اقرأ في هذا المقال
في الكيمياء إن كربيد التيتانيوم عبارة عن مركب من التيتانيوم والكربون، يمتاز بصلابة عالية، وهو عبارة عن إحدى المواد الخزفية شديدة المقاومة للحرارة، كما ويبلغ حجم الجسيمات النانوية لكربيد التيتانيوم أقل من 100 نانومتر، ولكم ما يميزها أنه تمتلك الجسيمات النانوية من كربيد التيتانيوم درجة نقاء عالية بالإضافة إلى مقاومة عالية للتآكل وتوزيع حجم الجسيمات ضيق النطاق ومساحة سطح محددة أكبر.
التطبيقات الرئيسية لجسيمات كربيد التيتانيوم النانوية
إن كربيد التيتانيوم يمتلك موصلية جيدة، ومن المحتمل أن يتم تصنيع الجسيمات النانوية لكربيد التيتانيوم بعدة طرق مختلفة، وللجسيمات النانوية من كربيد التيتانيوم استخدامات مهمة مختلفة نظرًا لخصائصها الفريدة، والأهم من ذلك أنها تستخدم كمواد طلاء للمثاقب والأدوات وشفرات المنشار، وفي ما يلي سنذكر أهم هذه التطبيقات:
- إن الجسيمات النانوية من كربيد التيتانيوم تعد أصعب كربيدات المعادن الانتقالية، لكنها هشة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها نقية تتم إضافتها بنسب تتراوح من 5 إلى 30٪ (بالوزن) إلى كربيد التنجستن الأسمنتي؛ وذلك من أجل زيادة الصلابة والمقاومة لأدوات القطع ذات درجات الحرارة العالية.
- يتم تطبيق طبقات الجسيمات النانوية من كربيد التيتانيوم من أجل عملية تشكيل المعادن بواسطة عملية (CVD) عند حوالي 1000 درجة مئوية، وهذا يضمن أقصى قدر من الالتصاق، كما يُعد سمك الطبقة الأعلى الذي يصل إلى 9 ميكرومتر وهو أمر ممكن بسبب عملية (CVD) احتياطي تآكل مرحب به للعديد من التطبيقات المتنوعة.
- لقد أصبحت الجسيمات النانوية من كربيد التيتانيوم أساسًا للمواد الحديثة ذات الصلابة العالية ومصابيح القوس الصناعي ذات الأقطاب الكهربائية المقاومة للحرارة، بالإضافة إلى معدات الحفر المقاومة للتآكل والأدوات الخاصة، أما في شكل مسحوق فإنه يتم استخدامه كمادة مضافة للجرافيت وكبديل للجرافيت.
- أما في التحليل الكهربائي فإنه يعمل كربيد التيتانيوم كقطب كهربي مع كاثود الزئبق، علما أن هذه الأقطاب الكهربائية لا غنى عنها في القطع الكهربائي الذاتي للصلب تحت الماء؛ وذلك لأنها تسمح باستهلاك أقل للقطب من 6 إلى 10 مرات مقارنة بالأقطاب الكهربائية التقليدية.
استخدامات جسيمات كربيد التيتانيوم النانوية
- تُستخدم الجسيمات النانوية كربيد التيتانيوم أيضًا في إنتاج شاشات مقاومة للحرارة لمنشآت الاحتراق وفي أغطية المقاعد المزدوجة الحرارية وبوتقات الإسكان والقوارب والزجاج وأشباه الموصلات والمعادن وغير المعدنية، كما ويستخدم أحيانًا لتغطية أسطح القطع لهذه الأدوات.
- تستخدم جسيمات التيتانيوم (Caribe) النانوية كمضافات سبيكة، وكمواد سطحية وفي في تحضير السيرميت و لطلاء السطح المقاوم للتآكل على الأجزاء المعدنية مثل لقم الأدوات، ولطلاء درع الحرارة من أجل العودة إلى الغلاف الجوي للمركبة الفضائية وفي إنتاج مواد مقاومة للتآكل وأدوات حادة.
- يتم استخدامها في تحضير مادة التيتانيوم الرغوية الخزفية، حيث يشتمل السيراميك الرغوي على مرشحات لأي نوع من أنواع احتواء السوائل للعمل بفعالية، باستثناء أن آلية الترشيح تثير الامتزاز.
لقد تميز مركب كربيد التيتانيوم في إنتاج الطحن، عجلة الطحن، وكسلك اللحام والحفر الحالي، وأيضًا في صناعة الأدوات العامة وفي الصناعة الكيميائية كمكون أساسي من مادة الحديد الملبد، علما أن طلاء كربيد التيتانيوم للجسيمات النانوية يمكن أن يحسن السبائك ومحامل الفولاذ الكاشطة والأنابيب وأدوات القطع.
