Использование и применение карбидного порошка

Карбид порошок, универсальный класс материалов, характеризующихся их экстремальной твердостью, высокими точками плавления и превосходной износостойкой, играет ключевую роль в многочисленных промышленных применениях. Эти свойства проистекают из сильных ковалентных и ионных связей между углеродом и металлоидным элементом. Специфические свойства и, следовательно, приложения значительно различаются в зависимости от задействованного металлического элемента, что приводит к разнообразному диапазону карбидных порошков с индивидуальными характеристиками.

Общие типы и свойства

Наиболее часто встречающиеся порошки карбида включают:

• Карбид вольфрама (WC): Возможно, наиболее широко используемый карбид порошок, карбид вольфрама известен своей исключительной твердостью, сравнимой с алмазом и высокой прочностью сжатия. Он сохраняет свою твердость при повышенных температурах, что делает его идеальным для высокотемпературных сред. Он часто объединяется с кобальтовым связующим, образуя цементированный карбид.

• Силиконовый карбид (sic): Этот карбид выделяется благодаря превосходной теплопроводности, высокой прочности при высоких температурах и химической инертности. Это также демонстрирует хорошую устойчивость к окислению.

• Карбид титана (TIC): Карбид титана может похвастаться высокой твердостью, хорошей электрической проводимостью и превосходной термической стабильностью. Это также предлагает хорошее коррозионное сопротивление.

• Карбид хрома (CR3C2): Известный своей выдающейся коррозией и устойчивостью к окислению, особенно при высоких температурах, карбид хрома также обеспечивает хорошую устойчивость к износу.

• Карбид бора (B4C): В качестве одного из самых сложных искусственных материалов, карбид бора обладает низкой плотностью, высоким поперечным сечением поглощения нейтронов и превосходной стойкостью к износу.

Ключевые приложения в разных отраслях

Уникальные свойства карбидных порошков позволяют использовать их использование в широком спектре требовательных приложений:

1. Резьчные инструменты и носить детали

Возможно, это самая большая зона применения для карбид -порошков, особенно карбид вольфрама. Цементированные карбиды (спеченные композиты из карбида и металлический переплет, похожий на кобальт) являются незаменимыми для:

• Обработка: Вставки, тренировки, конец мельницы и развертки для резки металлов, древесины и композитов. Их твердость и стойкость к износу обеспечивают длительный срок службы инструмента и высокую точность.

• Добыча и строительство: Просвелите кусочки, зубы на плане дороги и носите тарелки для раскопок и разрыва трудных материалов, таких как скала, бетон и асфальт.

• Формирование инструментов: Умирает и удары за рисование проволоки, нажатия порошков и формирования металлов, извлекая выгоду из их высокой прочности и устойчивости к износу.

2. абразивы и полировка

Экстремальная твердость карбидных порошков делает их превосходными абразивными материалами:

• Шлифовальные колеса: Кремниевый карбид и карбид бора используются в шлифовальных колесах для затопления инструментов и обработки твердых материалов.

• Лапки и полировка: Тонкие карбидные порошки используются в супляциях для точного притирания и полировки оптики, полупроводников и металлургических образцов.

3. Высокотемпературные приложения

Карбисные порошки высокие точки плавления и тепловая стабильность делают их подходящими для экстремальных тепловых сред:

• Рефракции: Кремниевый карбид используется в рефрактерных накладках для печей и печей из -за его высокой тепловой сопротивления и прочности при повышенных температурах.

• Компоненты печи: Элементы отопления и конструкционные компоненты в высокотемпературных печи используют кремниевый карбид и другие карбиды.

• Тепловые распылительные покрытия: Карбид-порошки, особенно карбид вольфрама и карбид хрома, используются для создания устойчивых к износу и коррозионным покрытиям на лопатках турбины, компонентах двигателя и промышленном механизме посредством тепловых распылительных процессов, таких как HVOF (высокоскоростное кислородное топливо).

4. броня и баллистика

Исключительная твердость и высокое соотношение прочности к весу определенных карбидов способствуют их использованию в защитных приложениях:

• Бронежилет: Карбид бора и карбид кремния используются в легких керамических пластинках брони для личной защиты и брони для транспортных средств из-за их способности победить высокоскоростные снаряды.

• Пуленепробиваемые жилетки: Керамические вставки, изготовленные из карбидных порошков, обеспечивают критическую защиту в баллистических жилетах.

5. Ядерные применения

Некоторые карбиды обладают уникальными свойствами, относящимися к атомной промышленности:

• Поглотители нейтронов: Высокое поперечное сечение поглощения Boron Carbide делает его ценным в контрольных стержнях для ядерных реакторов, где он помогает регулировать процесс деления.

• Ядерное топливо: Урановый карбид и карбид плутония исследуются как потенциальное ядерное топливо из -за их высокой теплопроводности и плотности.

6. Усовершенствованная керамика и композиты

Карбид -порошки являются фундаментальными в производстве передовых керамических компонентов и металлических композитов:

• Структурная керамика: Кремниевый карбид является ключевым материалом для высокоэффективной структурной керамики, используемой в аэрокосмической, автомобильной и промышленной применении, требующих высокой прочности, жесткости и температурной стойкости.

• Металлическая матричная композиты (MMCS): Частицы карбида включены в металлические матрицы для усиления твердости, износостойкости и высокой температурной прочности.

Будущее технологии карбида порошка

Исследования и разработки в области карбида порошковой технологии продолжают раздвигать границы. Инновации сосредоточены на разработке новых маршрутов синтеза для производства более тонких, более однородных порошков, изучения новых композиций карбидов с улучшенными свойствами и оптимизации методов обработки, таких как аддитивное производство (3D -печать) для сложных компонентов карбида. Эти достижения обещают еще более широкие применения для этих замечательных материалов в отраслях, от аэрокосмической и энергии до биомедицинской и электроники.