إن مركب كربيد التنجستن عبارة عن مركب غير عضوي يتكون من عنصر التنجنسن والكربون، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (WC) وهو عبارة عن مادة كثيفة تشبه المعدن ذات لون رمادي فاتح مع مسحة مزرقة، حيث تتحلل بدلاً من أن تذوب عند 2600 درجة مئوية، كما يتم تحضيره من خلال تسخين مسحوق التنجستن مع أسود الكربون في وجود الهيدروجين عند درجة حرارة 1400 – 1600 درجة مئوية.
كربيد التنجستن
- إن مركب كربيد التنجستن هو عبارة عن عنصر مهم ضمن فئة المركبات غير العضوية للكربون يستعمل لوحده أو مع 6 إلى 20 في المائة من المعادن الأخرى من أجل زيادة الصلابة على الحديد الزهر وقطع حواف المناشير والمثاقب واختراق النوى من المقذوفات الخارقة للدروع، ويدخل في أطراف أقلام الحبر الجاف يضيف صلابة شديدة ومقاومة للتآكل.
- كربيد التنجستن مادة كثيفة تشبه المعدن، تمتلك لون رمادي فاتح مع مسحة مزرقة، تتحلل بدلاً من أن تذوب عند درجة حرارة مقدارها 2600 درجة مئوية، هذا وقد يمتاز كربيد التنجستن بقوة عالية جدًا لمادة صلبة، حيث تكون مقاومة الانضغاط أعلى من جميع المعادن والسبائك المنصهرة والمسبوكة أو المطروقة.
- مادة كربيد التنجستن صلبة مرتين إلى ثلاث مرات مثل الصلب وأربع إلى ست مرات صلبة من الحديد الزهر والنحاس الأصفر، وتعتبر المقاومة العالية للتشوه والانحراف ذات قيمة كبيرة في تلك التطبيقات العديدة، حيث يكون الجمع بين الحد الأدنى من الانحراف والقوة النهائية الجيدة يستحق الاعتبار الأول.
- بالنسبة لمثل هذه المواد الصلبة ذات الصلابة العالية تكون مقاومة الصدمات عالية لأنها تقع في نطاق فولاذ الأدوات المتصلب ذي الصلابة المنخفضة وقوة الانضغاط، كما أنه يؤدي أداءً جيدًا حتى حوالي 1000 درجة فهرنهايت في الأجواء المؤكسدة و 1500 درجة فهرنهايت في الأجواء غير المؤكسدة.
- لا يخضع مركب كربيد التنجستن لأي تغيرات في الطور أثناء التسخين والتبريد ويحتفظ باستقراره إلى أجل غير مسمى، كما ويحتفظ بالصلابة وقوة التأثير في نطاقات درجات الحرارة المبردة، بالنسبة للتصنيع فإنه يتم استخدام عملية تم تطويرها في العشرينات من القرن الماضي.
تحضير كربيد التنجستن
- يتم تحضير مركب كربيد التنجستن من خلال تسخين مسحوق التنجستن مع الكربون في وجود الهيدروجين عند درجة حرارة تتراوح بين 1400 و 1600 درجة مئوية، وبالنسبة لعملية التصنيع فإنه عادة يتم استعمال عملية تم تطويرها في العشرينات من القرن الماضي.
- يتم في هذه العملية خلط مسحوق كربيد التنجستن بمعدن مسحوق آخر، عادةً الكوبالت، ثم يتم ضغطه بالشكل المطلوب، ثم بعد ذلك تسخينه إلى درجات حرارة تتراوح من 1400 إلى 1600 درجة مئوية، والمعدن الآخر الذي يذوب حبيبات كربيد التنجستن ويبلل ويذوب جزئيًا، وبالتالي يعمل كمواد رابطة أو أسمنت.
معلومات عامة عن كربيد التنجستن
- كربيد التنجستن عبارة عن مسحوق رمادي، حيث إنه يمتلك صلابة موس تفوق 9 في شكل صلب، وهو غير قابل للذوبان في الماء ولكن مهاجمته بسهولة بواسطة حمض النيتريك – خليط حمض الهيدروفلوريك، وهو مستقر حتى 400 درجة مئوية مع الكلور، يحترق بالفلور في درجة حرارة الغرفة، يتأكسد عند التسخين في الهواء، وهو مادة سامة عن طريق الاستنشاق.
- يتمتع كربيد التنجستن بمقاومة استثنائية للخدش واللحام على السطح ولديه مقاومة كافية لظروف التآكل للعديد من التطبيقات، وتعتبر مقاومة التآكل من كربيد التنجستن أفضل من مقاومة الفولاذ المقاوم للاهتراء، وهو مصنوع عن طريق تسخين معدن التنغستن المسحوق مع الكربون عند 1600 درجة مئوية ويستخدم في القوالب وأدوات القطع، كما يوجد كربيد ديتنغستن (W2C).
- يمتلك كربيد التنجستن بعض الاستخدامات الصناعية إذ أنه يدخل في عمليات التعدين، وفي صناعة خواتم المجوهرات والمعلقات والأقراط وغيرها من المجوهرات، مواد خام، وله دور في الطب أيضا إذ يدخل في تصنيع الأدوات الجراحية ويكون على صورة مادة خام، وله دور في مسارات القيادة لعربات الثلوج والدراجات النارية وإطارات الدراجات، وفي خيوط المصباح كمكون أساسي لمقاومة درجات الحرارة العالية وفترة استخدام طويلة.
وفي النهاية فقد يدخل كربيد التنجستن في المواد العاكسة للنيوترونات النووية وكمحفز إنتاج الماء من الهيدروجين والأكسجين عند درجة حرارة الغرفة استبدال البلاتين، وفي اختزال ثالث أكسيد التنغستن بواسطة الهيدروجين في وجود الماء، وفي استبدال الدافعات الساتلية التي تعمل بالهيدرازين بالإيريديوم، والمواد الحفازة وخلايا الوقود مادة القطب، وفي مسبار (SEM) والجهاز الكهربائي للانبعاثات الميدانية دقة عالية ومقاومة أكسدة جيدة.
