Black Tungsten Carbide คืออะไร?

เมนูเนื้อหา

องค์ประกอบและการผลิตทังสเตนคาร์ไบด์สีดำ

- ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?

- มันเปลี่ยน 'ดำ ' ได้อย่างไร?

คุณสมบัติของทังสเตนคาร์ไบด์สีดำ

- ลักษณะทางกายภาพและทางเคมี

- ข้อ จำกัด

กระบวนการผลิต

การใช้งานของ Tungsten Carbide สีดำ

- 1. เครื่องประดับ

- 2. เครื่องมืออุตสาหกรรม

- 3. ทหารและการป้องกัน

- 4. เทคโนโลยีนิวเคลียร์

ทังสเตนดำคาร์ไบด์กับเซรามิกสีดำ

การบำรุงรักษาและการดูแล

การพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ

บทสรุป

คำถามที่พบบ่อย

- 1. ทังสเตนแบล็กคาร์ไบด์จางหรือเกาหรือไม่?

- 2. ทังสเตนสีดำคาร์ไบด์ปลอดภัยสำหรับผิวบอบบางหรือไม่?

- 3. การเคลือบสีดำสามารถนำมาใช้ใหม่ได้หรือไม่?

- 4. เปรียบเทียบกับเซรามิกสีดำได้อย่างไร?

- 5. มันจะแตกถ้าลดลง?

การอ้างอิง:

Black Tungsten Carbide เป็นรูปแบบเฉพาะของ Tungsten Carbide ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีชื่อเสียงในเรื่องความแข็งและความทนทานที่ยอดเยี่ยม ในขณะที่ทังสเตนคาร์ไบด์แบบดั้งเดิมมีสีเทาเมทัลลิกสีเทาธรรมชาติ Black Tungsten Carbide ผ่านกระบวนการเคลือบขั้นสูงเพื่อให้ได้รูปลักษณ์ที่มืดมิด วัสดุนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องประดับเครื่องมืออุตสาหกรรมและแอพพลิเคชั่นประสิทธิภาพสูงเนื่องจากความต้านทานรอยขีดข่วนความแข็งแรงและความงามที่ทันสมัย ด้านล่างเราสำรวจองค์ประกอบคุณสมบัติการใช้และวิธีเปรียบเทียบกับทางเลือกอื่นเช่นเซรามิกสีดำ

องค์ประกอบและการผลิตทังสเตนคาร์ไบด์สีดำ

ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?

ทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) เป็นสารประกอบของทังสเตนและอะตอมคาร์บอนที่เกิดขึ้นภายใต้ความร้อนและความดันสูง มันอยู่ในอันดับที่ 9-9.5 ในระดับความแข็งของ Mohs รองจากเพชรเท่านั้น [1] [5] Tungsten Carbide บริสุทธิ์เป็นผงดังนั้นจึงรวมกับสารยึดเกาะเช่นนิกเกิลหรือโคบอลต์ (6–10%) เพื่อสร้างโลหะผสมที่ทนทาน [2] [6]

มันเปลี่ยน 'ดำ ' ได้อย่างไร?

สีดำทำได้ผ่านการรักษาพื้นผิวเช่น:

- การสะสมไอทางกายภาพ (PVD): กระบวนการสูญญากาศอุณหภูมิสูงที่ผูกมัดไทเทเนียมเซอร์โคเนียมหรือการเคลือบไทเทเนียมคาร์ไบด์ไปยังพื้นผิว [7] [19]

- การชุบไอออน: การทิ้งระเบิดพื้นผิวด้วยอนุภาคที่มีประจุเพื่อฝังชั้นบางและทนทาน [8]

ซึ่งแตกต่างจากเซรามิกซึ่งเป็นสีดำสีดำสีดำของทังสเตนคือการเคลือบ เมื่อเวลาผ่านไปเลเยอร์นี้อาจเสื่อมโทรมเผยให้เห็นสีเทาธรรมชาติใต้ [8] [12]

คุณสมบัติของทังสเตนคาร์ไบด์สีดำ

ลักษณะทางกายภาพและทางเคมี

- ความแข็ง: 9–9.5 Mohs ทำให้ทนต่อรอยขีดข่วนสูง [1] [4]

- ความหนาแน่น: เฮฟวี่เวท (14.7–15.1 g/cm³) ให้ความรู้สึกที่สำคัญ [1] [11]

- จุดหลอมเหลว: 2,870 ° C (5,200 ° F) เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง [1] [5]

- การนำความร้อน: 110 W/m · K, เปิดใช้งานการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ [1]

- ความต้านทานไฟฟ้า: 0.2 μΩ· m เทียบได้กับโลหะเช่นวานาเดียม [1]

ข้อ จำกัด

- Brittleness: มีแนวโน้มที่จะแตกภายใต้ผลกระทบที่รุนแรง [12] [16]

- ไม่สามารถปรับขนาดได้: ไม่สามารถปรับขนาดได้เนื่องจากความแข็ง [16]

กระบวนการผลิต

การผลิตทังสเตนคาร์ไบด์สีดำเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนที่แม่นยำ [2] [6] [10]::

1. การเตรียมวัตถุดิบ: ทังสเตนออกไซด์ (WO₃) ลดลงในไฮโดรเจนเพื่อผลิตผงทังสเตน [10]

2. คาร์บอน: ผงทังสเตนผสมกับคาร์บอนแบล็กและให้ความร้อนถึง 1,300–1,600 ° C ในเตาเผาคาร์บอนก่อให้เกิดทังสเตนคาร์ไบด์ [2] [14]

3. การกัดบอล: ผงคาร์ไบด์เป็นดินที่มีสารยึดเกาะโคบอลต์หรือนิกเกิลเป็นเวลา 2-4 ชั่วโมงเพื่อให้แน่ใจว่าสม่ำเสมอ [6] [18]

4. การกดและการเผา: ส่วนผสมจะถูกกดเป็นรูปร่างและเผาที่ 1,500 ° C ทำให้อนุภาคหลอมรวมเข้ากับโครงสร้างที่หนาแน่น [6] [14]

5. การเคลือบ: การชุบ PVD หรือไอออนถูกนำไปใช้เพื่อให้ได้ผิวสีดำ [7] [19]

การใช้งานของ Tungsten Carbide สีดำ

1. เครื่องประดับ

Black Tungsten Carbide เป็นที่นิยมสำหรับวงดนตรีงานแต่งงานของผู้ชายเนื่องจากรูปลักษณ์ที่ทันสมัยและทันสมัย คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ [7] [11] [17]:

- ความต้านทานรอยขีดข่วนสำหรับวิถีชีวิตที่ใช้งานอยู่

- คุณสมบัติ hypoallergenic (ถ้าไม่มีนิกเกิล)

- ความสามารถในการจ่ายได้เมื่อเทียบกับทองคำหรือแพลตตินัม

เทคนิคที่ทันสมัยเช่น Mokume Gane รวมทังสเตนกับโลหะชั้นสำหรับรูปแบบที่ไม่เหมือนใครผสมผสานงานฝีมือแบบดั้งเดิมเข้ากับวัสดุร่วมสมัย [7]

2. เครื่องมืออุตสาหกรรม

- เครื่องมือตัด: ใช้ในการฝึกซ้อมและเลื่อยสำหรับการตัดเฉือนเหล็ก [1] [13]

- อุปกรณ์การขุด: เพิ่มความทนทานในบิตสว่านและเครื่องมือขุด [1] [6]

- เครื่องที่น่าเบื่อของอุโมงค์: ฟันทังสเตนคาร์ไบด์ช่วยให้การตัดหินมีประสิทธิภาพในโครงการขนาดใหญ่ [1]

3. ทหารและการป้องกัน

- กระสุนเกราะเจาะ: ใช้ความหนาแน่นและความแข็งสำหรับแกนเจาะ [1] [13]

4. เทคโนโลยีนิวเคลียร์

- ตัวสะท้อนแสงนิวตรอน: ความสามารถของทังสเตนคาร์ไบด์ในการสะท้อนนิวตรอนทำให้มันสำคัญในการวิจัยนิวเคลียร์ในช่วงต้น [1]

ทังสเตนสีดำคาร์ไบด์กับเซรามิกสีดำ

คุณลักษณะ	สีดำทังสเตนคาร์ไบด์	สีดำเซรามิก
แหล่งกำเนิด	การเคลือบ (การชุบ PVD/ไอออน)	สีวัสดุโดยธรรมชาติ
ความแข็ง (MOHS)	9–9.5	7
น้ำหนัก	หนัก (15.1 g/cm³)	น้ำหนักเบา (3–4 g/cm³)
ความทน	ทนต่อรอยขีดข่วนอาจชิป	ทนต่อแรงกระแทกน้อยอาจแตกสลาย
ราคา	$ 100– $ 300	$ 150– $ 400

เซรามิกมีสีถาวร แต่เหมาะสำหรับกิจกรรมที่มีผลกระทบหนักน้อยกว่า [4] [8]

การบำรุงรักษาและการดูแล

- การทำความสะอาด: ใช้สบู่อ่อน ๆ และน้ำอุ่น หลีกเลี่ยงน้ำยาทำความสะอาดขัด [16]

- recoating: บริการพิเศษสามารถคืนค่าสีดำได้ในราคา $ 20– $ 50 [8]

- การกำจัดฉุกเฉิน: โรงพยาบาลสามารถตัดแหวนทังสเตนโดยใช้เครื่องมือปลายเพชร [4]

การพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ

- การรีไซเคิล: ทังสเตนคาร์ไบด์สามารถรีไซเคิลได้ลดความต้องการการขุด [13]

- อันตรายจากฝุ่น: การสูดผงคาร์ไบด์ในระหว่างการผลิตต้องใช้อุปกรณ์ป้องกัน [1]

บทสรุป

ทังสเตนดำคาร์ไบด์ผสมผสานความแข็งที่ไม่มีใครเทียบของทังสเตนเข้ากับผิวสีดำที่ทันสมัยเหมาะสำหรับการใช้เครื่องประดับและอุตสาหกรรม ในขณะที่การเคลือบอาจสึกหรอเมื่อเวลาผ่านไปความต้านทานรอยขีดข่วนและความสามารถในการจ่ายทำให้เป็นตัวเลือกอันดับต้น ๆ สำหรับความทนทานและสไตล์ที่จัดลำดับความสำคัญ สำหรับสีถาวรเซรามิกสีดำเป็นทางเลือกแม้ว่าจะยากน้อยกว่า

คำถามที่พบบ่อย

1. ทังสเตนแบล็กคาร์ไบด์จางหรือเกาหรือไม่?

การเคลือบผิวสีดำสามารถเสื่อมสภาพได้ด้วยการเสียดสีอย่างหนักเผยให้เห็นสีเทาธรรมชาติด้านล่าง อย่างไรก็ตามวัสดุพื้นฐานยังคงทนต่อรอยขีดข่วน [8] [12]

2. ทังสเตนสีดำคาร์ไบด์ปลอดภัยสำหรับผิวบอบบางหรือไม่?

อัลลอยด์ส่วนใหญ่เป็นอาการแพ้ง่าย แต่ตรวจสอบสารยึดเกาะที่ปราศจากนิกเกิลหากคุณมีอาการแพ้ [11] [17]

3. การเคลือบสีดำสามารถนำมาใช้ใหม่ได้หรือไม่?

ใช่นักอัญมณีพิเศษเสนอบริการใหม่ราคา $ 20– $ 50 [8] [19]

4. เปรียบเทียบกับเซรามิกสีดำได้อย่างไร?

ทังสเตนหนักขึ้นเรื่อย ๆ ในขณะที่เซรามิกมีน้ำหนักเบากว่าด้วยสีถาวร แต่มีความทนทานน้อยกว่า [4] [8]

5. มันจะแตกถ้าลดลง?

ใช่ - ความแข็งทำให้เปราะ หลีกเลี่ยงผลกระทบต่อพื้นผิวที่แข็ง [12] [16]

การอ้างอิง:

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

[2] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html

[3] https://www.embr.com/en-de/blogs/news/what-does-tungsten-vs-tungsten-carbide-really-mean

[4] https://hanoverjewelers.com/blogs/education/tungsten-carbide-vs-ceramic-rings-whats-the-difference

[5] https://www.britannica.com/science/tungsten-carbide

[6] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-tips.html

[7] https://www.jewelry-auctioned.com/learn/buying-jewelry/tungsten-jewelry

[8] https://www.tungstenringsco.com/blog/2012/05/black-tungsten-vs-black-ceramic-whats-better/

[9] https://theartisanrings.com/blogs/news/what-is-tungsten-carbide-characterists-of-tungsten-carbide-rings

[10] https://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/24896/03Chapter3

[11] https://www.nobbier.com/blogs/editorial/tungsten-in-jewelry-erythingthing-wewelry-everything-mee-to-know/

[12] https://www.reddit.com/r/jewelry/comments/ds9jy8/question_about_black_alternative_metals_and_other/

[13] https://www.azom.com/properties.aspx?articleid=1203

[14] https://www.yatechmaterials.com/en/news/production-process-and-epment-of-tungsten-carbide-powder/

[15] https://www.tungstenringsco.com/blog/2013/06/the-first-uses-of-tungsten-carbide/

[16] https://www.larsonjewelers.com/pages/tungsten-rings-pros-cons-facts-myths

[17] https://www.justmensrings.com/blogs/justmensrings/what-are-the-benefits-of-tungsten-carbide-rings

[18] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/process.html

[19] https://www.larsonjewelers.com/pages/about-tungsten

[20] https://www.justmensrings.com/blogs/justmensrings/variations-of-style-for-black-tungsten-rings