컨텐츠 메뉴
● 소개
● 경도 이해
>> 경도의 정의
>> 경도 측정
>>> 모스 스케일
>>> 비커스 경도 테스트
● 텅스텐 카바이드 : 특성 및 특성
>> 구성과 구조
>> 텅스텐 카바이드의 경도
>> 텅스텐 카바이드의 응용
● 다이아몬드 : 가장 어려운 천연 물질
>> 형성과 구조
>> 다이아몬드의 경도
>> 다이아몬드의 응용
● 텅스텐 카바이드와 다이아몬드 비교
>> 경도 비교
>> 다른 속성 비교
>>> 강인함
>>> 열전도율
>>> 비용
● 경도가 중요한 경우 응용 프로그램
>> 산업 절단 도구
>> 시추 장비
>> 내마비 코팅
>> 보석류
● 경도에 영향을 미치는 요인
>> 순도와 구성
>> 결정 방향
>> 제조 공정
● 경도에 대한 오해
>> 경도는 파괴 성과 같습니다
>> 경도는 유일한 중요한 속성입니다
>> 모든 다이아몬드는 똑같이 어렵습니다
● 미래의 발전
>> 합성 슈퍼 하드 재료
>> 나노 복합물
● 결론
● FAQ
>> 1. 탄산화물을 다이아몬드를 긁을 수 있습니까?
>> 2. 일부 응용 분야에서 Tungsten Carbide가 다이아몬드 대신 사용되는 이유는 무엇입니까?
>> 3. 다이아몬드보다 더 어려운 재료가 있습니까?
>> 4. 텅스텐 카바이드 비용은 다이아몬드와 어떻게 비교됩니까?
>> 5. 탄산화물을 다이아몬드와 같은 보석에 사용할 수 있습니까?
● 인용 :
소개
재료 과학의 세계는 매혹적인 물질로 가득 차 있으며, 각각의 독특한 특성을 자랑하여 다양한 응용 분야에 적합합니다. 이 중에서 텅스텐 카바이드 와 다이아몬드는 인류에게 알려진 가장 어려운 재료 중 두 가지로 두드러집니다. 둘 다 탁월한 경도와 내구성에 대한 상당한 관심을 끌었으며 산업 및 소비자 응용 프로그램에 광범위하게 사용됩니다. 그러나 일반적인 질문은 종종 발생합니다. 텅스텐 카바이드가 다이아몬드보다 어렵습니까? 이 기사는이 두 가지 놀라운 재료의 특성을 비교하고 각각의 강점과 응용 분야를 비교 하여이 쿼리를 깊이 탐색하는 것을 목표로합니다.
경도 이해
텅스텐 카바이드와 다이아몬드의 비교를 탐구하기 전에, 재료 과학에서 '경화 '가 의미하는 바를 이해하는 것이 중요합니다.
경도의 정의
경도는 일반적으로 들여 쓰기 또는 긁힘으로 인해 국소 변형에 대한 재료의 저항을 측정 한 것입니다. 재료가 마모를 얼마나 잘 견딜 수 있는지, 다양한 응용 분야에 대한 적합성을 결정하는 것은 중요한 속성입니다.
경도 측정
MOHS 척도와 Vickers 경도 테스트는 가장 일반적이지 않으며 몇 가지 척도가 경도를 측정하는 데 사용됩니다.
모스 스케일
1812 년 독일 광물 학자 Friedrich Mohs에 의해 개발 된 Mohs 규모는 1에서 10까지의 규모로 재료의 경도를 평가합니다. 각 숫자는 스케일에서 낮은 정격 재료를 긁는 재료의 능력을 나타냅니다.
비커스 경도 테스트
Vickers 경도 테스트는보다 정확한 경도 측정을 제공합니다. 여기에는 다이아몬드 모양의 압입자를 알려진 힘을 가진 재료로 누르고 결과 강화의 크기를 측정하는 것이 포함됩니다.
텅스텐 카바이드 : 특성 및 특성
텅스텐 카바이드는 1 : 1 비율의 텅스텐 및 탄소 원자의 화합물입니다. 그것은 탁월한 경도와 내마모성으로 유명하여 다양한 산업 응용 분야에서 인기있는 선택입니다.
구성과 구조
텅스텐 카바이드는 일반적으로 바인더 재료, 종종 코발트에 의해 함께 유지 된 텅스텐 카바이드 곡물로 구성됩니다. 이 구성은 경도와 인성의 독특한 조합을 제공합니다 [1].
텅스텐 카바이드의 경도
MOHS 척도에서, 정확한 조성에 따라 8.5와 9.5 사이의 텅스텐 카바이드 속도가 [2]. 이것은 다이아몬드를 포함한 몇 가지 물질에 이어 가장 잘 알려진 재료 중 하나입니다.
텅스텐 카바이드의 응용
경도와 내마모성으로 인해 텅스텐 카바이드는 다음과 같은 사용을 찾습니다.
1. 금속 가공을위한 절단 도구
2. 채굴 및 시추 장비
3. 기계의 내마모성 구성 요소
4. 보석과 시계 제작
다이아몬드 : 가장 어려운 천연 물질
탄소의 할당수 인 다이아몬드는 지구상에서 가장 어려운 자연 발생 물질로 유명합니다.
형성과 구조
다이아몬드는 극심한 압력과 온도 조건 하에서 지구 내 깊숙이 형성됩니다. 각각의 탄소 원자가 사면체 배열에서 다른 4 개에 결합 된 그들의 결정 구조는 그들의 탁월한 경도에 기여한다 [7].
다이아몬드의 경도
다이아몬드는 MOHS 스케일의 상단에 10 점입니다. Vickers 스케일에서는 다이아몬드의 경도 값은 최대 10,000 hV를 가질 수 있지만, 이것은 특정 다이아몬드에 따라 다를 수 있습니다 [7] [18].
다이아몬드의 응용
다이아몬드는 다음에 사용됩니다.
1. 절단 및 연삭 도구
2. 고압 실험
3. 보석
4. 특정 전자 응용 프로그램
텅스텐 카바이드와 다이아몬드 비교
이제 우리는 두 재료의 특성을 탐구 했으므로 경도 및 기타 관련 특성 측면에서 텅스텐 카바이드와 다이아몬드를 직접 비교해 봅시다.
경도 비교
두 재료 모두 매우 단단하지만 다이아몬드는 실제로 탄화물보다 단단합니다. MOHS 척도에서 다이아몬드는 10을 평가하고, 탄산탄은 일반적으로 8.5와 9.5 사이의 속도 [2] [7].
다른 속성 비교
강인함
다이아몬드는 더 어렵지만 텅스텐 카바이드는 일반적으로 더 어렵습니다. 인성은 파쇄 전에 에너지를 흡수하는 물질의 능력을 말합니다. 거친 금속 바인더에 텅스텐 카바이드의 단단한 탄화물 곡물의 복합 구조는 다이아몬드에 비해 우수한 인성을 제공합니다 [1] [18].
열전도율
다이아몬드는 텅스텐 카바이드보다 열전도율이 높습니다. 이 속성은 절단 도구의 열 소산에 다이아몬드를 탁월하게 만듭니다 [18].
비용
텅스텐 카바이드는 일반적으로 다이아몬드보다 저렴하므로 극도의 경도가 필요하지만 다이아몬드 수준의 경도가 필요하지 않은 많은 응용 분야에서 더 비용 효율적인 선택입니다 [21].
경도가 중요한 경우 응용 프로그램
텅스텐 카바이드와 다이아몬드의 극도의 경도는 내마모성이 중요한 다양한 응용 분야에서 가치가 있습니다.
산업 절단 도구
두 재료 모두 절단 도구에 사용되지만 다른 목적으로 사용됩니다. 텅스텐 카바이드는 종종 금속 절단에 사용되는 반면, 다이아몬드는 세라믹이나 다른 다이아몬드와 같은 매우 단단한 재료를 절단하는 데 선호됩니다 [24].
시추 장비
석유 및 가스 산업에서는 두 재료 모두 드릴 비트에 사용됩니다. 다이아몬드는 종종 하드 암석 형성을 통한 시추하기 위해 다결정 다이아몬드 소형 (PDC) 비트 형태로 사용됩니다 [4].
내마비 코팅
두 재료 모두 다양한 성분의 내마모성을 개선하기 위해 코팅으로 사용될 수 있습니다. 다이아몬드와 같은 탄소 (DLC) 코팅은 일부 응용 분야에서 특히 인기가있다 [18].
보석류
다이아몬드는 전통적으로 고급 보석류에 사용되지만, 텅스텐 카바이드는 내구성과 흠집으로 인해 남성 웨딩 밴드의 최근 몇 년 동안 인기를 얻었습니다 [16].
경도에 영향을 미치는 요인
텅스텐 카바이드와 다이아몬드의 경도는 몇 가지 요인에 따라 다를 수 있습니다.
순도와 구성
텅스텐 카바이드의 경우, 탄산탄과 탄소의 비율과 사용 된 바인더 재료의 유형 및 양은 그 경도에 영향을 줄 수 있습니다. 다이아몬드의 경우, 결정 구조의 불순물 또는 결함의 존재는 경도에 영향을 줄 수있다 [1] [18].
결정 방향
다이아몬드에서 경도는 결정 방향에 따라 약간 달라질 수 있습니다. 결정 내의 일부 방향은 다른 방향보다 약간 단단합니다 [18].
제조 공정
합성 다이아몬드 및 텅스텐 카바이드의 경우 제조 공정은 최종 경도에 영향을 줄 수 있습니다. 소결 온도 및 압력과 같은 요인은 최종 제품의 특성에 영향을 줄 수 있습니다 [6].
경도에 대한 오해
재료 경도에 대한 몇 가지 일반적인 오해가 있습니다.
경도는 파괴 성과 같습니다
텅스텐 카바이드와 다이아몬드는 모두 매우 어렵지만 파괴 할 수는 없습니다. 둘 다 충분한 힘으로 파손되거나 부서 질 수있다 [10] [18].
경도는 유일한 중요한 속성입니다
많은 응용 분야에서 경도가 중요하지만, 강인성, 열전도율 및 비용과 같은 다른 특성은 특정 용도로 재료를 선택할 때 종종 똑같이 중요합니다 [21] [24].
모든 다이아몬드는 똑같이 어렵습니다
천연 다이아몬드는 형성 조건과 불순물의 존재에 따라 경도가 달라질 수 있습니다. 일부 합성 다이아몬드는 천연 다이아몬드보다 단단한 일부 합성 다이아몬드가 만들어졌습니다 [13].
미래의 발전
재료 과학에 대한 연구는 재료 경도 측면에서 가능한 것의 경계를 계속 추진하고 있습니다.
합성 슈퍼 하드 재료
과학자들은 잠재적으로 다이아몬드가 경도를 능가 할 수있는 새로운 합성 재료를 개발하고 있습니다. Wurtzite 붕소 질화 붕소 및 Lonsdaleite (육각형 다이아몬드)와 같은 재료는이 지역에서 약속을 보여줍니다 [17].
나노 복합물
연구원들은 다이아몬드 또는 텅스텐 카바이드와 같은 재료의 경도를 다른 재료의 인성과 결합한 나노 복합 재료를 탐구하고 있으며, 잠재적으로 특성의 균형을 가진 물질을 생성합니다 [6].
결론
결론적으로, 텅스텐 카바이드는 실제로 사람에게 알려진 가장 어려운 재료 중 하나이지만 다이아몬드보다 어렵지 않습니다. 다이아몬드는 가장 어려운 자연 발생 물질로 남아 있으며, 텅스텐 카바이드의 8.5-9.5에 비해 MOHS 경도가 10입니다. 그러나 이것이 다이아몬드가 항상 모든 응용 프로그램에서 더 나은 선택이라는 것을 의미하지는 않습니다. Tungsten Carbide의 극심한 경도와 우수한 강인성의 조합은 다이아몬드의 Brittleness가 불리한 많은 산업 및 소비자 응용 프로그램에 이상적입니다.
텅스텐 카바이드와 다이아몬드 사이의 선택은 종종 예상되는 마모 유형, 재료가 사용될 환경 및 비용 고려 사항과 같은 요소를 포함하여 응용 프로그램의 특정 요구 사항에 따릅니다. 두 재료 모두 절단 도구 및 시추 장비에서 고급 보석에 이르기까지 다양한 산업에서 중요한 역할을 계속합니다.
재료 과학이 계속 발전함에 따라, 우리는 경도 척도의 최상위에서 다이아몬드의 위치에 도전하는 새로운 슈퍼 하드 재료의 개발을 볼 수 있습니다. 그러나 현재, 다이아몬드는 가장 어려운 자연 물질로 크라운을 유지하며, 텅스텐 탄화물은 그 자체로 다재다능하고 가치있는 재료로 밀접하게 뒤를 따릅니다.
FAQ
1. 탄산화물을 다이아몬드를 긁을 수 있습니까?
아니요, 텅스텐 카바이드는 다이아몬드를 긁을 수 없습니다. 다이아몬드는 MOHS 스케일의 텅스텐 카바이드보다 어렵다 (10 vs 8.5-9.5). 이는 다이아몬드가 탄스텐 카바이드를 긁을 수 있지만 그 반대도 마찬가지는 없다 [2] [7].
2. 일부 응용 분야에서 Tungsten Carbide가 다이아몬드 대신 사용되는 이유는 무엇입니까?
텅스텐 카바이드는 비용이 적고 강인성이 높고 제조 가능성이 쉬워 다이아몬드 대신에 종종 사용됩니다. 극심한 경도가 필요한 응용 분야에서 특히 유용하지만 다이아몬드 수준의 경도는 필요하지 않습니다 [21] [24].
3. 다이아몬드보다 더 어려운 재료가 있습니까?
다이아몬드는 가장 어려운 천연 물질이지만 더 어려울 수있는 일부 합성 물질이 만들어졌습니다. 여기에는 wurtzite 붕소 질화 붕소 및 Lonsdaleite (육각형 다이아몬드)가 포함되지만 실제 응용은 현재 제한되어 있습니다 [17].
4. 텅스텐 카바이드 비용은 다이아몬드와 어떻게 비교됩니까?
텅스텐 카바이드는 일반적으로 다이아몬드보다 훨씬 저렴합니다. 이로 인해 극도의 경도가 필요한 많은 산업 응용 분야에서보다 비용 효율적인 선택이됩니다 [21].
5. 탄산화물을 다이아몬드와 같은 보석에 사용할 수 있습니까?
예, 텅스텐 카바이드는 보석류, 특히 남자 웨딩 밴드에서 점점 더 많이 사용됩니다. 내구성, 흠집 및 현대적인 외관으로 가치가 있습니다. 그러나 다이아몬드와 같은 광채 나 화재가 없으므로 일반적으로 보석으로 사용되지 않습니다 [16].
인용 :
[1] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[3] https://www.fa.ihrcarbide.com/news/is-tungsten-carbide-stronger-than-diamond/
[4] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[5] https://www.tungstenringsco.com/blog/2023/06/tungsten-vs-diamond/
[6] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-hardness.html
[7] https://www.gemsociety.org/article/does-diamond-hardness-matter/
[8] https://www.carbide-part.com/blog/tungsten-carbide-hardness-vs-diamond/
[9] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/
[10] https://www.rarecarat.com/blog/diamond-ring-tips/diamond-questions-we-ve-got-answers
[11] https://jewelrydepotusa.com/metal-comparison/
[12] https://www.retopz.com/57-frequely-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[13] https://en.wikipedia.org/wiki/superhard_material
[14] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[15] https://www.carbideprobes.com/wp-content/uploads/2019/07/tungstencarbidedatasheet.pdf
[16] https://www.menstungstenonline.com/tungsten-diamond-two-hardest-materials-go-hand-in-hand-in-hand-in-html
[17] https://www.reddit.com/r/gemstones/comments/1ahga1f/what_gemstone_other_than_diamond_is_harder_than/
[18] https://en.wikipedia.org/wiki/diamond_industry
[19] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
[20] https://www.minerals.net/mineral/diamond.aspx
[21] https://www.burdental.com/blog/comparison-of-dental-diamond-burs-and-tungsten-carbide-burs
[22] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide
[23] https://www.shutterstock.com/search/diamond-hardness
[24] https://triaticinc.com/blog/the-difference-between-diamond-core-bits-carbide/
[25] https://chemistry.stackexchange.com/questions/102971/why-can-a-diamond-be-beoken-using-a-hammer-if-it-the-hardest--natural-substance
[26] https://eagle-dental-burs.com/blogs/articles/diamond-vs-carbide
