ٹنگسٹن کاربائڈ کی سختی کیا ہے؟

مواد کا مینو

● مواد سائنس میں سختی کی وضاحت کرنا

● ٹنگسٹن کاربائڈ سختی میٹرکس

>> 1. محس سختی

>> 2. وکرز سختی

>> 3. راک ویل سختی

● ٹنگسٹن کاربائڈ سختی کو متاثر کرنے والے عوامل

>> 1. اناج کا سائز

>> 2. کوبالٹ بائنڈر فیصد

>> 3. مینوفیکچرنگ کا عمل

● ٹنگسٹن کاربائڈ کی سختی کے پیچھے سائنس

>> 1. کرسٹل ڈھانچہ

>> 2. ہم آہنگی بانڈنگ

>> 3. دھاتی کردار

>> 4. الیکٹران کی تشکیل

● ٹنگسٹن کاربائڈ سختی کا فائدہ اٹھانے والی ایپلی کیشنز

>> 1. کاٹنے کے اوزار

>> 2. لباس مزاحم اجزاء

>> 3. زیورات

>> 4. ایرو اسپیس اور دفاع

>> 5. طبی آلات

● ٹنگسٹن کاربائڈ بمقابلہ دیگر سخت مواد

>> 1. ڈائمنڈ

>> 2. سلیکن کاربائڈ (sic)

>> 3. ٹائٹینیم

>> 4. کیوبک بوران نائٹریڈ (سی بی این)

>> 5. ایلومینا (AL2O3)

● ٹنگسٹن کاربائڈ کے چیلنجز اور حدود

>> 1. برٹیلینس

>> 2. لاگت

>> 3. پروسیسنگ مشکلات

>> 4. ماحولیاتی خدشات

● ٹنگسٹن کاربائڈ ٹکنالوجی میں مستقبل کی پیشرفت

>> 1. نانو اسٹرکچرڈ ڈبلیو سی

>> 2. جامع مواد

>> 3. اعلی درجے کی کوٹنگز

>> 4. اضافی مینوفیکچرنگ

● نتیجہ

● عمومی سوالنامہ

>> 1. ٹنگسٹن کاربائڈ کی محج سختی کیا ہے؟

>> 2. ٹنگسٹن کاربائڈ سختی کی پیمائش کیسے کی جاتی ہے؟

>> 3. کیا ٹنگسٹن کاربائڈ سکریچ ہیرا؟

>> 4. کوبالٹ مواد سختی کو کیوں متاثر کرتا ہے؟

>> 5. کیا ٹنگسٹن کاربائڈ صارفین کی مصنوعات میں استعمال ہوتا ہے؟

● حوالہ جات:

ٹنگسٹن کاربائڈ (ڈبلیو سی) وجود میں سب سے مشکل انجنیئر مواد میں سے ایک ہے ، جو اس کے غیر معمولی استحکام اور پہننے کے خلاف مزاحمت کے لئے مشہور ہے۔ یہ مرکب ، ٹنگسٹن اور کاربن ایٹموں کو بانڈنگ کے ذریعہ تشکیل دیا گیا ہے ، اس نے مینوفیکچرنگ سے لے کر زیورات تک کی صنعتوں میں انقلاب برپا کردیا ہے۔ اس کی سختی ہیرا کے بعد دوسرے نمبر پر ہے ، جس سے یہ اعلی تناؤ کی ایپلی کیشنز کے ل imp ناگزیر ہے۔ اس مضمون میں سختی کی کھوج کی گئی ہے ٹنگسٹن کاربائڈ ، اس کی پیمائش کے طریقے ، اثر و رسوخ کے عوامل ، ایپلی کیشنز ، اور دوسرے مواد کے ساتھ موازنہ۔

مواد سائنس میں سختی کی وضاحت کرنا

سختی سے مراد مستقل اخترتی ، سکریچنگ ، ​​یا انڈینٹیشن کے خلاف مادے کی مزاحمت ہے۔ ٹنگسٹن کاربائڈ کے ل this ، یہ پراپرٹی اہم ہے کیونکہ یہ کھرچنے والے ماحول میں اپنی کارکردگی کا تعین کرتی ہے۔ سختی کی پیمائش کے لئے عام ترازو میں شامل ہیں:

- MOHS اسکیل: کھرچنے سے معدنی مزاحمت کا موازنہ کرنے والا ایک کوالٹیٹو آرڈینل اسکیل (1-10)۔

- وکرز سختی (HV): ہیرے کے اہرام کا استعمال کرتے ہوئے انڈینٹیشن مزاحمت کی پیمائش کرتی ہے۔

- راک ویل سختی (HRA ، HRC): مخصوص بوجھ کے تحت دخول کی گہرائی کی مقدار۔

ٹنگسٹن کاربائڈ سختی میٹرکس

1. محس سختی

ہیرا (10) کے بالکل نیچے ، ٹنگسٹن کاربائڈ موہس اسکیل پر 9-9.5 کی درجہ بندی کرتا ہے۔ اس سے زیادہ تر اسٹیل (4–8.5) اور ایلومینا (9) جیسے سیرامکس سے زیادہ مشکل ہوتا ہے۔

2. وکرز سختی

ڈائمنڈ انڈینٹر کا استعمال کرتے ہوئے ، ٹنگسٹن کاربائڈ اناج کے سائز اور کوبالٹ مواد پر منحصر ہے ، 1،500–2،600 HV اسکور کرتا ہے۔ کم کوبالٹ بائنڈر (3–6 ٪) کے ساتھ عمدہ دانے والے درجات اعلی ترین سختی کو حاصل کرتے ہیں۔

3. راک ویل سختی

ٹنگسٹن کاربائڈ عام طور پر راک ویل اسکیل پر 88–94 ایچ آر اے کی پیمائش کرتا ہے ، جس کا موازنہ سخت ٹول اسٹیل سے ہوتا ہے لیکن اعلی لباس مزاحمت کے ساتھ۔

ٹنگسٹن کاربائڈ سختی کو متاثر کرنے والے عوامل

1. اناج کا سائز

- عمدہ اناج (0.2–0.8 μm): کم انٹرگرینولر وقفہ کاری کی وجہ سے اعلی سختی۔

- موٹے دانے (> 1 μm): بہتر سختی لیکن کم سختی ، کان کنی کی مشقوں جیسے اثر سے بھاری ایپلی کیشنز کے لئے مثالی۔

2. کوبالٹ بائنڈر فیصد

- کم کوبالٹ (3–6 ٪): زیادہ سے زیادہ سختی سے لیکن برٹیلینس کو بڑھاتا ہے۔

- اعلی کوبالٹ (10–20 ٪): سختی کے خرچ پر سختی کو بڑھاتا ہے۔

3. مینوفیکچرنگ کا عمل

- sintering درجہ حرارت: اعلی درجہ حرارت (1،400–1،600 ° C) کثافت اور سختی کو بہتر بنائیں۔

- سنٹرنگ کے بعد علاج: ٹائٹینیم نائٹریڈ (ٹن) جیسے ملعمع کاری سطح کی سختی کو مزید بہتر بناتی ہے۔

ٹنگسٹن کاربائڈ کی سختی کے پیچھے سائنس

ٹنگسٹن کاربائڈ کی غیر معمولی سختی کو سمجھنے کے لئے اس کے جوہری ڈھانچے اور بانڈنگ میکانزم کو تلاش کرنے کی ضرورت ہے۔ مادے کی انوکھی خصوصیات عوامل کے امتزاج سے پیدا ہوتی ہیں:

1. کرسٹل ڈھانچہ

ٹنگسٹن کاربائڈ ایک ہیکساگونل قریب سے پیک (HCP) کرسٹل ڈھانچہ تشکیل دیتا ہے۔ اس انتظام سے جوہریوں کو موثر پیک کرنے کی اجازت ملتی ہے ، جس سے اس کی اعلی کثافت اور سختی میں مدد ملتی ہے۔

2. ہم آہنگی بانڈنگ

ٹنگسٹن اور کاربن ایٹموں کے مابین مضبوط ہم آہنگی بانڈ ایک سخت جعلی پیدا کرتے ہیں جو اخترتی کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔ یہ بانڈ دشاتمک اور مقامی ہیں ، جو غیر معمولی طاقت فراہم کرتے ہیں۔

3. دھاتی کردار

بنیادی طور پر ہم آہنگی کے دوران ، ٹنگسٹن کاربائڈ کچھ دھاتی بانڈنگ خصوصیات کو بھی ظاہر کرتی ہے۔ یہ مجموعہ ہیرے جیسے خالص کوولینٹ مواد کے مقابلے میں اس کی سختی کو بڑھاتا ہے۔

4. الیکٹران کی تشکیل

ٹنگسٹن (5d^4 6S^2) کی الیکٹران کی تشکیل کاربن کے الیکٹرانوں کے ساتھ مضبوط ہائبرڈائزیشن کی اجازت دیتی ہے ، جس سے مستحکم اور سخت بانڈ تشکیل دیتے ہیں جو مادے کی سختی میں معاون ہیں۔

ٹنگسٹن کاربائڈ سختی کا فائدہ اٹھانے والی ایپلی کیشنز

1. کاٹنے کے اوزار

- اختتامی ملز ، ڈرل بٹس ، اور داخل کرنے والے اعلی درجہ حرارت پر بھی تیز کناروں کو برقرار رکھتے ہیں ، آلے کے لباس کو کم کرتے ہیں۔

- موازنہ:

مادی	سختی (HV)	پہننے کے خلاف مزاحمت
HSS	800–900	کم
سیرامکس	1،200–1،800	اعتدال پسند
ڈبلیو سی	1،500–2،600	انتہائی

2. لباس مزاحم اجزاء

- کان کنی کے سازوسامان (ڈرل ٹپس ، کولہو پلیٹیں) کھرچنے والی چٹان سے رابطے کا مقابلہ کریں۔

- صنعتی نوزلز اور والوز کٹاؤ مائعات کو برداشت کرتے ہیں۔

3. زیورات

- سکریچ مزاحمت کی وجہ سے شادی کے بینڈ غیر معینہ مدت کے لئے پولش کو برقرار رکھتے ہیں۔

4. ایرو اسپیس اور دفاع

ٹنگسٹن کاربائڈ کی سختی ایرو اسپیس اور دفاعی درخواستوں میں انمول بناتی ہے۔

- کوچ چھیدنے والے راؤنڈ: ڈبلیو سی کور دخول کی صلاحیتوں کو بڑھاتا ہے۔

- ٹربائن بلیڈ کوٹنگز: جیٹ انجنوں میں کٹاؤ کے خلاف مزاحمت کو بہتر بنائیں۔

- خلائی جہاز کے اجزاء: مائکرو میٹرائٹ اثرات اور خلائی ملبے کا مقابلہ کریں۔

5. طبی آلات

ٹنگسٹن کاربائڈ کی بایوکیومپیٹیبلٹی اور سختی اسے مختلف طبی ایپلی کیشنز کے ل suitable موزوں بناتی ہے۔

- جراحی کے آلات: کھوپڑی کے بلیڈ اور انجکشن کے اشارے نفاست کو برقرار رکھتے ہیں۔

- دانتوں کی مشقیں: دانتوں کے تامچینی اور ڈینٹین کی صحت سے متعلق کاٹنے۔

- آرتھوپیڈک ایمپلانٹس: لباس مزاحم مشترکہ تبدیلی۔

ٹنگسٹن کاربائڈ بمقابلہ دیگر سخت مواد

1. ڈائمنڈ

- سختی: ڈائمنڈ (10 MOHS) بمقابلہ WC (9–9.5 MOHS)

- استعمال کیس: الٹرا صحت سے متعلق کاٹنے کے لئے ہیرا ؛ سرمایہ کاری مؤثر استحکام کے لئے ڈبلیو سی۔

2. سلیکن کاربائڈ (sic)

- سختی: sic (9.5 Mohs) بمقابلہ WC (9–9.5 MoHs)

- تھرمل استحکام: اعلی درجہ حرارت کے ماحول میں ایس آئی سی سبقت لے جاتا ہے۔

3. ٹائٹینیم

- سختی: ٹائٹینیم (6 موہس) بمقابلہ ڈبلیو سی (9 ایم او ایچ ایس)۔

- استحکام: WC لباس کے خلاف مزاحمت میں ٹائٹینیم کو بہتر بناتا ہے۔

4. کیوبک بوران نائٹریڈ (سی بی این)

- سختی: سی بی این (9.5 موہس) بمقابلہ ڈبلیو سی (9–9.5 موہس)۔

- درخواست: اس کے کیمیائی استحکام کی وجہ سے سخت اسٹیلوں کو مشینی بنانے کے لئے سی بی این کو ترجیح دی جاتی ہے۔

5. ایلومینا (AL2O3)

- سختی: ایلومینا (9 موہس) بمقابلہ ڈبلیو سی (9–9.5 موہس)۔

- لاگت: ایلومینا ڈبلیو سی سے زیادہ معاشی لیکن کم سخت ہے۔

ٹنگسٹن کاربائڈ کے چیلنجز اور حدود

اس کی غیر معمولی سختی کے باوجود ، ٹنگسٹن کاربائڈ کو کچھ چیلنجوں کا سامنا ہے:

1. برٹیلینس

اونچی سختی اکثر بڑھتی ہوئی برٹیلینس کے ساتھ منسلک ہوتی ہے۔ ڈبلیو سی اچانک اثرات کے تحت ، خاص طور پر کم کووبلٹ گریڈ میں چپ یا فریکچر کرسکتا ہے۔

2. لاگت

ٹنگسٹن ایک نسبتا rare نایاب دھات ہے ، جس سے ڈبلیو سی کو بہت سے متبادل مواد سے زیادہ مہنگا پڑتا ہے۔

3. پروسیسنگ مشکلات

ڈبلیو سی کی اعلی سختی حتمی مصنوع کو چیلنج کرنے اور مشینی بنانے کی تشکیل کرتی ہے ، جس میں اکثر بجلی کی خارج ہونے والی مشیننگ (ای ڈی ایم) جیسی خصوصی تکنیک کی ضرورت ہوتی ہے۔

4. ماحولیاتی خدشات

ٹنگسٹن کان کنی اور پروسیسنگ سے ماحولیاتی اثرات مرتب ہوسکتے ہیں ، اور پائیداری کے لئے ڈبلیو سی کی مصنوعات کی ری سائیکلنگ ضروری ہے۔

ٹنگسٹن کاربائڈ ٹکنالوجی میں مستقبل کی پیشرفت

ٹنگسٹن کاربائڈ کی خصوصیات اور ایپلی کیشنز کو بڑھانے کے لئے تحقیق جاری رکھے ہوئے ہے:

1. نانو اسٹرکچرڈ ڈبلیو سی

سختی کو برقرار رکھتے ہوئے نانو کرسٹل لائن ٹنگسٹن کاربائڈ کی ترقی سے سختی کو مزید بہتر بنایا جاسکتا ہے۔

2. جامع مواد

ڈبلیو سی کو دوسرے سخت مواد جیسے ڈائمنڈ یا سی بی این کے ساتھ جوڑنا کارکردگی میں ہم آہنگی میں بہتری پیدا کرسکتا ہے۔

3. اعلی درجے کی کوٹنگز

کثیر پرت کوٹنگز اور ناول جمع کرنے کی تکنیک کا مقصد ڈبلیو سی ٹولز اور اجزاء کی سطح کی خصوصیات کو بڑھانا ہے۔

4. اضافی مینوفیکچرنگ

ٹنگسٹن کاربائڈ حصوں کی 3D پرنٹنگ پیچیدہ جیومیٹریوں اور اپنی مرضی کے مطابق مادی خصوصیات کی اجازت دے سکتی ہے۔

نتیجہ

ٹنگسٹن کاربائڈ کی بے مثال سختی اس کے گھنے ہیکساگونل کرسٹل ڈھانچے اور بہتر مینوفیکچرنگ کے عمل سے ہے۔ 9-9.5 کی ایم او ایچ ایس کی درجہ بندی کے ساتھ اور 2،600 ایچ وی تک وکرز کی سختی کے ساتھ ، یہ کھرچنے والی ایپلی کیشنز میں زیادہ تر دھاتوں اور سیرامکس کو بہتر بناتا ہے۔ اناج کے سائز اور بائنڈر ایڈجسٹمنٹ کے ذریعہ سختی کے ساتھ سختی کو متوازن کرنے سے ایرو اسپیس ، کان کنی اور زیورات جیسی صنعتوں کے لئے موزوں حل کی اجازت ملتی ہے۔ جیسے جیسے ٹکنالوجی کی ترقی ہوتی ہے ، ٹنگسٹن کاربائڈ اعلی کارکردگی والے انجینئرنگ کا سنگ بنیاد بنی ہوئی ہے ، جس میں جاری تحقیق مستقبل میں اس سے بھی زیادہ صلاحیتوں کا وعدہ کرتی ہے۔

عمومی سوالنامہ

1. ٹنگسٹن کاربائڈ کی محج سختی کیا ہے؟

ٹنگسٹن کاربائڈ ایم او ایچ ایس پیمانے پر 9-9.5 کی درجہ بندی کرتا ہے ، جس سے اسے اسٹیل سے مشکل اور ہیرا سے قدرے نرم ہوجاتا ہے۔

2. ٹنگسٹن کاربائڈ سختی کی پیمائش کیسے کی جاتی ہے؟

عام طریقوں میں ویکرز (ایچ وی) ، راک ویل (ایچ آر اے) ، اور نوپ ٹیسٹ شامل ہیں ، جو مزاحمت کا اندازہ کرنے کے لئے ہیرے کے اشارے کا استعمال کرتے ہیں۔

3. کیا ٹنگسٹن کاربائڈ سکریچ ہیرا؟

نمبر ڈائمنڈ (10 MOHS) سخت ہے اور وہ ٹنگسٹن کاربائڈ کو کھرچ سکتا ہے ، لیکن ڈبلیو سی اکثر اس کی سستی کی وجہ سے ہیروں کو کاٹنے یا پالش کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

4. کوبالٹ مواد سختی کو کیوں متاثر کرتا ہے؟

اعلی کوبالٹ ڈبلیو سی اناج کے مابین نرم بائنڈر میٹرکس بنا کر سختی کو کم کرتا ہے۔ کم کووبلٹ گریڈ (3–6 ٪) سختی کو ترجیح دیتے ہیں۔

5. کیا ٹنگسٹن کاربائڈ صارفین کی مصنوعات میں استعمال ہوتا ہے؟

ہاں۔ عام ایپلی کیشنز میں زیورات ، اسمارٹ فون کمپن موٹرز ، اور اعلی کے آخر میں گھڑی کے اجزاء شامل ہیں۔

حوالہ جات:

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

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

[3] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-explained/

[4] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/

[5] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-informative- گائڈ

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

[7] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/

[8] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html

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

[10] https://www.azom.com/article.aspx؟articleid=2278

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

[12] https://www.basiccarbide.com/tungsten-carbide-dred-chart/

[13] https://www.britannica.com/s c- سائنس/ٹنگسٹن-کاربائڈ

[14] https://www.bladeforums.com/threads/carbide-hardness-chart.1705186/

[15] https://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=e68b647b86104478a32012cbbd5ad3ea&ckck=1

[16] https://www.azom.com/properties.aspx؟articleid=1203

[17] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-materation-properties/

[18] https://www.shutterstock.com/search/٪22tungsten-carbide٪22؟page=3

[19] https://stock.adobe.com/search؟k=tungsten+carbide

[20] https://www.istockphoto.com/de/bot-wall؟returnurl=٪2fde٪2fphotos٪2ftungsten-carbide

[21] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html

[22] https://www.istockphoto.com/de/bot-wall?returnUrl=%2Fde%2Fphotos%2Ftungsten-carbide-drill-bits

[23] https://www.hyperionmt.com/en/resources/matorys/mented-carbide/mented-carbide-hardness/

[24] https://www.shutterstock.com/search/tungsten-carbide

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

[26] https://stock.adobe.com/search؟k=carbide

[27] https://www.syalons.com/2024/07/08/silicon-carbide-vs-tungsten-carbide-wear-applications/

.

[29] https://www.ruihantools.com/technic-data/understanding-the-hardness-of-carbide-end-mills.html

[30] https://www.tungco.com/insights/blog/5-tungsten-carbide-applications/

[31] https://www.azom.com/article.aspx؟articleid=4827

[32] https://www.carbide-usa.com/top-5-uses-for-tungsten-carbide/

[33] https://www.wj-tool.com/matory

[34] https://www.industrialplating.com/materials/tungsten-carbide-coatings

[35] https://www.ohiocarbonblank.com/metallic-materials/tungsten-carbide

.

[37] https://www.tungstenringscenter.com/faq

[38] https://www.tungstenrepublic.com/Tungsten-Carbide-Rings-FAQ.html

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

[40] https://www.bladeforums.com/threads/carbide-hardness-data.1514372/

[41] https://eternaltungsten.com/frequelly-asked-questions-faqs

[42] https://www.menstungstenonline.com/frequently-asked-questions.html

.

[44] https://www.tungstenringsco.com/faq

[45] https://unbreakableman.co.za/pages/all-about-tungsten-carbide-faq

.

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

.

[49] https://www.mitsubishicarbide.net/contents/mmus/enus/html/product/technical_information/information/hardness.html

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

.

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

[53] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide-tool.html

[54] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html

[55] https://konecarbide.com/ what-is-tungsten-carbide/

[56] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide

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

[58] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide/tungsten-carbide-grades-applications

[59] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-hardness.html

[60] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-selection.html

[61] https://www.tungstenworld.com/pages/faq

[62] https://tungstentitans.com/pages/faqs

[] 63] https://www.thermalspray.com/questions-tungsten-carbide/

[64] http://www.machinetoolrecyclers.com/rita_hayworth.html