը օգտագործվում է տիեզերանավերի եւ բարձր ջերմաստիճանի արդյունաբերական գործընթացների համար ջերմային վահաններում:

Ածխածնի դիմումներ

1. Հրթիռային վարդակներ. Ածխածնի ածխածնի կոմպոզիտներ օգտագործվում են հրթիռային վարդակների մեջ `ծայրահեղ ջերմաստիճաններին դիմակայելու ունակության պատճառով:

2. Վառարանների ծածկույթներ. Բարձր ջերմաստիճանի վառարաններ հաճախ օգտագործում են գրաֆիտի ծածկույթներ:

3. Միջուկային ռեակտոր. Ածխածինը օգտագործվում է որպես միջնորդ միջուկային ռեակտորների որոշ տեսակների, նրա բարձր ջերմաստիճանի կայունության պատճառով:

Tantalum hafnium carbide ծրագրեր

1: Հիպերսոնիկ տրանսպորտային միջոցներ. Դրա ծայրահեղ բարձր հալման կետը այն դարձնում է հավանական նյութ `հիպերսոնիկ ինքնաթիռների առաջատար եզրերի համար:

2. Միջուկային ռեակտորի բաղադրիչները. Այն կարող է օգտագործվել հաջորդ սերնդի միջուկային ռեակտորներում, որոնք գործում են ավելի բարձր ջերմաստիճանում:

3. Ther երմային պաշտպանության համակարգեր. Տիեզերական տրանսպորտային միջոցների առաջադեմ ջերմային պաշտպանության առաջադեմ համակարգերում հնարավոր օգտագործումը:

Արդյունաբերության մեջ բարձր հալման կետերի կարեւորությունը

Ավելի բարձր հալման կետ ունեցող նյութերի որոնումը պայմանավորված է տարբեր ոլորտների պահանջներով, որոնք մղում են ծայրահեղ միջավայրում հնարավորիններից: Ահա մի քանի հիմնական ոլորտներ, որտեղ մեծ հալման կետերը շատ կարեւոր են.

Ավիատիեզերական եւ տիեզերական ուսումնասիրություններ

Ավիատիեզերական արդյունաբերության մեջ նյութերը, որոնք կարող են դիմակայել ծայրահեղ ջերմաստիճաններին, անհրաժեշտ է.

- Jet Engine բաղադրիչներ

- հրթիռային վարդակներ

- ջերմային վահաններ տիեզերանավի վերաիմաստանցի համար

Ավելի բարձր ջերմաստիճանում աշխատելու ունակությունը թույլ է տալիս ավելի արդյունավետ շարժիչներ եւ ավելի լավ պաշտպանություն մթնոլորտային վերաիմաստանցի ընթացքում տիեզերանավի համար:

Արտադրություն եւ մետաղամշակում

Վոլֆրամի կարբիդի նման բարձր հալման կետերը անգնահատելի են արտադրության մեջ,

- կոշտ նյութեր մշակելու գործիքներ

- Մահանում եւ բորբոսներ մետաղի ձեւավորման համար

- Հագուստի դիմացկուն ծածկույթներ

Այս նյութերը թույլ են տալիս ավելի արագ մշակման արագություն, ավելի երկար գործիքներ եւ ավելի ծանր նյութերով աշխատելու ունակություն:

Էներգետիկ ոլորտ

Էլեկտրաէներգիայի արտադրության եւ էներգիայի ուսումնասիրության մեջ նյութեր, որոնք կարող են դիմակայել բարձր ջերմաստիճաններին, շատ կարեւոր է.

- Միջուկային ռեակտորի բաղադրիչները

- փորել բիտերը խորը Երկրի հորատման համար

- բարձր ջերմաստիճանի գազի տուրբիններ

Ավելի բարձր ջերմաստիճանում գործելու ունակությունը կարող է հանգեցնել ավելի արդյունավետ էներգիայի արտադրության եւ ավելի խորը էներգետիկ ռեսուրսների հասանելիության ունակության:

Պաշտպանություն եւ զրահ

Բարձր հալման բարձր կետերով եւ խտությամբ նյութեր, ինչպիսիք են վոլֆրամի կարբիդը, օգտագործվում են.

- զրահարդյունավետ զինամթերք

- Տրանսպորտային միջոցների զրահ

- պաշտպանիչ սարքավորումներ

Այս նյութերը ապահովում են ուժեղացված պաշտպանության եւ ներթափանցման հնարավորություններ ռազմական ծրագրերում:

Մարտահրավերներ բարձր հալման կետերի հետ աշխատելու հարցում

Չնայած չափազանց բարձր հալման կետերով նյութերը նշանակալի առավելություններ են առաջարկում, նրանք նաեւ ներկայացնում են յուրահատուկ մարտահրավերներ արտադրության եւ կիրառման ոլորտում.

1: Կեղծագործության դժվարություններ. Այս նյութերի ձեւավորումը եւ ձեւավորումը հաճախ պահանջում են մասնագիտացված տեխնիկա, ինչպիսիք են փոշու մետալուրգիան կամ առաջադեմ sintering գործընթացները:

2-ը: Արժեք. Շատ բարձր հալման կետային նյութեր ավելի հազվադեպ են կամ դժվար է մշակել, դրանք թանկ դարձնելով:

3. Բարակություն. Ուլտրա բարձրորակ ջերմաստիճանի որոշ նյութեր կարող են լինել փխրուն, սահմանափակելով դրանց օգտագործումը որոշակի ծրագրերում:

4. Օքսիդացում. Շատ բարձր հալման կետային նյութեր ենթակա են բարձրորակ ջերմաստիճանում օքսիդացման, որոնք պահանջում են պաշտպանիչ ծածկույթներ կամ իներտ մթնոլորտներ:

5. Ther երմային ցնցում. Արագ ջերմաստիճանի փոփոխությունները կարող են առաջացնել ճեղքման կամ ձախողման որոշ մեծ հալման կետերում:

Ապագա զարգացումները

Ուլտրա բարձրորակ ջերմաստիճանի նյութերի ուսումնասիրությունը շարունակվում է, գիտնականներն ու ինժեներները ուսումնասիրող նոր միացություններ եւ կոմպոզիտներ, որոնք կարող են ավելի առաջ մղել ջերմային դիմադրության սահմանները: Ընթացիկ հետազոտությունների որոշ ոլորտներ ներառում են.

1. Վեպի կարբիդներ եւ բորիդներ. Ընտրելով տարրերի նոր համադրությունների `միացություններ ստեղծելու համար նույնիսկ ավելի բարձր հալման կետերով:

2. Կերամիկական մատրիցային կոմպոզիտներ. Մշակումներ, որոնք համատեղում են կերամիկայի բարձր ջերմաստիճանի դիմադրությունը բարելավված կոշտությամբ:

3: Նանոմ նյութեր. Հետաքննություն, թե ինչպես նանոստուկցիաները կարող են ազդել եւ հնարավոր բարելավել նյութերի ջերմային հատկությունները:

4. Հավելանյութի արտադրություն. Կատարելուց 3D տպագրական ցուցափեղկերային բարձրորակ ջերմաստիճանային նյութեր `բարդ երկրաչափությունների համար:

Եզրափակում

Մինչ վոլֆրամի կարբիդը հպարտանում է 2,870 ° C տպավորիչ հալման կետով, մի քանի նյութեր իսկապես գերազանցում են այն այս առումով: Մաքուր վոլֆրամի, ածխածնի եւ տանտալայի հաֆնիի կարբիդ Բոլորն ունեն ավելի բարձր հալման կամ սուբլիմացիոն կետեր: Այնուամենայնիվ, շատ կարեւոր է հիշել, որ հալման կետը պարզապես շատ հատկություններից է, որոնք որոշում են նյութի համապատասխանությունը հատուկ դիմումների համար:

Վոլֆրամի կարբիդը շարունակում է մնալ անգնահատելի նյութեր տարբեր արդյունաբերություններում `բարձր հալման կետի, ծայրահեղ կարծրության եւ բարձր խտության յուրահատուկ համադրության պատճառով: Ուլտրա բարձրորակ ջերմաստիճանի նյութերի շարունակական հետազոտությունը խոստանում է մղել այն սահմանները, թե ինչ հնարավոր է ծայրահեղ միջավայրերում, հնարավոր է հեղափոխական արդյունաբերություններ օդաչումից մինչեւ էներգիայի արտադրությունը:

Երբ մենք շարունակում ենք ուսումնասիրել եւ զարգացնել նոր նյութեր, վոլֆրամի կարբիդից եւ այլ բարձր հալման կետերից ստացված դասերը, անկասկած, կարեւոր դեր կխաղան առաջադեմ նյութերի գիտության ապագայի ձեւավորման գործում:

ՀՏՀ

1. Որն է վոլֆրամի կարբիդի հալման կետը:

Վոլֆրամի կարբիդը ունի մոտավորապես 2,870 ° C (5,198 ° F) հալման կետ [3] [5]: Հալման այս բարձր կետը նպաստում է իր գերազանց ջերմային կայունությանը եւ այն հարմար է դարձնում բարձր ջերմաստիճանի տարբեր ծրագրերի համար:

2. Ինչպես է վոլֆրամի կարբիդի կարծրությունը համեմատվում այլ նյութերի հետ:

Վոլֆրամի կարբիդը բացառապես ծանր է, Mohs- ի սանդղակի վրա 9.0-9.5 դասակարգելով [3]: Սա այն տեղադրում է ադամանդի տակ, կարծրության առումով `այն դարձնելով ամենադժվար հայտնի նյութերից մեկը: Դրա ծայրահեղ կարծրությունը նպաստում է գործիքների եւ հագնելու դիմացկուն դիմումների:

3. Որոնք են վոլֆրամի կարբիդի հիմնական դիմումները:

Վոլֆրամի կարբիդը հայտեր է գտնում տարբեր արդյունաբերություններում, ներառյալ.

- գործիքներ տեղափոխելու համար

- Հանքարդյունաբերության եւ շինարարական սարքավորումներ

- Ավիատիեզերական բաղադրիչներ

- զրահարդյունավետ զինամթերք

- Արդյունաբերական մեքենաներում հագնում դիմացկուն մասեր [2] [4] [6]

4. Ինչպես է սովորաբար արտադրվում վոլֆրամի կարբիդը:

Վոլֆրամի կարբիդը սովորաբար արտադրվում է այնպիսի գործընթացի միջոցով, որը կոչվում է sintering: Սա ներառում է.

1. Վոլֆթենի եւ ածխածնի փոշիների խառնուրդը

2-ը: Խառնուրդը սեղմելով ցանկալի ձեւի մեջ

3. Հռոմատիվ ձեւը ջեռուցում է 1400-1600 ° C ջերմաստիճանի չափով նվազեցնող մթնոլորտում

4. Հաճախ, փոքր քանակությամբ կոբալտը ավելացվում է որպես կապիչ `կոշտությունը բարելավելու համար [2]

5. Կան առողջության խնդիրներ, որոնք կապված են վոլֆրամի կարբիդի հետ աշխատելու հետ:

Մինչ վոլֆրամի կարբիդը ինքնին համեմատաբար իներտ է, կարող են լինել առողջության խնդիրներ, կապված դրա արտադրության եւ մշակման հետ.

- արտադրության կամ մանրացման ընթացքում վոլֆրամի կարբիդի փոշու ինհալացիա կարող է առաջացնել թոքերի խնդիրներ

- վոլֆրամի կարբիդում որպես կապիչ օգտագործվող կոբալտը կարող է առաջացնել ալերգիկ ռեակցիաներ որոշ անհատների մեջ

- Անվտանգության պատշաճ միջոցներ, ներառյալ փոշու հսկիչ եւ անձնական պաշտպանիչ սարքավորումներ, պետք է օգտագործվեն վոլֆրամի կարբիդի հետ աշխատելիս [3]

Մեջբերումներ.

[1] https://www.reddit.com/r/asksciest/comments/2sgker/tungsten_carbide_has_the_highest_known_melting/

[2] https://www.refortmetal.org/tungsten-carbide-es-properties.html

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide

[4] https://www.tungco.com/insights/blog/5-Tungsten-carbide-applications/

[5] https://www.aemmetal.com/news/tungsten-carbide-vs-titanium.html

[6] https://www.sollex.se/en/blog/post/abor-cemented-tungsten-carbide-carblications-art-1

[7] https://touchwood.biz/blogs/southafrica/what-is-the-differ-beven-ture-tungsten-and-tungsten-carbide

[8] https://eurobalt.net/blog/2022/03/28/all-t-applications-of-tungsten-carbide/

[9] https://shop.machinemfg.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-key-differences/