Որն է ավելի դժվար բորոն նիտրիդը կամ վոլֆրամի կարբիդը:

Բովանդակության մենյու

● Հասկանալով Բորոն նիտրիդը

>> Բորոնի նիտրիդի ձեւերը

>> Կուբիկ բորոնի նիտրիդի կարծրությունն ու հատկությունները

>> Ther երմային եւ էլեկտրական հատկություններ

● Հասկանալով վոլֆրամի կարբիդը

>> Կոշտություն եւ մեխանիկական հատկություններ

>> Ther երմային եւ քիմիական կայունություն

● Բյուրեղային մանրամասն կառուցվածքներ եւ կապում

● Ընդլայնված արդյունաբերական եւ տեխնոլոգիական ծրագրեր

● Բնապահպանական եւ տնտեսական նկատառումներ

● Ապագա հետազոտություններ եւ զարգացումներ

● Մեխանիկական հատկություններ եւ կատարողական տարբեր պայմաններում

● Հիմնական տարբերությունների ամփոփում

● Եզրափակում

● Հաճախակի տրվող հարցեր (FAQ)

>> 1. Որն է Բորոնի նիտրիդի եւ վոլֆրամի կարբիդի հիմնական տարբերությունը կարծրության առումով:

>> 2. Կարող է վոլֆրամի կարբիդը լինել ավելի դժվար, քան ցանկացած պայմաններում բորոն նիտրիդը:

>> 3: Ինչու է խորանարդ բորոն նիտրիդը նախընտրում վոլֆրամի կարբիդից `կարծրացած պողպատները կտրելու համար:

>> 4. Արդյոք վոլֆրամի կարբիդը ավելի էժան է, քան խորանարդ բորը նիտրիդ:

>> 5. Կուբիկ Բորոն նիտրիդից բացի բոյե նիտրի այլ ձեւեր կան:

Երբ խոսքը վերաբերում է արդյունաբերական ծրագրերում օգտագործվող գերհագեցման նյութերին, ինչպիսիք են կտրող գործիքները, հղկող նյութերը եւ հագնում դիմացկուն մասերը, ինչպես Boron Nitride, այնպես էլ Boron Nitride, եւ Վոլֆրամի կարբիդը լավագույն մրցակիցների շարքում է: Այնուամենայնիվ, դրանք զգալիորեն տարբերվում են իրենց բյուրեղային կառույցներում, կարծրություն, ջերմային կայունություն եւ բնորոշ օգտագործման մեջ: Այս հոդվածը ուսումնասիրում է Բորոնի նիտրիդի (հատկապես խորանարդ բորոնի նիտրիդի) կարծրությունն ու այլ համապատասխան հատկությունները, համեմատելով նրանց ուժեղ եւ թույլ կողմերը `պատասխանելու հարցին. Որն է ավելի դժվար, բորոն նիտրիդ կամ վոլֆրամի կարբիդ:

Հասկանալով Բորոն նիտրիդը

Boron Nitride- ը (BN) միացություն է, որը պատրաստված է բորոնի եւ ազոտի ատոմներից, որոնք առկա են մի քանի բյուրեղային ձեւերով, որոնք ցուցադրում են շատ տարբեր հատկություններ:

Բորոնի նիտրիդի ձեւերը

- Վեցանկյուն Boron Nitride (H-BN). Կառուցվածքի գրաֆիտին նման է, այն փափուկ եւ ավելի էական է ուժեղ կովալենտային պարտատոմսերով շերտերի մեջ, բայց շերտերի միջեւ թույլ կապակցությամբ:

- Cubic Boron Nitride (C-BN). Ունի ադամանդի նման խորանարդ բյուրեղային կառուցվածք, այն չափազանց ծանր եւ ջերմորեն կայուն դարձնելով:

- Wurtzite Boron Nitride (W-BN). Վեցանկյուն ձեւ, որը կառուցվածքով նման է Lonsdaleite- ին (վեցանկյուն ադամանդ), կոշտությամբ գերազանցող ադամանդը:

Կուբիկ բորոնի նիտրիդի կարծրությունն ու հատկությունները

Կուբիկ Բորոն նիտրիդը ադամանդից հետո հայտնի երկրորդ ամենադժվար նյութն է, որի մեջ մկանները կարծրություն ունեն մոտավորապես 9,5-ից մինչեւ 10: CBN- ը նաեւ քիմիապես կայուն է եւ պահպանում է իր կարծրությունը բարձր ջերմաստիճանում, ինչը իդեալական է դարձնում կարծրացած պողպատից եւ հղկող միջավայրերը կտրելու համար:

CBN- ի կարծրությունը բխում է խորանարդ վանդակավորության մեջ իր ուժեղ կովալենտային կապակցությունից, որը նման է ադամանդի, բայց ավելի լավ ջերմային եւ քիմիական կայունությամբ `գունավոր նյութերի մշակման ժամանակ: Նանոմետր չափսի ձավարեղենով պոլիկրիստալու C-BN- ը կարող է ցուցադրել կարծրություն, համեմատելի ադամանդի համեմատ:

Ther երմային եւ էլեկտրական հատկություններ

Բորոնի նիտրիդը, հատկապես C-BN- ն ունի գերազանց ջերմային հաղորդունակություն էլեկտրական մեկուսիչների շրջանում եւ կարող է դիմակայել շատ բարձր ջերմաստիճաններին (մինչեւ 2350 ° C մեխանիկական): Այն նաեւ ցուցադրում է լայն ժապավենի բացը կիսահաղորդչային հատկություններ, լարման տակ ուլտրամանուշակագույն լույս արտանետելով, ինչը դիմումներ է բացում կարծրությունից, ինչպես նաեւ LED- ները եւ լազերները:

Հասկանալով վոլֆրամի կարբիդը

Վոլֆրամի կարբիդը (WC) վոլֆրամի եւ ածխածնի ատոմների միացություն է վեցանկյուն բյուրեղային վանդակավոր վիճակում: Այն լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերական մեքենաներում, կտրող գործիքների, հանքարդյունաբերության եւ մաշկի վրա, իր բարձր կարծրության եւ կոշտության պատճառով:

Կոշտություն եւ մեխանիկական հատկություններ

Վոլֆրամի կարբիդը Mohs կարծրություն ունի շուրջ 9-ից 9,5 եւ ավելի կոշտության կարծրություն մոտավորապես 2400 HV: Այն չափազանց թունդ է, որի 530-ից 700 ԳՊԱ-ի միջեւ երիտասարդի մոդուլը պողպատից երեք անգամ էլ պողպատ է: Դրա խտությունը բարձր է (~ 15 գ / սմ 3;), նպաստելով դրա կայունությանը:

WC- ն կոշտ է եւ կարող է ընկղմվել կոբալտային կապակցիչներով `կոտրվածքների կոշտությունը բարելավելու, կարծրության հավասարակշռումը եւ փչացումը: Դա ավելի դժվար է, քան steels եւ կերամիկաներից շատերը, բայց դեռ ավելի մեղմ, քան խորանարդ բորը նիտրիդ:

Ther երմային եւ քիմիական կայունություն

WC- ն ունի բարձր հալման կետ (2780 ° C) եւ լավ ջերմային հաղորդունակություն (110 վ / մ · Կ): Այնուամենայնիվ, այն օքսիդացնում է, սկսած 500-600 ° C- ից եւ քայքայվում է շատ բարձր ջերմաստիճանում: Այն քիմիապես կայուն է բազմաթիվ թթուների դեմ, բայց կարող է հարձակվել հիդրոֆլորաթթվի եւ ազոտաթթվի նման խառնուրդների վրա:

Բյուրեղային մանրամասն կառուցվածքներ եւ կապում

Խաբե բորոնի նիտրիդի (C-BN) եւ վոլֆրամի կարբիդի (WC) բացառիկ կարծրությունը կարող են վերագրվել իրենց եզակի բյուրեղային կառույցներին եւ այս կառույցներում ատոմային կապի բնույթին:

- Կուբիկ Boron Nitride. Ընդունում է ադամանդի նման ցինկ-բլենդե բյուրեղային կառուցվածք, որտեղ յուրաքանչյուր բորոն ատոմը համակարգվում է չորս ազոտային ատոմների եւ հակառակը: Այս ուժեղ Covalent Bonding ցանցը հանգեցնում է կոշտ վանդակավորության, որը դիմում է դեֆորմացիան: C-BN- ի ուժեղ ուղղորդված պարտատոմսերը նպաստում են դրա բարձր կարծրության եւ ջերմային կայունության:

- Վոլֆրամի կարբիդ. Բյուրեղացնել վեցանկյուն փակված կառուցվածքում, որտեղ սերտորեն փաթեթավորված են վոլֆրամի եւ ածխածնի ատոմները: WC- ում կապելը կովալենտի, մետաղական եւ իոնային բնույթի խառնուրդ է, որն ապահովում է հավասարակշռություն կարծրության եւ կոշտության միջեւ: Մետաղական կապի բաղադրիչը թույլ է տալիս որոշակի աստիճանի պլաստիկ դեֆորմացիա, ինչը ուժեղացնում է կոշտությունը `համեմատած C-BN- ի զուտ կովալենտային նյութերի հետ:

Ընդլայնված արդյունաբերական եւ տեխնոլոգիական ծրագրեր

Կտրող գործիքներից եւ հղումներից այն կողմ, եւ Boron Nitride- ը եւ Tungsten Carbide- ը օգտագործում են տարբեր առաջադեմ տեխնոլոգիական ոլորտներում:

- Կուբիկ Բորոն նիտրիդ. Օգտագործվում է բարձրորակ ծածկույթներով օդատիեզերական բաղադրիչների համար `օքսիդացման եւ ջերմային քայքայման իր դիմադրության պատճառով: Այն նաեւ աշխատում է էլեկտրոնային սարքերում `որպես ենթաշերտ նյութ` բարձր էներգիայի, բարձր հաճախականության կիսահաղորդիչների համար `իր գերազանց ջերմային հաղորդունակության եւ էլեկտրական մեկուսացման հատկությունների պատճառով: Բացի այդ, C-BN- ն օգտագործվում է ճշգրիտ մանրացնող անիվների եւ փայլեցնող ծրագրերում, որտեղ պահանջվում է ծայրահեղ կարծրություն:

- Վոլֆրամի կարբիդ. Լայնորեն օգտագործվում է հանքարդյունաբերության գործիքներ, փորված բիթեր եւ հագնում դիմացկուն ծածկույթներ: Դրա կոշտությունն այն հարմար է դարձնում ազդեցության եւ քայքայման ներգրավման դիմումների համար: Բացի այդ, WC- ն օգտագործվում է զարդերի մեջ, որպես դիմացկուն եւ քերծվածքային նյութ օղակների եւ ժամացույցների համար: Այն նաեւ ծառայում է մետաղի ձեւավորման եւ արտանետման մեռնում, որտեղ դրա հագուստի դիմադրությունը երկարացնում է գործիքային կյանքը:

Բնապահպանական եւ տնտեսական նկատառումներ

Երկու նյութերի արտադրությունը ներառում է էներգետիկ ինտենսիվ գործընթացներ:

- Կուբիկ բորը նիտրիդ. Սինթեզը, որպես կանոն, պահանջում է բարձր ճնշում, բարձր ջերմաստիճանի (HPHT) մեթոդներ, որոնք սպառում են զգալի էներգիա եւ պահանջում են մասնագիտացված սարքավորումներ: Արտադրության բարդությունը նպաստում է դրա ավելի բարձր ծախսերի եւ սահմանափակ մատչելիության:

- Վոլֆրամի կարբիդ. Արտադրությունը ներառում է վոլֆրամի եւ ածխածնի փոշիներ, ինչը պակաս էներգիա է, բայց դեռ պահանջում է զգույշ վերահսկողություն պայմանների համար: WC- ն ավելի մատչելի եւ լայնորեն մատչելի է, այն դարձնելով ընտրության նյութեր `արդյունաբերական բազմաթիվ ծրագրերի համար:

Բնապահպանական տեսանկյունից, վոլֆրամի եւ բորոնի ռեսուրսների վերամշակումը եւ էկոլոգիական ազդեցությունները ունեն: Վոլֆրամի կարբիդային գործիքների վերամշակումը տարածված է թափոնների եւ ռեսուրսների սպառումը նվազեցնելու համար: C-BN- ի ավելի կանաչ սինթեզի մեթոդների ուսումնասիրությունը շարունակվում է `նվազեցնելով շրջակա միջավայրի հետքը:

Ապագա հետազոտություններ եւ զարգացումներ

Հետազոտությունները շարունակվում են բարելավելու սինթեզի նյութերի սինթեզի մեթոդներն ու հատկությունները:

- Boron Nitride. Ջանքերը կենտրոնանում են խորանարդի եւ wurtzite ձեւերի ավելի մեծ, թերի բյուրեղների արտադրության վրա `իրենց կարծրության ներուժը լիարժեք շահագործելու համար: C-BN ներառող նանոստուկկային եւ կոմպոզիտային նյութեր նպատակ ունեն ուժեղացնել կոշտությունը կարծրության պահպանումը: Նոր սինթեզի տեխնիկան, ինչպիսիք են քիմիական գոլորշիների դեպոզիտը (CVD) ուսումնասիրվում են `բարձրակարգ կատարմամբ բարակ ֆիլմեր եւ ծածկույթներ ստեղծելու համար:

- Վոլֆրամի կարբիդ. Հետազոտությունը նպատակ ունի բարելավել իր օքսիդացման դիմադրությունը եւ ջերմային կայունությունը համաձուլման եւ առաջատար ծածկույթների միջոցով: Հատուկ ծրագրերի օպտիմալացման համար մշակվում է հիբրիդային նյութեր `այլ կերամիկայով կամ մետաղներով: Կատարվում են նաեւ միացնող նյութերի նորամուծություններ, ինչպիսիք են, այլեւ ընթանում են ավելի քիչ թունավոր այլընտրանքներով կոբալտ փոխարինելը:

Մեխանիկական հատկություններ եւ կատարողական տարբեր պայմաններում

C-BN- ի եւ WC- ի կատարումը տատանվում է տարբեր մեխանիկական եւ շրջակա միջավայրի պայմաններում:

- Կուբիկ Բորոն նիտրիդ. Պահպանում է իր կարծրությունը բարձրացված ջերմաստիճանում, այն իդեալական դարձնելով գերարագ մեքենաշինության համար, որտեղ ջերմային սերունդը նշանակալի է: Դրա քիմիական իներտությունը կանխում է դեգրադացիան ագրեսիվ միջավայրում, ինչը հնարավորություն է տալիս գունավոր մետաղներ կտրելիս:

- Վոլֆրամի կարբիդ. Չնայած շատ ծանր է, կարող է օքսիդացնել եւ քայքայվել 500-600 ° C- ից բարձր ջերմաստիճանում, սահմանափակելով դրա օգտագործումը բարձր ջերմաստիճանի ծրագրերում: Այնուամենայնիվ, դրա գերագույն կոշտությունը թույլ է տալիս այն կլանել ազդեցությունները եւ դիմակայել կոտրվածքին ավելի լավ, քան C-BN- ը, որն ավելի փխրուն է: Այս կոշտությունը WC- ն նախընտրում է այն ծրագրերում, որտեղ մեխանիկական ցնցումը տարածված է:

Հիմնական տարբերությունների ամփոփում

Եզրափակում

Բորոնի նիտրիդի եւ վոլֆրամի կարբիդի միջեւ կարծրության պայքարում խորանարդ բորոն նիտրիդը հստակ առանձնանում է որպես ավելի ծանր նյութեր, որոնց 9,5-ից 10-ը կորցրեցին կոշտությունը: Դրա բարձր ջերմային կայունությունը եւ քիմիական դիմադրությունը անփոխարինելի են դարձնում կարծրացած պողպատից եւ հղկող մեքենայական առաջադրանքներ կտրելու համար, որտեղ կարող է ձախողվել վոլֆրամի կարբիդային գործիքները:

Վոլֆրամի կարբիդը, այնուամենայնիվ, շարունակում է մնալ բազմակողմանի, կոշտ եւ ծախսարդյունավետ նյութեր, որոնք լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ: Դրա կարծրությունը տպավորիչ է, բայց չի գերազանցում խորանարդ բորային նիտրիդը: Հետեւաբար, առավելագույն կարծրությունն ու ջերմային կայունությունը պահանջող դիմումների համար խորանարդ բորոն նիտրիդը նախընտրելի ընտրությունն է, իսկ վոլֆրամի կարբիդը նախընտրելի է, որտեղ առաջնահերթություններ են:

Հաճախակի տրվող հարցեր (FAQ)

1. Որն է Բորոնի նիտրիդի եւ վոլֆրամի կարբիդի հիմնական տարբերությունը կարծրության առումով:

Խորանարդ բորոն նիտրիդը զգալիորեն ավելի դժվար է, քան վոլֆրամի կարբիդը, մոտ 9,5-10-ով `մոտ 9,5-10-ով` վոլֆրամի կարբիդի 9-9.5-ի համեմատ: Դրա ավելի բարձր է նրա վիքսերը, ինչը շատ ավելի բարձր է դարձնում, ինչը պահանջում է պահանջկոտ դիմումներով:

2. Կարող է վոլֆրամի կարբիդը լինել ավելի դժվար, քան ցանկացած պայմաններում բորոն նիտրիդը:

Ոչ, վոլֆրամի կարբիդի ներքին կարծրությունը ցածր է, քան խորանարդ բորը նիտրիդ: Այնուամենայնիվ, վոլֆրամի կարբիդը առաջարկում է ավելի լավ կոշտություն եւ ավելի քիչ փխրուն է, որը կարող է ձեռնտու լինել դիմումից կախված:

3: Ինչու է խորանարդ բորոն նիտրիդը նախընտրում վոլֆրամի կարբիդից `կարծրացած պողպատները կտրելու համար:

Խաբե բորոն նիտրիդը պահպանում է իր կարծրությունն ու քիմիական կայունությունը բարձր ջերմաստիճանում եւ դիմադրում է ավելի լավ հագնել, երբ մեքենայագործում է գունավոր նյութեր, որոնք ավելի արագ են քայքայում վոլֆրամի կարբիդ գործիքները:

4. Արդյոք վոլֆրամի կարբիդը ավելի էժան է, քան խորանարդ բորը նիտրիդ:

Այո, վոլֆրամի կարբիդը, ընդհանուր առմամբ, ավելի թանկ է եւ ավելի հեշտ է արտադրել, ինչը ավելի տարածված է շատ արդյունաբերական գործիքներում, որտեղ ծայրահեղ կարծրությունը առաջնային պահանջը չէ:

5. Կուբիկ Բորոն նիտրիդից բացի բոյե նիտրի այլ ձեւեր կան:

Այո, վեցանկյուն Boron Nitride (H-BN) ավելի մեղմ ձեւ է, որն օգտագործվում է որպես քսանյութ, եւ Wurtzite Boron Nitride- ը հազվագյուտ ձեւ է, որը կարող է նույնիսկ ավելի դժվար լինել ադամանդից: