टाइटेनियम कार्बाइड, सिलिकॉन कार्बाइड और सीमेंटेड कार्बाइड सामग्रियों की विशेषताएं और अनुप्रयोग

औद्योगिक विनिर्माण के "भौतिक ब्रह्मांड" में, टाइटेनियम कार्बाइड (TiC), सिलिकॉन कार्बाइड (SiC), और सीमेंटेड कार्बाइड (आमतौर पर टंगस्टन कार्बाइड - कोबाल्ट, आदि पर आधारित) तीन चमकते "स्टार मटेरियल" हैं। अपने अनूठे गुणों के साथ, वे विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आज, हम इन तीन सामग्रियों के बीच गुणों में अंतर और उन परिदृश्यों पर गहराई से नज़र डालेंगे जहाँ वे उत्कृष्ट हैं!

I. सामग्री गुणों की आमने-सामने तुलना

सामग्री का प्रकार	कठोरता (संदर्भ मान)	घनत्व (ग्राम/सेमी³)	प्रतिरोध पहन	उच्च तापमान प्रतिरोध	रासायनिक स्थिरता	बेरहमी
टाइटेनियम कार्बाइड (TiC)	2800 – 3200एचवी	4.9 – 5.3	उत्कृष्ट (कठिन चरणों का प्रभुत्व)	≈1400℃ पर स्थिर	अम्लों और क्षारों के प्रति प्रतिरोधी (प्रबल ऑक्सीकरण अम्लों को छोड़कर)	अपेक्षाकृत कम (भंगुरता अधिक प्रमुख है)
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC)	2500 – 3000HV (SiC सिरेमिक के लिए)	3.1 – 3.2	उत्कृष्ट (सहसंयोजक बंधन संरचना द्वारा समर्थित)	≈1600℃ पर स्थिर (सिरेमिक अवस्था में)	अत्यंत मजबूत (अधिकांश रासायनिक माध्यमों के प्रति प्रतिरोधी)	मध्यम (सिरेमिक अवस्था में भंगुर; एकल क्रिस्टल में कठोरता होती है)
सीमेंटेड कार्बाइड (WC – Co उदाहरण के तौर पर)	1200 – 1800एचवी	13 – 15 (WC – Co श्रृंखला के लिए)	असाधारण (WC हार्ड चरण + Co बाइंडर)	≈800 – 1000℃ (Co सामग्री पर निर्भर करता है)	अम्ल, क्षार और घर्षण के प्रति प्रतिरोधी	अपेक्षाकृत अच्छा (सह बाइंडर चरण कठोरता को बढ़ाता है)

संपत्ति का विवरण:

• टाइटेनियम कार्बाइड (TiC): इसकी कठोरता हीरे के करीब है, जो इसे सुपर-हार्ड मटीरियल परिवार का सदस्य बनाती है। इसका उच्च घनत्व उन सटीक उपकरणों में सटीक स्थिति के लिए अनुमति देता है जिनके लिए "भार" की आवश्यकता होती है। हालाँकि, इसमें उच्च भंगुरता है और प्रभाव के तहत छिलने का खतरा है, इसलिए यह स्थिर, कम प्रभाव वाले कटिंग/पहनने के प्रतिरोधी परिदृश्यों के लिए अधिक उपयुक्त है। उदाहरण के लिए, इसे अक्सर औजारों पर कोटिंग के रूप में उपयोग किया जाता है। TiC कोटिंग सुपर-हार्ड और पहनने के लिए प्रतिरोधी है, जैसे हाई-स्पीड स्टील और सीमेंटेड कार्बाइड टूल्स पर "सुरक्षात्मक कवच" लगाना। स्टेनलेस स्टील और मिश्र धातु स्टील को काटते समय, यह उच्च तापमान का सामना कर सकता है और पहनने को कम कर सकता है, जिससे उपकरण का जीवन काफी बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए, फिनिशिंग मिलिंग कटर की कोटिंग में, यह तेज़ और स्थिर कटिंग को सक्षम बनाता है।
• सिलिकॉन कार्बाइड (SiC): "उच्च तापमान प्रतिरोध में शीर्ष प्रदर्शनकर्ता"! यह 1600 डिग्री सेल्सियस से ऊपर स्थिर प्रदर्शन बनाए रख सकता है। सिरेमिक अवस्था में, इसकी रासायनिक स्थिरता उल्लेखनीय है और यह शायद ही एसिड और क्षार (हाइड्रोफ्लोरिक एसिड जैसे कुछ को छोड़कर) के साथ प्रतिक्रिया करता है। हालाँकि, सिरेमिक सामग्री के लिए भंगुरता एक सामान्य समस्या है। फिर भी, एकल-क्रिस्टल सिलिकॉन कार्बाइड (जैसे 4H - SiC) ने कठोरता में सुधार किया है और अर्धचालकों और उच्च आवृत्ति उपकरणों में वापसी कर रहा है। उदाहरण के लिए, SiC-आधारित सिरेमिक उपकरण सिरेमिक उपकरणों में "शीर्ष छात्र" हैं। उनके पास उच्च तापमान प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता है। उच्च कठोरता वाले मिश्र धातुओं (जैसे निकल-आधारित मिश्र धातु) और भंगुर सामग्रियों (जैसे कच्चा लोहा) को काटते समय, वे उपकरण से चिपके नहीं होते हैं और धीरे-धीरे घिसते हैं। हालाँकि, भंगुरता के कारण, वे कम बाधित कटिंग और उच्च परिशुद्धता के साथ परिष्करण के लिए अधिक उपयुक्त हैं।
• सीमेंटेड कार्बाइड (WC – Co)कटिंग फील्ड में एक “टॉप-टियर प्लेयर”! लेथ टूल्स से लेकर CNC मिलिंग कटर तक, मिलिंग स्टील से लेकर ड्रिलिंग स्टोन तक, यह हर जगह पाया जा सकता है। कम Co सामग्री (जैसे YG3X) वाला सीमेंटेड कार्बाइड फिनिशिंग के लिए उपयुक्त है, जबकि उच्च Co सामग्री (जैसे YG8) वाले कार्बाइड में अच्छा प्रभाव प्रतिरोध होता है और यह आसानी से रफ मशीनिंग को संभाल सकता है। WC हार्ड फेज “घिसाव” के लिए जिम्मेदार होते हैं, और Co बाइंडर WC कणों को एक साथ रखने के लिए “गोंद” की तरह काम करता है, जिससे कठोरता और मजबूती दोनों बनी रहती है। हालाँकि इसका उच्च तापमान प्रतिरोध पहले दो जितना अच्छा नहीं है, लेकिन इसका संतुलित समग्र प्रदर्शन इसे कटिंग से लेकर घिसाव प्रतिरोधी घटकों तक के परिदृश्यों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त बनाता है।

II. आवेदन क्षेत्र पूरे जोरों पर

1. कटिंग टूल फील्ड

• टाइटेनियम कार्बाइड (TiC): अक्सर औजारों पर कोटिंग के रूप में काम आता है! सुपर-हार्ड और घिसाव-प्रतिरोधी TiC कोटिंग हाई-स्पीड स्टील और सीमेंटेड कार्बाइड औजारों पर "सुरक्षा कवच" लगाती है। स्टेनलेस स्टील और मिश्र धातु स्टील को काटते समय, यह उच्च तापमान का सामना कर सकता है और घिसाव को कम कर सकता है, जिससे औजारों का जीवन काफी बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए, फिनिशिंग मिलिंग कटर की कोटिंग में, यह तेज़ और स्थिर कटिंग को सक्षम बनाता है।
• सिलिकॉन कार्बाइड (SiC): सिरेमिक औजारों में एक “शीर्ष छात्र”! SiC-आधारित सिरेमिक औजारों में उच्च तापमान प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता होती है। उच्च कठोरता वाले मिश्र धातुओं (जैसे निकल-आधारित मिश्र धातु) और भंगुर पदार्थों (जैसे कच्चा लोहा) को काटते समय, वे औजारों से चिपके नहीं रहते और धीरे-धीरे घिसते हैं। हालाँकि, भंगुरता के कारण, वे कम बाधित कटिंग और उच्च परिशुद्धता के साथ परिष्करण के लिए अधिक उपयुक्त हैं।
• सीमेंटेड कार्बाइड (WC – Co): कटिंग फील्ड में एक “शीर्ष स्तरीय खिलाड़ी”! खराद उपकरण से लेकर सीएनसी मिलिंग कटर तक, मिलिंग स्टील से लेकर ड्रिलिंग स्टोन तक, यह हर जगह पाया जा सकता है। कम Co सामग्री (जैसे YG3X) के साथ सीमेंटेड कार्बाइड फिनिशिंग के लिए उपयुक्त है, जबकि उच्च Co सामग्री (जैसे YG8) के साथ अच्छा प्रभाव प्रतिरोध होता है और आसानी से किसी न किसी मशीनिंग को संभाल सकता है।

2. घिसाव-प्रतिरोधी घटक क्षेत्र

• टाइटेनियम कार्बाइड (TiC): परिशुद्धता सांचों में "पहनने के लिए प्रतिरोधी चैंपियन" के रूप में कार्य करता है! उदाहरण के लिए, पाउडर धातु विज्ञान के सांचों में, धातु पाउडर को दबाते समय, TiC आवेषण पहनने के लिए प्रतिरोधी होते हैं और उच्च परिशुद्धता रखते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि दबाए गए भागों में सटीक आयाम और अच्छी सतहें हैं, और बड़े पैमाने पर उत्पादन के दौरान "खराबी" होने का खतरा नहीं है।
• सिलिकॉन कार्बाइड (SiC): पहनने के प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रतिरोध के "डबल बफ्स" से संपन्न! SiC सिरेमिक से बने उच्च तापमान भट्टियों में रोलर्स और बियरिंग 1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर भी नरम या घिसते नहीं हैं। इसके अलावा, SiC से बने सैंडब्लास्टिंग उपकरणों में नोजल रेत के कणों के प्रभाव का सामना कर सकते हैं, और उनकी सेवा का जीवन साधारण स्टील नोजल की तुलना में कई गुना अधिक है।
• सीमेंटेड कार्बाइड (WC – Co): एक "बहुमुखी पहनने-प्रतिरोधी विशेषज्ञ"! खदान ड्रिल बिट्स में सीमेंटेड कार्बाइड के दांत बिना किसी नुकसान के चट्टानों को कुचल सकते हैं; शील्ड मशीन टूल्स पर सीमेंटेड कार्बाइड कटर मिट्टी और बलुआ पत्थर का सामना कर सकते हैं, और हजारों मीटर की सुरंग खोदने के बाद भी "अपना संयम बनाए रख सकते हैं"। यहां तक ​​कि मोबाइल फोन कंपन मोटरों में सनकी पहिये भी स्थिर कंपन सुनिश्चित करने के लिए पहनने के प्रतिरोध के लिए सीमेंटेड कार्बाइड पर निर्भर करते हैं।

3. इलेक्ट्रॉनिक्स/सेमीकंडक्टर क्षेत्र

• टाइटेनियम कार्बाइड (TiC): कुछ इलेक्ट्रॉनिक घटकों में दिखाई देता है जिन्हें उच्च तापमान और उच्च पहनने के प्रतिरोध की आवश्यकता होती है! उदाहरण के लिए, उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रॉन ट्यूबों के इलेक्ट्रोड में, TiC में उच्च तापमान प्रतिरोध, अच्छी विद्युत चालकता और पहनने का प्रतिरोध होता है, जो उच्च तापमान वाले वातावरण में स्थिर संचालन को सक्षम करता है और इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल ट्रांसमिशन सुनिश्चित करता है।
• सिलिकॉन कार्बाइड (SiC)सेमीकंडक्टर में एक नया पसंदीदा! SiC सेमीकंडक्टर डिवाइस (जैसे SiC पावर मॉड्यूल) में बेहतरीन उच्च-आवृत्ति, उच्च-वोल्टेज और उच्च-तापमान प्रदर्शन होता है। जब इलेक्ट्रिक वाहनों और फोटोवोल्टिक इनवर्टर में उपयोग किया जाता है, तो वे दक्षता में काफी सुधार कर सकते हैं और वॉल्यूम कम कर सकते हैं। इसके अलावा, SiC वेफ़र उच्च-आवृत्ति और उच्च-तापमान चिप्स के निर्माण के लिए "आधार" हैं, और 5G बेस स्टेशनों और एवियोनिक्स में अत्यधिक प्रत्याशित हैं।
• सीमेंटेड कार्बाइड (WC – Co)इलेक्ट्रॉनिक प्रोसेसिंग में एक "सटीक उपकरण"! PCB ड्रिलिंग के लिए सीमेंटेड कार्बाइड ड्रिल का व्यास 0.1 मिमी जितना छोटा हो सकता है और आसानी से टूटे बिना सटीक रूप से ड्रिल कर सकता है। चिप पैकेजिंग मोल्ड्स में सीमेंटेड कार्बाइड इंसर्ट में उच्च परिशुद्धता और पहनने का प्रतिरोध होता है, जो चिप पिन की सटीक और स्थिर पैकेजिंग सुनिश्चित करता है।

III. कैसे चुनें?

• अत्यधिक कठोरता और सटीक पहनने के प्रतिरोध के लिए→ टाइटेनियम कार्बाइड (TiC) चुनें! उदाहरण के लिए, सटीक मोल्ड कोटिंग्स और सुपर-हार्ड टूल कोटिंग्स में, यह घिसाव को "सहन" कर सकता है और सटीकता बनाए रख सकता है।
• उच्च तापमान प्रतिरोध, रासायनिक स्थिरता, या अर्धचालकों/उच्च आवृत्ति उपकरणों पर काम करने के लिए→ सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) चुनें! यह उच्च तापमान भट्ठी घटकों और SiC पावर चिप्स के लिए अपरिहार्य है।
• संतुलित समग्र प्रदर्शन के लिए, काटने से लेकर घिसाव-प्रतिरोधी अनुप्रयोगों तक सब कुछ कवर करना→ सीमेंटेड कार्बाइड (WC – Co) चुनें! यह एक “बहुमुखी खिलाड़ी” है जो उपकरण, ड्रिल और पहनने के लिए प्रतिरोधी भागों को कवर करता है।