最も罰する条件に耐えることができる材料の容赦ない追求において、 カーバイド複合粉末 現代の産業技術の基礎として浮上しています。これらは単なる混合物ではありません。それらは、2つの異なる段階の最適な特性を組み合わせた細心の注意を払って設計された材料であり、超硬いセラミック炭化物と丈夫で金属製のバインダーです。このユニークな強さと延性の結婚により、従来の材料が失敗するアプリケーションで優れています。
カーバイド複合粉末の解剖学
そのコアでは、カーバイド複合粉末は2つの主要な成分で構成されています。
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カーバイド相： これは、例外的な耐摩耗性、硬度、および高温安定性を提供するための硬いセラミックコンポーネントです。炭化物の選択は重要であり、アプリケーションの特定の要求に依存します。
- タングステンカーバイド（WC）： 最も一般的で広く使用されている炭化物。その極端な硬度と良好な靭性で知られているこのものは、切削工具や摩耗部品で使用されるセメント炭化物（硬金属）の基礎です。
- Chromium Carbide（$ cr_3c_2 $）： 特に高温での優れた腐食と酸化抵抗が評価されました。これは、腐食性と高温の環境での保護コーティングに最適な選択肢です。
- 炭化チタン（TIC）： WCと比較して高い硬度と低密度の組み合わせを提供します。クレーター摩耗に対する耐性を改善するために、セルメットや切削工具でよく使用されます。
- 他の炭化物： 炭化物バナジウム（VC）、炭化ニオビウム（NBC）、炭化物タンタルム（TAC）などの炭化物も使用され、粒成長阻害などの特定の特性を付与します。
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メタリックバインダーマトリックス： これは、炭化物粒子を一緒に保持するより丈夫で延性のある成分です。バインダーは、モノリシックセラミックでしばしば見られる脆性破損を防ぎ、実際のアプリケーションに必要な重要な靭性と耐衝撃性を提供します。一般的なバインダーには、コバルト（CO）、ニッケル（NI）、ニッケルクロミウム（NICR）合金が含まれます。バインダーコンテンツは、最終的なプロパティを調整するために慎重に制御できます。これにより、バインダーのコンテンツが高いほど、一般的に硬度を犠牲にして靭性が増加します。
重要な利点とアプリケーション
炭化物とバインダーの相乗的な組み合わせは、炭化物の複合粉末にさまざまな優れた特性を付与し、さまざまな業界で不可欠なものにします。
- 例外的な硬度と耐摩耗性： 硬い炭化物粒子は耐摩耗性と侵食に抵抗しますが、バインダーはサポートを提供し、チッピングを防ぎます。これにより、一定の摩擦と摩耗に直面する製造コンポーネントに最適です。
- 高温安定性： 多くの炭化物複合材料は、高温で機械的完全性を維持しており、高温ガス環境やその他の極端な条件に最適です。
- 腐食と酸化抵抗： 右の炭化物とバインダー（NICRバインダーを備えた炭化クロムなど）を選択することにより、これらの粉末は化学攻撃と高温酸化に抵抗するように設計できます。
- タフネスの改善： 純粋なセラミックとは異なり、メタリックバインダーは塑性変形のメカニズムを提供し、壊滅的な脆性骨折を防ぎます。これは、動的アプリケーションでの重要な利点です。
これらのプロパティは、幅広い重要なアプリケーションに変換されます。
- サーマルスプレーコーティング： 航空宇宙、石油とガス、発電などの産業のコンポーネントに摩耗、腐食、浸食耐性層を適用するために使用されます。高速酸素燃料（HVOF）スプレーなどのプロセスは、これらの粉末を適用するために一般的に使用されます。
- 切削工具： 炭化物の複合材料の極端な硬度は、金属やその他の硬い材料を加工するための耐久性のある効果的な切削工具の生産の基本です。
- ハードフェイスと溶接： 新しいコンポーネントに耐久性のある表面を作成したり、摩耗した部品を修理したり、サービスの寿命を大幅に延長するために使用されます。
- パウダー冶金： 死、カビ、耐摩耗性のような固体成分に押し付けて焼結するための原材料として。
未来への様子
炭化物のコンポジット粉末のフィールドは静的ではありません。進行中の研究とは、新しい組成の開発、粒子の形態の精製、新しい製造技術の探求に焦点を当てています。パフォーマンスがさらに高く、効率が向上し、より優れた持続可能性を備えた材料の推進により、炭化物の複合粉末が材料科学の革新の最前線にとどまることが保証され、次世代の耐久性のある高性能産業コンポーネントの作成が可能になります。
