İçerik Menüsü
● giriiş
● Tungsten karbürün doğası
● Tungsten karbürün elektriksel iletkenliği
>> 1. Tungsten karbür biçimi
>> 2. Kompozisyon ve üretim süreci
>> 3. Bağlayıcı İçeriği
>> 4. Takı uygulaması
● Tungsten karbürün termal iletkenliği
● Tungsten Carbide'ın iletkenliğini kullanan uygulamalar
● Tungsten karbürün diğer önemli özellikleri
>> Sertlik ve aşınma direnci
>> Güç ve sertlik
>> Isı direnci
● Manyetik özellikler
● Korozyon direnci
● Diğer malzemelerle karşılaştırma
● Tungsten karbür uygulamaları
● Çevresel ve sağlık hususları
● Tungsten karbürün geleceği
● Çözüm
● Sık sorulan sorular
>> 1. Tungsten karbür manyetik mi?
>> 2. Tungsten karbürün sertliği elmasla nasıl karşılaştırılır?
>> 3. Tungsten karbür mücevherlerde metal alerjisi olan insanlar için kullanılabilir mi?
>> 4. Tungsten karbürün ağırlığı diğer metallerle nasıl karşılaştırılır?
>> 5. Tungsten karbür geri dönüştürülebilir mi?
● Alıntılar:
giriiş
Tungsten ve karbonun bir bileşiği olan Tungsten karbür , olağanüstü sertliği ve dayanıklılığı ile ünlüdür. Bu materyal, üretim ve madencilikten mücevher yapımına kadar çeşitli endüstrilerde yaygın uygulamalar bulmuştur. Bununla birlikte, elektriksel özellikleri söz konusu olduğunda, tungsten karbürün iletken olup olmadığı konusunda genellikle karışıklık vardır. Bu kapsamlı makalede, ortak yanılgıları ele alırken Tungsten karbürünün elektriksel iletkenliğini, özelliklerini ve uygulamalarını araştıracağız.
Tungsten karbürün doğası
Tungsten karbür (WC), tungsten ve karbon atomlarının belirli bir oranda birleştirilmesiyle oluşturulan kompozit bir malzemedir. Eşsiz özellikleri, sadece saf tungsten veya karbondan farklı özellikler veren bu atomik yapıdan kaynaklanır.
Tungsten karbürün elektriksel iletkenliği
Tungsten karbürün elektriksel olarak iletken olup olmadığı sorusunun basit bir evet veya hayır cevabı yok. Tungsten karbürün elektriksel iletkenliği çeşitli faktörlere bağlıdır:
1. Tungsten karbür biçimi
Saf haliyle, tungsten karbür gerçekten elektriksel olarak iletkendir. Bazı metallerinkiyle karşılaştırılabilir olan yaklaşık 20 μΩ · cm'lik bir elektrik direnci vardır [7] [17]. Bu, saf tungsten karbürün, oldukça iletken bir metal olarak kabul edilen bakırın yaklaşık% 10'unda elektriksel iletkenliğe sahip olduğu anlamına gelir [17].
2. Kompozisyon ve üretim süreci
Tungsten karbürün elektriksel iletkenliği, bileşimine ve nasıl üretildiğine bağlı olarak değişebilir. Çoğu tungsten karbür ürünü saf WC'den yapılmıştır, ancak genellikle bir bağlayıcı malzeme, genellikle kobalt veya nikel tarafından bir arada tutulan tungsten karbür parçacıklarının kompozitleri olan çimentolu karbürlerdir [5].
3. Bağlayıcı İçeriği
Çimentolu karbürde kullanılan bağlayıcı miktarı ve tipi, elektriksel özelliklerini önemli ölçüde etkileyebilir. Genel olarak, bağlayıcı içeriği arttıkça, malzemenin elektriksel iletkenliği de artmaktadır [7].
4. Takı uygulaması
İlginç bir şekilde, tungsten karbür endüstriyel formunda iletken olsa da, tungsten karbür halkaları ve diğer mücevher parçaları genellikle iletken değildir [1] [16]. Bunun nedeni, mücevher için üretim sürecinin yapısını metalikten seramiğe değiştiren tungsten karbürün tozunu ve kalıplanmasını içermesidir [1].
Tungsten karbürün termal iletkenliği
Elektriksel iletkenliği tartışırken, tungsten karbürün de ilginç termal özelliklere sahip olduğunu belirtmek gerekir:
- Tungsten karbür yaklaşık 110 w/(m · k) termal iletkenliğine sahiptir [5].
- Bu, alaşım alet çeliği ve karbon çeliğinden yaklaşık iki kat daha hızlı ısı yapan birçok çelikten daha iyi bir termal iletken yapar [13] [14].
- Bununla birlikte, termal iletkenliği hala bakırın sadece üçte biridir [12].
Tungsten Carbide'ın iletkenliğini kullanan uygulamalar
Tungsten karbürün elektrik ve termal özellikleri, çeşitli uygulamalar için uygun hale getirir:
1. Elektrikli deşarj işleme (EDM): Tungsten karbürün iletkenliği EDM teknikleri kullanılarak şekillendirilmesine izin verir [17].
2. Isı lavaboları: İyi termal iletkenliği, ısı dağılmasının önemli olduğu uygulamalarda yararlı hale getirir.
3. Kesme aletleri: Termal iletkenlik, kesme işlemleri sırasında üretilen ısının dağıtılmasına, takım ömrünü uzatmaya yardımcı olur.
4. Elektronik: Hem sertliğin hem de iletkenliğin gerekli olduğu bazı özel elektronik bileşenlerde.
Tungsten karbürün diğer önemli özellikleri
Odak noktamız elektriksel iletkenlik üzerinde olsa da, Tungsten karbürünün diğer dikkat çekici özelliklerinden bahsetmeye değer:
Sertlik ve aşınma direnci
Tungsten karbür son derece zordur, MOHS ölçeğinde yaklaşık 9 ila 9.5 sırada [5]. Bu, aşınma ve aşınmaya karşı son derece dirençli hale getirerek, kesme aletlerindeki popülaritesine ve aşınmaya dayanıklı bileşenlere katkıda bulunur.
Güç ve sertlik
Yaklaşık 530-700 GPa'lık bir genç modülü ile [5], tungsten karbür, çelikten yaklaşık iki ila üç kat daha serttir [14].
Isı direnci
Tungsten karbür, özelliklerini yüksek sıcaklıklarda korur, oksitleyici atmosferlerde yaklaşık 538 ° C'ye ve oksitleyici olmayan atmosferlerde 816 ° C'ye (816 ° F) kadar iyi performans gösterir [14].
Manyetik özellikler
Kobalt veya nikel bağlayıcılar içeren çimentolu karbürler, oda sıcaklığında ferromanyetik özellikler sergiler [17]. Bu özellik belirli uygulamalarda yararlı olabilir, ancak manyetizmanın sorunlu olabileceği diğerlerinde dikkate alınması gerekebilir.
Korozyon direnci
Bireysel tungsten karbür parçacıkları çoğu korozif ortama dirençlidir [17], bu da malzemeyi sert kimyasal ortamlarda kullanıma uygun hale getirir.
Diğer malzemelerle karşılaştırma
Tungsten karbürün özelliklerini perspektife koymak için, diğer bazı yaygın malzemelerle karşılaştıralım:
| Bakır |
Karbür |
Çelik |
Alüminyum |
Tungsten |
| Elektriksel iletkenlik |
Ilıman |
Düşük |
Yüksek |
Yüksek |
| Termal iletkenlik |
Ilıman |
Düşük |
Yüksek |
Yüksek |
| Sertlik |
Çok yüksek |
Ilıman |
Düşük |
Düşük |
| Yoğunluk |
Yüksek |
Ilıman |
Yüksek |
Düşük |
Tungsten karbür uygulamaları
Eşsiz mülk kombinasyonu, Tungsten karbürünü çeşitli endüstrilerde değerli kılar:
1. İmalat: Kesme aletleri, kalıplar ve aşınmaya dayanıklı bileşenler.
2. Madencilik ve Petrol ve Gaz: Matkap bitleri ve madencilik ekipmanı.
3. Mücevher: Çekmeye dayanıklı halkalar ve çerçeveler izleyin.
4. Otomotiv: Motor bileşenleri ve yakıt enjeksiyon nozulları.
5. Havacılık ve Uzay: Türbin motoru bileşenleri ve iniş dişlisi parçaları.
Çevresel ve sağlık hususları
Tungsten Carbide birçok fayda sunarken, çevresel ve sağlık etkilerini dikkate almak önemlidir:
- Tungsten madenciliği ve işlenmesi önemli çevresel etkilere sahip olabilir.
- Tungsten karbür tozuna maruz kalma, özellikle kobalt ile birleştirildiğinde, üretim ortamlarında işçiler için sağlık riskleri oluşturabilir.
- Tungsten karbür endüstrisinde uygun güvenlik önlemleri ve sorumlu kaynak kullanımı çok önemlidir.
Tungsten karbürün geleceği
Teknoloji ilerledikçe, tungsten karbür için yeni uygulamalar ortaya çıkmaya devam ediyor:
- Nanoteknoloji: Tungsten karbür nanopartikülleri çeşitli uygulamalar için araştırılmaktadır.
- 3D Baskı: Katkı üretimindeki gelişmeler, karmaşık tungsten karbür bileşenleri oluşturmak için yeni olasılıklar açıyor.
- Sürdürülebilir Üretim: Tungsten karbürü üretmek ve geri dönüştürmek için daha çevre dostu yöntemler geliştirmek için araştırmalar devam etmektedir.
Çözüm
Tungsten karbür, elektriksel iletkenliği de dahil olmak üzere karmaşık bir dizi özelliğe sahip büyüleyici bir malzemedir. Saf tungsten karbür elektriksel olarak iletken olsa da, çoğu uygulamada kullanılan çimentolu karbürler bileşim ve üretim sürecine bağlı olarak iletkenliklerinde değişebilir. Sertlik, güç ve termal özelliklerin eşsiz kombinasyonu, çok sayıda endüstride paha biçilmez hale getirir.
Malzeme biliminin sınırlarını zorlamaya devam ederken, Tungsten karbür, uygulamaları sürekli gelişerek önemli bir oyuncu olmaya devam ediyor. Elektrik ve diğer özelliklerini anlamak, bu dikkat çekici malzemeyi hem mevcut hem de gelecekteki teknolojilerde etkili bir şekilde kullanmanın anahtarıdır.
Sık sorulan sorular
1. Tungsten karbür manyetik mi?
Tungsten karbürün kendisi manyetik değildir. Bununla birlikte, kobalt veya nikel bağlayıcılar içeren çimentolu karbürler, bu bağlayıcı malzemelerden dolayı ferromanyetik özellikler sergileyebilir [17]. WC-Co-çimentolanmış karbürlerin manyetik geçirgenliği genellikle düşüktür, bir vakuma (1 değeri ile) kıyasla 1.01 ila yaklaşık 12 arasında değişmektedir [17].
2. Tungsten karbürün sertliği elmasla nasıl karşılaştırılır?
Tungsten karbür son derece zordur, MOHS ölçeğinde yaklaşık 9 ila 9.5 sırada [5]. Bu onu bilinen en zor malzemelerden biri haline getirse de, Mohs ölçeğinde 10 sırada yer alan elmas kadar zor değil. Bununla birlikte, Tungsten Carbide'nin sertlik ve tokluk kombinasyonu, özellikle darbe direncinin önemli olduğu yerlerde, belirli uygulamalar için elmastan daha uygun hale getirir.
3. Tungsten karbür mücevherlerde metal alerjisi olan insanlar için kullanılabilir mi?
Evet, tungsten karbür mücevherleri genellikle hipoalerjenik olarak kabul edilir ve metal alerjisi olan insanlar için uygundur. Bunun nedeni, mücevherlerde kullanılan tungsten karbürünün tipik olarak bu potansiyel alerjenlerin yüzeye maruz kalmayacağı şekilde nikel veya kobalt ile alaşımlı olmasıdır. Bununla birlikte, aşırı duyarlılıkları olan bireyler, tungsten karbür mücevher giymeden önce bir dermatologa dikkat etmeli ve danışmalıdır [16].
4. Tungsten karbürün ağırlığı diğer metallerle nasıl karşılaştırılır?
Tungsten karbür, mücevher ve endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan diğer birçok metalden önemli ölçüde daha yoğundur. Spesifik ağırlığı, karbon çeliğinin 1,5 ila 2 katı arasında değişmektedir [14]. Bu yüksek yoğunluk, tungsten karbür mücevherlerine önemli, premium bir his verir, ancak aynı zamanda endüstriyel uygulamalardaki tungsten karbür bileşenlerinin çelik muadillerinden daha ağır olabileceği anlamına gelir.
5. Tungsten karbür geri dönüştürülebilir mi?
Evet, Tungsten karbür geri dönüştürülebilir ve tungsten karbür ürünlerini geri kazanmaya ve geri dönüştürmeye odaklanan büyüyen bir endüstri vardır. Geri dönüşüm işlemi tipik olarak kullanılmış tungsten karbür parçalarının ezilmesini ve tungsteni diğer malzemelerden ayırmak için kimyasal olarak tedavi edilmesini içerir. Bu geri dönüştürülmüş tungsten daha sonra yeni tungsten karbür ürünleri oluşturmak için kullanılabilir. Tungsten karbür geri dönüşümü sadece çevre açısından faydalı değil, aynı zamanda tungsten'in yüksek değeri nedeniyle ekonomik olarak avantajlıdır.
Alıntılar:
[1] https://onlytungstenrings.com/is-tungsten-carbide-conutute/
[2] https://redwoodrings.com/blogs/redwood-rings-blog/are-tungsten-rings-condicut
[3] https://www.hyperionmt.com/en/resources/materials/cemaned-carbide/thermal-properties/
[4] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[5] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[6] https://www.industrialplating.com/materials/tungsten-carbide-coatings
[7] https://wesltd.com/capability/materials/tungsten-carbide/
[8] https://www.zhongbocarbide.com/news/is-tungsten-carbide-a-conuctor.html
[9] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
[10] https://www.itia.info/properties-intermediates/
[11] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide
[12] https://www.linkedin.com/pulse/properties-tungsten-carbide-shijin-ei-2c
[13] https://www.kltcarbideusa.com/tungsten-carbide
[14] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[15] https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/72/tungsten_carbide_inserts.jpg?sa=X&ved=2ahukewi-09jt9p2laxwdjq8bhatawmq_b16bagaeai
[16] https://patrickadairdesigns.com/blogs/blog/Best-noncutute-wedding-sings-for-Electricians
[17] https://www.linkedin.com/pulse/properties-tungsten-carbide-shijin-ei-2c
[18] https://www.carbideprobes.com/wp-content/uploads/2019/07/tungstencarbidedataSheet.pdf
[19] https://www.shutterstock.com/search/tungsten-etal
[20] https://blog.fullertontool.com/tool-tip-herermal-lanuctive-sorcated-to-materials-vs.-carbide
