Καρβίδιο του βολφραμίου

Υψηλή Σκληρότητα
Το καρβίδιο βολφραμίου είναι ένα εξαιρετικά σκληρό υλικό, το οποίο είναι μόνο μετά το διαμάντι. Η σκληρότητα του καρβιδίου του βολφραμίου το καθιστά ιδανικό υλικό για εργαλεία κοπής και κατεργασίας. Η σκληρότητα είναι μια σημαντική ιδιότητα του καρβιδίου του βολφραμίου, η οποία ελέγχεται από το Rockwell Hardness Tester. Μια μυτερή εσοχή διαμαντιού ωθείται στο καρβίδιο του βολφραμίου και το βάθος της οπής είναι ένα μέτρο της σκληρότητας. Στην κατασκευή του καρβιδίου του βολφραμίου, πολλοί παράγοντες θα επηρεάσουν τη σκληρότητα, όπως η ποσότητα του κοβαλτίου, το μέγεθος των κόκκων, η ποσότητα του άνθρακα και επίσης η διαδικασία κατασκευής.

Υψηλό σημείο τήξης
Το καρβίδιο βολφραμίου έχει σημείο τήξης περίπου 5.700 μοίρες, το οποίο είναι σημαντικά υψηλότερο από το σημείο τήξης των περισσότερων άλλων μετάλλων. Αυτό το υψηλό σημείο τήξης καθιστά το καρβίδιο βολφραμίου ιδανικό για χρήση σε εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας. Το υψηλό σημείο τήξης κάνει το καρβίδιο βολφραμίου να μην μπορεί να κατασκευαστεί με κανονική τεχνολογία σφυρηλάτησης. Τα προϊόντα καρβιδίου βολφραμίου κατασκευάζονται με μεταλλουργία σκόνης, μέσω ανάμειξης, άλεσης, συμπίεσης, πυροσυσσωμάτωσης και ελέγχου.

Χημικά Σταθερό
Το καρβίδιο του βολφραμίου αποτελείται από άτομα βολφραμίου και άνθρακα, τα οποία είναι και τα δύο σταθερά στο οξυγόνο και σε άλλα στοιχεία. Το καρβίδιο βολφραμίου είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στη χημική επίθεση και δεν διαβρώνεται στα περισσότερα περιβάλλοντα. Αυτή η χημική αδράνεια καθιστά το καρβίδιο του βολφραμίου ιδανικό υλικό για χρήση σε εξοπλισμό χημικής επεξεργασίας και περιοχές όπου απαιτείται αντοχή στη διάβρωση.

Χαμηλός Συντελεστής Θερμικής Διαστολής
Ο μέσος συντελεστής θερμικής διαστολής υποδεικνύει την ποσότητα διαστολής όταν θερμαίνεται το καρβίδιο του βολφραμίου. Η διαστολή του καρβιδίου του βολφραμίου ακολουθεί τη διαστολή της θερμοκρασίας. Όσο περισσότερη σκόνη συνδετικού υλικού στο καρβίδιο του βολφραμίου, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η θερμική διαστολή του καρβιδίου βολφραμίου. Το καρβίδιο του βολφραμίου έχει πολύ χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής, που σημαίνει ότι διαστέλλεται πολύ λίγο όταν θερμαίνεται. Αυτή η ιδιότητα καθιστά το καρβίδιο του βολφραμίου ιδανικό για όργανα ακριβείας και εφαρμογές όπου απαιτείται σταθερότητα διαστάσεων.

Ηλεκτρικά αγώγιμα
Παρά το γεγονός ότι είναι πυρίμαχο μέταλλο, το καρβίδιο του βολφραμίου είναι ηλεκτρικά αγώγιμο λόγω της παρουσίας άνθρακα στην κρυσταλλική του δομή. Αυτή η ηλεκτρική αγωγιμότητα καθιστά το καρβίδιο του βολφραμίου ιδανικό για ηλεκτρικές εφαρμογές όπως ηλεκτρόδια και επαφές.

Οι ιδιότητες του καρβιδίου του βολφραμίου και του βολφραμίου είναι ο συντελεστής ελαστικότητας, ο συντελεστής διάτμησης, η αντοχή εφελκυσμού, η θερμική αγωγιμότητα και η σκληρότητα (Rockwell A). Παρακάτω, συγκρίνουμε τις ιδιότητες του καθενός.

Πίνακας 1: Σύγκριση ιδιοτήτων υλικού μεταξύ βολφραμίου και καρβιδίου βολφραμίου

Είναι το καρβίδιο του βολφραμίου ισχυρότερο από το βολφράμιο
Ναι, το καρβίδιο βολφραμίου είναι γενικά ισχυρότερο από το καθαρό βολφράμιο. Το καρβίδιο βολφραμίου είναι μια ένωση που παρασκευάζεται με συνδυασμό βολφραμίου με άνθρακα για να σχηματιστεί ένα πολύ σκληρό και ανθεκτικό υλικό. Αυτή η ένωση παρουσιάζει εξαιρετική σκληρότητα, αντοχή στη φθορά και αντοχή, καθιστώντας την κατάλληλη για διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων εργαλείων κοπής, λειαντικών και κοσμημάτων.

Το βολφράμιο έχει ήδη ένα μεγάλο μέτρο ελαστικότητας, ένα μεγαλύτερο από τους περισσότερους χάλυβες. Το καρβίδιο του βολφραμίου έχει ακόμη μεγαλύτερο μέτρο ελαστικότητας, δείχνοντας την εντυπωσιακή ακαμψία του. Η ακαμψία των υλικών συσχετίζεται με ένα μεγάλο μέτρο ελαστικότητας και οι τιμές που εμφανίζονται στον Πίνακα 1 αποδεικνύουν γιατί το καρβίδιο του βολφραμίου είναι δεύτερο μετά το διαμάντι σε ελαστική ελαστικότητα. Ο συντελεστής ελαστικότητάς του είναι σχεδόν 700 GPa, το οποίο βρίσκεται στις φτέρνες του διαμαντιού (μέτρο ελαστικότητας 1000 GPa), το οποίο δείχνει τόσο την αντοχή του στην παραμόρφωση όσο και την τάση του να θρυμματίζεται όταν δουλεύεται.

Ο συντελεστής διάτμησης είναι ο λόγος της διατμητικής τάσης προς την τάση διάτμησης σε ένα δείγμα δοκιμής και συχνά αναφέρεται ως ο συντελεστής ακαμψίας. Είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με το μέτρο ελαστικότητας, καθώς προέρχονται από τις ίδιες εξισώσεις και είναι και τα δύο μέτρα ακαμψίας (το ένα είναι σε απόκριση σε ελαστικές ή γραμμικές τάσεις, έναντι τάσεων διάτμησης ή διατομής). Οι τιμές στον Πίνακα 1 είναι ακόμη περισσότερες αποδείξεις που δείχνουν την εντυπωσιακή αντίσταση που παρέχει το βολφράμιο. Για αναφορά, οι περισσότεροι χάλυβες έχουν συντελεστή διάτμησης περίπου 80 GPa, που είναι μόνο το μισό από εκείνο του βολφραμίου και το ένα τρίτο του συντελεστή διάτμησης του καρβιδίου του βολφραμίου.

Οι περισσότεροι σχεδιαστές επιλέγουν υλικά με βάση τη δύναμή τους, φυσικά. Τόσο το βολφράμιο όσο και το καρβίδιο βολφραμίου είναι γνωστό ότι είναι στιβαρά, εξαιρετικά σκληρά μέταλλα – οπότε γιατί είναι τόσο χαμηλές οι αντοχές τους σε εφελκυσμό Η απάντηση οφείλεται στο ότι αυτά τα υλικά είναι εύθραυστα από τη φύση τους και δείχνει ένα ενδιαφέρον φαινόμενο της επιστήμης των υλικών. Λόγω της μοριακής τους ακαμψίας, τα εύθραυστα υλικά είναι πολύ, πολύ πιο ισχυρά στη συμπίεση από ό,τι στην τάση (σκεφτείτε τους τοίχους από τούβλα: μπορούν να αντέξουν χιλιάδες λίβρες σε συμπίεση, αλλά έχετε δει ποτέ δοκό από τούβλα;). Αυτή η αρχή γίνεται σαφής κατά την εξέταση της αντοχής σε θλίψη αυτών των υλικών, ειδικά του λιγότερο μεταλλικού καρβιδίου βολφραμίου: Έχει αντοχή σε θλίψη 2683 MPa σε θερμοκρασία δωματίου και διατηρεί την αντοχή του μέσω ακραίων μεταβολών θερμοκρασίας. Αυτό το ίδιο χαρακτηριστικό δεν μπορεί να ειπωθεί για τον χάλυβα, όπου η αντοχή σε θλίψη είναι πρώτα απ 'όλα πολύ χαμηλότερη και δεύτερον, κυμαίνεται ανάλογα με τη θερμοκρασία. Γνωρίζοντας αυτό το γεγονός, είναι απολύτως σαφές ότι το βολφράμιο δεν πρέπει ποτέ να χρησιμοποιείται σε εφελκυστικές εφαρμογές, αλλά είναι ο κορυφαίος υποψήφιος σε εφαρμογές συμπίεσης.