في الكيمياء إن مركب كربيد التنجستن مركب غير عضوي يمتلك الصيغة الكيميائية: (WC)، وهو مركب كيميائي يحتوي على التنجستن والكربون وعلى غرار كربيد التيتانيوم، صلابته الشديدة تجعله مفيدًا في صناعة أدوات القطع والمواد الكاشطة والمحامل، كبديل أرخص وأكثر مقاومة للحرارة للماس، يستخدم كربيد التنجستن أيضًا كمواد مقاومة للخدش للمجوهرات بما في ذلك أساور الساعات وخواتم الزفاف.
استخدامات كربيد التنجستن
يدخل كربيد التنجستن في عدد من الاستخدامات المختلفة والتي سيتم شرحها تاليا:
في الآلات المكنية
- في الغالب تكون أسطح القطع المصنوعة من الكربيد مفيدة عند عملية معالجة المواد مثل الفولاذ سواء الكربوني أو المقاوم للصدأ وكذلك في الحالات التي قد يحدث فيها تآكل الأدوات الأخرى مثل عمليات الإنتاج بكميات كبيرة، في بعض الأحيان يترك الكربيد تشطيبًا أفضل ويسمح بحدوث عملية المعالجة بشكل أسرع.
- من الممكن لأدوات الكربيد أيضًا تحمل درجات حرارة أعلى من الأدوات الفولاذية عالية السرعة القياسية، غالبا ما تكون المادة عبارة عن كوبالت التنجستن – كربيد، ويطلق عليه أيضًا “كربيد الأسمنت”، وهو عبارة عن مصفوفة معدنية، يعمل معدن الكوبالت المرن بشكل طبيعي على تعويض السلوك الهش المميز لسيراميك كربيد التنجستن، مما يزيد من متانته وصلابته.
- يمكن أن يكون التصنيع باستعمال الكربيد أمرًا صعبًا حيث أن الكربيد يعتبر أكثر هشاشة من مواد الأدوات الأخرى مما يجعلها أكثر عرضة للتقطيع والكسر، ومن أجل تعويض هذا تبيع الكثير من الشركات المصنعة إدراجات كربيد وحوامل إدراج مطابقة.
مع هذا الإعداد فإنه يتم تثبيت ملحق الكربيد الصغير في مكانه بواسطة أداة أكبر مصنوعة من مادة أقل هشاشة (عادةً من الفولاذ)، هذا يعطي فائدة استعمال الكربيد دون التكاليف المرتفعة لجعل الأداة بأكملها من الكربيد، تستعمل أغلب مطاحن الوجه الحديثة إدراجات كربيد، بالإضافة إلى بعض أدوات المخرطة وطواحين النهاية.
- لزيادة عمر أدوات الكربيد يتم تغليفها أحيانًا، أربعة من هذه الطلاءات هي نيتريد التيتانيوم، كربيد التيتانيوم، نيتريد كربيد التيتانيوم، نيتريد ألومنيوم التيتانيوم، تزيد معظم الطلاءات عمومًا من صلابة الأداة و / أو تزييتها، يسمح الطلاء لحافة القطع بالمرور بشكل نظيف عبر المادة دون الحاجة إلى الالتصاق بها.
حيث يساهم الطلاء أيضًا على خفض درجة الحرارة المعنية بعملية القطع وزيادة عمر الأداة، وغالبا فإنه يتم ترسيب الطلاء عن طريق (CVD الحراري) ومع ذلك، إذا تم إجراء الترسيب عند درجة حرارة عالية جدًا، تتشكل مرحلة (eta) من كربيد (Co6W6C) العالي عند السطح البيني بين الكربيد ومرحلة الكوبالت، مما يسهل من فشل الالتصاق للطلاء.
الاستخدام العسكري
- في الغالب يتم استعمال مركب كربيد التنجستن في الذخيرة الخارقة للدروع، بالأخص عندما لا يكون اليورانيوم المستنفد متاح أو عندما يكون غير موافق عليه سياسيًا، ولقد ظهر أول استعمال لمقذوفات كربيد التنجستن (W2C) في أسراب صياد الدبابات من طراز (Luftwaffe)، والتي استخدمت مدفع آلي 37 ملم مجهز بطائرات هجومية من طراز (Ju-87G Stuka) من أجل تدمير الدبابات السوفيتية (T-34) في الحرب العالمية الثانية.
- بالنظر إلى الاحتياطات الألمانية المحدودة من التنجستن فقد تم إجراء عملية حجز لمادة كربيد التنجستن (W2C)؛ وذلك من أجل عملية صنع الأدوات الآلية بالإضافة إلى الأعداد الصغيرة من المقذوفات لمعظم الطيارين القتاليين النخبة مثل (Hans Rudel)، وهو عبارة عن جهاز اختراق فعال بسبب قيمته العالية في الصلابة مع كثافة مرتفعة للغاية، ويعتبر كربيد التنجستن أيضًا عبارة عن عاكس نيوتروني فعال.
- من المحتمل أن تكون ذخيرة كربيد التنجستن من النوع السبطاني (سهم كبير محاط بأسطوانة دفع متجاهلة) أو ذخيرة ذات عيار ثانوي، حيث يتم استخدام النحاس أو مادة أخرى ناعمة نسبيًا لتغليف اللب الصلب، حيث يتم فصل الجزأين عند الاصطدام فقط، هذا الأخير هو الأكثر انتشارا في الأسلحة ذات العيار الصغير في حين أن القذائف عادة ما تكون مخصصة من أجل استعمال المدفعية.
كربيد التنجستن في الرياضة
- يستعمل الرياضيون الكربيدات الصلبة، والأكثر شهرة بينها هو كربيد التنجستن، بشكل عام على أعمدة تؤثر على الأسطح الصلبة، تستعمل بشكل عام أطراف كربيد في أعمدة الرحلات والتي يستعملها العديد من المتنزهين من أجل تحقيق التوازن وخفض الضغط على مفاصل الساق.
ومن أجل اكتساب قوة الجر عند وضعها على أسطح صلبة (مثل الصخور)، علما أنه تدوم أطراف الكربيد هذه لفترة أطول بكثير من أنواع الرؤوس الأخرى، ويتم خدش الصخور على طول العديد من مسارات التنزه الشهيرة مثل ممر أبالاتشي ومسار باسيفيك كريست من مئات أو آلاف التأثيرات من أطراف القطب.
- في حين أن أطراف قطب التزلج لا يتم صنعها من الكربيدبشكل عام؛ وذلك لأنها ليست بحاجة إلى أن تكون صعبة بشكل خاص حتى من أجل اختراق طبقات الجليد فغالبا ما تكون أطراف التزلج على الجليد، كما ويحاكي التزلج على الجليد التزلج الريفي على الثلج ويستعمله الكثير من المتزلجين للتدريب خلال أشهر الطقس الدافئ.
ونظرًا لأن المتزلجين يحتاجون إلى جر على القار (الأسفلت) فإنه يتم استخدام رؤوس كربيد في الرياضة، وتقدم بعض الشركات المصنعة للإطارات مثل شركة (Nokian) وشركة (Schwalbe) إطارات دراجات مزودة بمسامير من (WC) من أجل أن تصبح عملية الجر على الجليد أفضل، ويتم تفضيلها بشكل عام على المسامير الفولاذية وذلك بسبب مقاومتها للتآكل.
الاستخدام المحلي لكربيد التنجستن
- يتم استعمال مركب كربيد التنجستن ككرة دوارة في رؤوس أقلام الحبر الجاف من أجل تفريق الحبر أثناء الكتابة، ومن الممكن الآن العثور على هذا المركب في مخزون بعض صائغي المجوهرات وعلى الأخص على شكل مادة أساسية في خواتم الزفاف للرجال، وعند استعمالها في هذا التطبيق تظهر العصابات بلون داكن لامع، غالبًا ما يتم تلميعه حتى النهاية، يصبح كالمرآة، علما أن اللمسة النهائية مقاومة للغاية للخدوش والجروح وتحافظ على لمعانها الذي يشبه المرآة لسنوات.
- يذكر العديد من مصنعي هذه المجوهرات الناشئة أن استخدام مادة رابطة الكوبالت قد تسبب تفاعلات غير مرغوب فيها بين الكوبالت والزيوت الطبيعية على بشرتنا، تتسبب زيوت الجلد في تسرب الكوبالت من المادة، يقال أن هذا يسبب تهيجًا محتملاً للجلد وتلطيخًا دائمًا للمجوهرات نفسها، يعلن العديد من المصنّعين الآن أن مجوهراتهم “خالية من الكوبالت”، ويتم الحصول على ذلك عن طريق استبدال الكوبالت بالنيكل كمادة رابطة.
وفي النهاية نستنتج أن مركب كربيد التنجستن (WC) يمتلك العديد من الاستخدامات في مجالات متنوعة منها العسكرية وفي الآلات وفي الرياضة وغيرها من الاستخدامات المحلية التي تم ذكرها في هذه المقالة.
