ٹنگسٹن کاربائڈ کی ترکیب کیا ہے؟

مواد کا مینو

● تعارف

● ٹنگسٹن کاربائڈ کی کیمسٹری

>> بنیادی عمارت کے بلاکس

>>> وزن کی تقسیم

>> ہیکساگونل α-wc

>>> کلیدی ساختی میٹرکس

>> کیوبک β-wc

>> اناج کا سائز اور کارکردگی

● بائنڈرز کا کردار: سیمنٹ کاربائڈ

>> بائنڈرز کیوں اہمیت رکھتے ہیں

>>> بائنڈر موازنہ

>> درجہ بندی کے ڈھانچے

● مینوفیکچرنگ کا عمل

>> مرحلہ 1: پاؤڈر کی تیاری

>> مرحلہ 2: اختلاط اور ملنگ

>> مرحلہ 3: دبانے والا

>> مرحلہ 4: sintering

>> پوسٹ پروسیسنگ

● جسمانی اور مکینیکل خصوصیات

>> سختی بمقابلہ سختی تجارت

>> تھرمل استحکام

>> بجلی کی چالکتا

● صنعتوں میں درخواستیں

>> صنعتی کاٹنے کے اوزار

>> کان کنی اور تعمیر

>> ایرو اسپیس

>> میڈیکل

>> صارفین کا سامان

● مستقبل کے رجحانات اور بدعات

>> اضافی مینوفیکچرنگ

>> پائیدار مشقیں

>> نینو ساختہ کاربائڈس

● نتیجہ

● اکثر پوچھے گئے سوالات (عمومی سوالنامہ)

>> 1. ٹنگسٹن کاربائڈ اسٹیل سے زیادہ مشکل کیوں ہے؟

>> 2. کیا ٹنگسٹن کاربائڈ زنگ لگا سکتا ہے؟

>> 3. ٹنگسٹن کاربائڈ کو کس طرح ری سائیکل کیا جاتا ہے؟

>> 4. ڈبلیو سی اور ڈائمنڈ میں کیا فرق ہے؟

>> 5. کیا ٹنگسٹن کاربائڈ زہریلا ہے؟

● حوالہ جات:

تعارف

ٹنگسٹن کاربائڈ ٹنگسٹن (ڈبلیو) اور کاربن (سی) کا ایک بائنری مرکب ہے ، لیکن اس کی حقیقی دنیا کی افادیت اس کی جامع شکل میں ہے: سیمنٹ کاربائڈ۔ ایرو اسپیس سے لے کر زیورات تک یہ مواد انتہائی استحکام کی ضرورت والی صنعتوں پر حاوی ہے۔ اس کی تشکیل کا تجزیہ کرکے ، ہم ننگا کرتے ہیں کہ یہ مخصوص ایپلی کیشنز میں اسٹیل ، سیرامکس ، اور یہاں تک کہ ہیروں کو کیوں بہتر بناتا ہے۔

ٹنگسٹن کاربائڈ کی کیمسٹری

بنیادی عمارت کے بلاکس

ٹنگسٹن کاربائڈ کا فارمولا ، ڈبلیو سی ، 1: 1 جوہری تناسب کی عکاسی کرتا ہے۔ تاہم ، وزن کی تقسیم اس کے اعلی جوہری ماس (183.84 جی/مول بمقابلہ کاربن کے لئے 12.01 جی/مول) کی وجہ سے ٹنگسٹن کی طرف بھاری بھرکم ہے۔

وزن کی تقسیم

- ٹنگسٹن (ڈبلیو): 93–94 ٪

- کاربن (سی): 6–6.1 ٪

- ٹریس عناصر: آئرن

ہیکساگونل α-wc

کمرے کے درجہ حرارت پر مستحکم شکل میں ایک ہیکساگونل جالی کی خصوصیات ہے جہاں ہر ٹنگسٹن ایٹم کو ایک ٹریگونل پرزم میں چھ کاربن ایٹموں سے گھرا ہوا ہے۔

کلیدی ساختی میٹرکس

- ڈبلیو - سی بانڈ کی لمبائی: 220 بجے

- پرت کا فاصلہ: ٹنگسٹن پرتوں کے درمیان 284 شام۔

کیوبک β-wc

ایک میٹاسٹیبل کیوبک مرحلہ 2530 ° C سے اوپر ہے لیکن ٹھنڈک کے بعد تیزی سے ہیکساگونل میں واپس آجاتا ہے۔

اناج کا سائز اور کارکردگی

- عمدہ اناج (0.5–1 µm): اعلی سختی ، صحت سے متعلق ٹولز کے لئے موزوں ہے۔

- موٹے اناج (5–10 µm): بہتر فریکچر سختی ، کان کنی کے اوزار کے لئے مثالی۔

بائنڈرز کا کردار: سیمنٹ کاربائڈ

بائنڈرز کیوں اہمیت رکھتے ہیں

خالص ڈبلیو سی ٹوٹنے والا ہے۔ 5-25 ٪ بائنڈر دھاتیں شامل کرنے سے (جیسے ، کوبالٹ ، نکل) ایک ڈکٹائل میٹرکس بناتا ہے جس میں ڈبلیو سی اناج کو ایک ساتھ رکھتا ہے ، جس سے مشینی اور اثر مزاحمت کو قابل بناتا ہے۔

بائنڈر موازنہ

بائنڈر	فوائد کی	حدود
CO	اعلی ویٹیبلٹی ، لاگت سے موثر	ناقص سنکنرن مزاحمت
نی	سنکنرن مزاحم	شریک سے کم سختی
ni-cr	آکسیکرن کی مزاحمت میں اضافہ	زیادہ لاگت

درجہ بندی کے ڈھانچے

اعلی درجے کی سیمنٹ کاربائڈس فنکشنل گریڈڈ ڈیزائن کا استعمال کرتے ہیں:

- سطح کی پرت: لباس مزاحمت کے لئے اعلی ڈبلیو سی (94 ٪)۔

- کور: جھٹکے جذب کے ل higher اعلی بائنڈر (15–20 ٪)۔

مینوفیکچرنگ کا عمل

مرحلہ 1: پاؤڈر کی تیاری

- خام مال: ٹنگسٹن آکسائڈ (WO₃) یا امونیم پیراٹنگسٹیٹ (اے پی ٹی)۔

- کمی: ہائیڈروجن WO₃ کو 700-1000 ° C پر ٹنگسٹن پاؤڈر سے کم کرتا ہے۔

- کاربرائزیشن: کاربن بلیک 1400–1600 ° C پر ٹنگسٹن کے ساتھ رد عمل کا اظہار کرتا ہے۔

مرحلہ 2: اختلاط اور ملنگ

ہم آہنگی کو یقینی بنانے کے لئے ڈبلیو سی پاؤڈر بائنڈر دھاتوں اور نامیاتی اضافی (پیرافین ، پی ای جی) کے ساتھ بال ملا جاتا ہے۔

مرحلہ 3: دبانے والا

- غیر متزلزل دباؤ: سادہ شکلوں کے لئے (جیسے ، داخل کرتا ہے)۔

- کولڈ آئسوسٹٹک پریسنگ (سی آئی پی): پیچیدہ جیومیٹریوں کے لئے۔

مرحلہ 4: sintering

- ویکیوم sintering: 1400–1600 ° C پر آکسیکرن کو روکتا ہے۔

- گرم isostatic پریسنگ (HIP): کثافت کو بڑھاتا ہے اور porosity کو ختم کرتا ہے.

پوسٹ پروسیسنگ

- پیسنا: ڈائمنڈ پہیے مائکرون سطح کی صحت سے متعلق حاصل کرتے ہیں۔

- کوٹنگ: جسمانی بخارات جمع (پی وی ڈی) بہتر کارکردگی کے ل tin ٹن یا الاو ₃ پرتوں کا اضافہ کرتی ہے۔

جسمانی اور مکینیکل خصوصیات

سختی بمقابلہ سختی تجارت

- سختی: 1300 HV (اعلی بائنڈر) سے لے کر 2600 HV (کم بائنڈر) تک کی حدیں۔

- فریکچر سختی: 8–15 MPa · m⊃1 ؛/⊃2 ؛ ، بائنڈر مواد پر منحصر ہے۔

تھرمل استحکام

- آکسیکرن مزاحمت: ہوا میں 500 ° C تک مستحکم ؛ 600 ° C سے اوپر WO₃ پر انحطاط کرتا ہے۔

- تھرمل چالکتا: 110 ڈبلیو/ایم · K (اسٹیل سے بہتر) ، کاٹنے والے ٹولز میں گرمی کی کھپت کو قابل بناتا ہے۔

بجلی کی چالکتا

ڈبلیو سی برقی طور پر کوندکٹو (مزاحمتی ~ 0.2 µω · m) ہے ، جس سے الیکٹرو ڈسچارج مشینی (EDM) کی اجازت ہے۔

صنعتوں میں درخواستیں

صنعتی کاٹنے کے اوزار

- داخل کریں: لیپت ڈبلیو سی-سی او گریڈ ٹرننگ ، ملنگ اور ڈرلنگ پر حاوی ہیں۔

- سرکلر آری: ڈبلیو سی سے چلنے والے دانت کمپوزٹ اور دھاتیں کاٹتے ہیں۔

کان کنی اور تعمیر

- ڈرل بٹس: موٹے دانوں والے ڈبلیو سی نے چٹان کی کھردری کا مقابلہ کیا۔

- سرنگ بورنگ مشینیں: کٹر سروں پر ڈبلیو سی دانت۔

ایرو اسپیس

- ٹربائن بلیڈ: ڈبلیو سی کوٹنگز کٹاؤ سے بچ جاتی ہیں۔

- راکٹ نوزلز: اعلی درجہ حرارت کا استحکام۔

میڈیکل

- جراحی کے اوزار: WC-CR₃C₂ کوٹنگز بیکٹیریل آسنجن کو کم کرتے ہیں۔

- دانتوں کی بار: تامچینی کی صحت سے متعلق پیسنا۔

صارفین کا سامان

-زیورات: ہائپواللرجینک ڈبلیو سی کی انگوٹھی (نی بائنڈر فری)۔

- کھیلوں کا سامان: گولف کلب استحکام کے لئے داخل کرتا ہے۔

مستقبل کے رجحانات اور بدعات

اضافی مینوفیکچرنگ

- بائنڈر جیٹنگ: پیچیدہ جیومیٹری کے ساتھ 3D پرنٹ شدہ ڈبلیو سی حصے۔

-لیزر پاؤڈر بیڈ فیوژن: ایرو اسپیس کے لئے اعلی کثافت WC-NI اجزاء۔

پائیدار مشقیں

- ری سائیکلنگ: سکریپ کاربائڈ سے کوبالٹ اور ٹنگسٹن کی بازیابی۔

- متبادل بائنڈرز: کوبالٹ انحصار کو کم کرنے کے لئے آئرن نکل مرکب۔

نینو ساختہ کاربائڈس

- نینو-ڈبلیو سی (50–100 این ایم): روایتی درجات سے 20 ٪ زیادہ سختی۔

- گرافین سے تقویت شدہ ڈبلیو سی: بہتر فریکچر سختی۔

نتیجہ

ٹنگسٹن کاربائڈ کی ترکیب - 94 ٪ ٹنگسٹن اور 6 ٪ کاربن - اس کی پیچیدگی کا بیل ہے۔ کوبالٹ جیسے بائنڈرز کے ساتھ اسٹریٹجک کھوج لگانے کے ذریعے ، یہ زیادہ تر مواد کی طرف سے بے مثال سختی اور سختی کا توازن حاصل کرتا ہے۔ اضافی مینوفیکچرنگ اور نینو انجینئرنگ میں بدعات اپنے ایپلی کیشنز کو مزید وسعت دینے کا وعدہ کرتی ہیں ، اور جدید صنعت کے لنچپن کے طور پر اس کے کردار کو مستحکم کرتی ہیں۔

اکثر پوچھے گئے سوالات (عمومی سوالنامہ)

1. ٹنگسٹن کاربائڈ اسٹیل سے زیادہ مشکل کیوں ہے؟

ڈبلیو سی کے ہم آہنگی ڈبلیو - سی بانڈ اسٹیل میں دھاتی بانڈوں سے زیادہ مضبوط ہیں۔ اس کی ہیکساگونل جالی بھی سندچیوتی تحریک کی مخالفت کرتی ہے۔

2. کیا ٹنگسٹن کاربائڈ زنگ لگا سکتا ہے؟

خالص ڈبلیو سی سنکنرن مزاحم ہے ، لیکن کوبالٹ بانڈڈ گریڈ تیزابیت والے ماحول میں آکسائڈائز ہوسکتے ہیں۔ نکل بائنڈرز سنکنرن مزاحمت کو بہتر بناتے ہیں۔

3. ٹنگسٹن کاربائڈ کو کس طرح ری سائیکل کیا جاتا ہے؟

سکریپ کاربائڈ کو کچل دیا جاتا ہے ، آکسائڈائزڈ وو ₃ ، اور ٹنگسٹن میں واپس آ جاتا ہے۔ کوبالٹ ہائیڈروومیٹالورجی کے ذریعے برآمد ہوتا ہے۔

4. ڈبلیو سی اور ڈائمنڈ میں کیا فرق ہے؟

ڈائمنڈ (10 MOHS) WC (9–9.5 MOHS) سے زیادہ سخت ہے ، لیکن WC اعلی درجہ حرارت کی ایپلی کیشنز (> 600 ° C) میں ہیرے کو بہتر بناتا ہے۔

5. کیا ٹنگسٹن کاربائڈ زہریلا ہے؟

اگر سانس لیا جاتا ہے تو ڈبلیو سی کی دھول مؤثر ہے ، لیکن سائنٹرڈ حصے حیاتیاتی طور پر جڑ ہیں۔ نکل بانڈڈ گریڈ کوبالٹ سے متعلق زہریلا کے خدشات سے بچتے ہیں۔

حوالہ جات:

[1] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide

[2] https://www.insaco.com/matory/tungsten-carbide/

[3] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide

[4] https://scienceinfo.com/tungsten-carbide-properties-applications/

[5] https://www.totalmateria.com/en-us/articles/tungsten-carbide-metals-1/

[6] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035

.

[8] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html

[9] https://collegedunia.com/exams/tungsten-carbide-synthesis-properties-and-toxicity-chemistry-articleid-5537

[10] https://en.wikedia.org/wiki/tungsten_carbide

[11] https://www.allied-matory.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html

[12] https://www.chemicalbook.com/article/crystal-structure-and-uses-of-tungsten-carbide.htm

[13] https://en.wikipedia.org/wiki/File:-Alpha_tungsten_carbide_crystal_structure.jpg

[14] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf

[15] https://www.retopz.com/57-frequently-asked-questions-aqs-about-tungsten-carbide/

[16] https://hpvchemicals.oecd.org/ui/handler.axd?id=ed1c76bf-dad9-4baa-8d1b-70fed7f92862

[17] https://www.star-su.com/wp-content/uploads/HB-Carbide-Grade-Chart-and-Data-Sheets.pdf

[18] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/

[19] http://www.carbidetechnologies.com/faq/hy-is-tungsten-carbide/

[20] https://carbosystem.com/en/tungsten-carbide/

[21] https://www.hitechseals.com/includes/pdf/tungsten_carbide.pdf

[22] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/tungsten-carbide

[23] https://www.harcourt.co/overview_documents/Tungsten%20Carbide%20data%20sheet.PDF

[24] https://www.woksal.com/dokemanta/woksal-hard-metal.pdf

[25] https://www.dymetalloys.co.uk/ what-is-is-tungsten-carbide

[26] https://www.refractorymetal.org/physical-chemical-properties- of-tungsten.html

[27] https://next-gen.matorysproject.org/matorys/mp-1894

[28] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/tungsten_carbide

.

[30] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/tungsten-carbide-_w2c

.

[32] https://www.carbideprobes.com/wp-content/uploads/2019/07/TungstenCarbideDataSheet.pdf

[33] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide/grade-chart

[34] http://www.machiningtech.com/tungsten-carbide-grade-Chart.html

.

[36] https://www.istockphoto.com/photo/crystaline-structure-of-tungsten-carbide-gm166044155-17867637

[37] https://www.generalcarbide.com/wp-content/uploads/2019/04/GeneralCarbide-Designers_Guide_TungstenCarbide.pdf

[38] https://commons.wikimedia.org/wiki/File:-Alpha_tungsten_carbide_crystal_structure.jpg

[39] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263436823002019

[40] https://cen.acs.org/materials/Chemistry-Pictures-Tungsten-carbide-slice/103/web/2025/02

[41] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S026343681830533X

[42] https://www.atomic-scale-physics.de/lattice/struk/bh.html

.

[44] https://www.tungstenworld.com/pages/tungsten-news-common-questions-about-tungsten

[45] https://en.wikedia.org/wiki/tungsten_carbide

[46] https://tuncomfg.com/about/faq/

[47] https://www.zzbetter.com/new/Understanding-the-Composition-and-Properties-of-Tungsten-Carbide-and-Titanium-Carbide.html

[48] ​​http://www.carbidetechnologies.com/faqs/

[49] https://www.hit-tw.com/newsdetails.aspx؟nid=298

[50] https://shop.machinemfg.com/tungsten-carbide-an-overview/

[51] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide

[52] https://www.linkedin.com/pulse/questions-composite-materials-tungsten-carbide-shijin-lei

[53] https://www.aemmetal.com/news/tungsten-vs-tungsten-carbide-guide.html

[54] https://www.insaco.com/matory/tungsten-carbide/