کاربید چیست و چه کاربردهایی دارد؟

کاربید (carbide) یک ترکیب فلزی است که در آن کربن با یک عنصر فلزی یا نیمه فلزی ترکیب می شود. کاربید ها انواع مختلفی دارند و کاربردهای مختلفی نیز در صنعت، پزشکی و مصارف خانگی دارند.

کاربید کلسیم منبع مهمی از استیلن و سایر مواد شیمیایی است، در حالی که کاربیدهای سیلیکون، تنگستن و چندین عنصر دیگر به دلیل سختی فیزیکی، استحکام و مقاومت در برابر حملات شیمیایی، حتی در دماهای بسیار بالا ارزشمند هستند. کاربید آهن (سیمانیت) یکی از اجزای مهم در صنعت فولاد و چدن است. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

کاربید چیست؟

کاربید در اصل ترکیبی است که از کربن و یک عنصر با الکترونگاتیویته کمتر- معمولا از فلز یا اکسید فلز تشکیل شده است. این اصطلاح معمولاً به کاربید کلسیم یا گاهی کاربید تنگستن اشاره می کند. انواع دیگر کاربید ها عبارتند از:

• کاربید سیلیکون
• کاربید بور
• کاربید آهن
• کاربید آلومینیوم

طیقه بندی کاربیدها

این ترکیبات را می توان به طور کلی بر اساس نوع پیوند شیمیایی به شرح زیر طبقه بندی کرد.

کاربیدهای نمکی یا یونی

دارای آنیون های کربنی مجزا از اشکال C4 هستند که گاهی اوقات متانیدها نیز نامیده می شوند.

ترکیبات کووالانسی

دو نوع کاربید که پیوند کووالانسی را تشکیل می دهند. آنها از دو عنصر تشکیل شده اند که از نظر اندازه و الکترونگاتیویته بیشتر شبیه کربن هستند.

ترکیبات بینابینی

این نوع از کاربیدها با سختی بسیار زیاد اما شکنندگی شدید مشخص می شوند.

کاربیدها همچنین به عنوان یک ماده سرامیکی نیز طبقه بندی می شوند. برخی از مواد سرامیکی مربوط به کاربیدها شامل نیتریدها، اکسیدها و بوریدها هستند. خواص معمول این ترکیبات شامل استحکام بالا، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و خواص سایشی بسیار خوب است. این نوع از ترکیبات فلزی در موارد زیر استفاده می شوند:

• مدارها
• موتورها
• پره های توربین
• مناطقی که خوردگی در آنها زیاد است

انواع مختلف کاربید

کاربید کلسیم

یک ماده صنعتی تولید شده با فرمول مولکولی CaC2 است. رایج ترین کاربرد آن در تولید شیمیایی استیلن است که به عنوان سوخت برای ایجاد شعله حرارتی، به مقدار زیاد استفاده می شود. کاربید کلسیم خالص یک جامد بی رنگ و بلوری مانند سنگ نمک است.

این بدان معناست که یک مولکول از این ترکیب فلزی، از یک اتم کلسیم و دو اتم کربن ساخته شده است. از نظر تاریخی، از محلول استیلن در روشنایی خیابان ها استفاده شده است و گاهی اوقات از آن برای سخت شدن اجسام بزرگ فولادی نیز استفاده می شود.

کاربید سیلیکون

این ترکیب به طور طبیعی با فرمول مولکولی SiC شناخته می شود. ترکیب شیمیایی این مولکول شامل یک اتم سیلیکون و یک اتم کربن است. هنگامی که دانه های این ترکیب فلزی تولید و با هم ترکیب می شوند، یک ماده بسیار سخت و با دوام را تشکیل می دهند که در ساخت محصولات تخصصی مانند ترمز خودرو، مکانیک توربین، انواع خاصی از مهر و موم ها و یاطاقان ها استفاده می شود. کریستال های بزرگ کاربید سیلیکون را می توان به صورت مصنوعی، اغلب به عنوان موسانیت الگوی الماس تولید کرد.

کاربید تنگستن

یک پودر ریز و خاکستری رنگ است. این پودر از نظر مولکولی، حاوی قسمت های مساوی از تنگستن و کربن است. وقتی فشرده می شود، یک ماده بسیار سخت با کاربردهای بسیار زیاد ایجاد می کند. این ترکیب فلزی در ارتش برای تولید سلاح های سوراخ کننده زره استفاده می شود و در نوک ابزارهایی که توسط کوهنوردان استفاده می شود، یافت می شود.

ابزارهای مختلف، تیغ ها و جواهرات برخی از موارد دیگری هستند که گاهی اوقات با کاربید تنگستن ساخته می شوند. حلقه های ازدواج ساخته شده از این ترکیب فلزی برای مردان به دلیل درخشندگی تیره و مقاومت بالا در برابر خراشیدگی بسیار محبوب شده است.

کاربید بور

یک ماده سرامیکی و یکی از سخت ترین مواد مصنوعی شناخته شده در جهان است. ترکیب شیمیایی آن شامل چهار اتم بور و یک اتم کربن است. از این ترکیب فلزی در ساخت زره های تانک، قفل های امنیتی و ابزارهای برش و سایر کاربردهای تخصصی استفاده می شود. کاربرد تخصصی این ترکیب فلزی به دلیل مقاومت بالا در برابر سایش، شامل ساخت نازل های سندبلاستر است. این ترکیب فلزی به دلیل واکنش های شیمیایی با قطعات اتمی موسوم به نوترون، در راکتورهای هسته ای نیز کاربرد دارد.

کاربید آلومینیوم

این ماده در بخش های کوچکی از صنعت محصول جانبی تولید کاربید کلسیم است. این ترکیب فلزی شبیه کریستال های زرد یا قهوه ای رنگ است و در آب حل می شوند. به طور معمول، این ترکیب فلزی در ساخت ابزارهای برش استفاده می شود یا به برخی فلزات اضافه می شوند تا مقاومت آنها را بالا ببرند.

موارد استفاده از کاربید در صنایع مختلف

ممکن است بپرسید که ترکیب فلز کاربید در واقع چیست و اغلب برای چه مواردی استفاده می شود. بسیاری از ترکیبات فلزی وجود دارد که به دلایل خاص دارای کاربردهای مختلفی در سراسر جهان هستند. کاربید ترکیبی است که به تنهایی نه تنها قابل بازیافت است بلکه یک فلز با دوام و مستحکم است که کاربردپذیری گسترده ای دارد.

کاربید ترکیبی از عناصر کربن و فلزات و گاهی نیمه فلزات است. وقتی این عناصر با هم ترکیب می شوند، آلیاژی ایجاد می کنند که در برابر حرارت، خط و خش، سوراخ شدن و زنگ زدگی مقاوم هستند. شما می توانید سختی آنها را با الماس به دلیل چگالی بالای آنها مقایسه کنید.

استحکام این ترکیبات فلزی چیزی است که آنها را از ترکیبات فلزی دیگر متمایز می کند. استحکام کلی این ترکیبات، به طور کلی سه برابر فولاد است. می توانید آنها را به راحتی به هر شکل دلخواهی که دوست دارید، قالب بندی کنید. حتی می توانید این ترکیبات فلزی را به راحتی ذوب کرده یا با سایر فلزات ادغام کنید. برخی از کابردهای این ترکیبات فلزی عبارتند از:

ساخت ابزارهای جراحی

صنعت پزشکی برای کارکرد صحیح و کارآمد به تجهیزات و ابزارهای بسیار دقیق و تیز نیاز دارد. این تجهیزات معمولا مختص موقعیت ها و رویه های خاصی هستند. فلز کاربید برای ساخت ابزارهای جراحی و سایر ابزارهای پزشکی که نیاز به استحکام بالا دارند، استفاده می شود. اکثر ابزارهای جراحی مورد استفاده معمولا از جنس تیتانیوم یا فولاد ضد زنگ ساخته شده است.

این کاربرد یک مثال عالی از کاربید پیوندی است و نشان می دهد که چگونه می توان این ترکیبات فلزی را با سایر فلزات ادغام کرد تا یک ابزار مفید ایجاد شود. کاربید به فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم پیوند داده می شود تا ابزارهای لازم مورد استفاده در جراحی ها ایجاد شود.

معمولا نوک یا تیغه ابزار های جراحی از کاربید تشکیل شده است و قسمت های دیگر آنها از فلزات معمولی دیگر ساخته شده است. سختی بالای کاربید باعث می شود تا برای ایجاد لبه نازک تر مقاوم باشد و با توجه به ویژگی های مقاومتی که دارد، طول عمر ابزارهای جراحی را افزایش می دهد.

محصولات آسیاب کننده

کاربید یک ترکیب فلزی کارآمد برای تولید محصولات آسیاب کننده است. این محصولات در اندازه ها و اشکال مختلف ساخته می شوند. همه چیز بستگی به نوع کاربید فلزی دارد  که با آن تماس پیدا می کند. این ترکیبات فلزی به دلیل قابلیت قالب گیری و سختی بسیار متنوعی که دارند، می توانند برای ایجاد کاربردهای دقیق برای آسیاب و سنگ زنی استفاده شوند.

آلیاژهای صنعتی

آلیاژهای تخصصی بیشترین استفاده از ترکیبات فلزی کاربید را دارند  که حدود ۱۷ درصد آن برای ترکیب با سایر فلزات استفاده می شود. این ترکیبات فلزی همه کاره هستند و می توانند با سایر فلزات قالب گرفته، تیز شوند و اصلاح گردند تا ترکیباتی را که در لوازم الکترونیکی و سایر کاربردهای تجاری مورد نیاز است را تولید کنند.

استفاده از کاربید ها در ترکیب با عناصر دیگری مانند مس، نقره، نیکل و آهن برای ایجاد مواد جدید برای اهداف مختلف به تازگی  بسیار محبوبیت پیدا کرده است. برخی از کاربردها عبارتند از:

• ساخت تجهیزات صنعتی
• ساخت تجهیزات محافظ تابشی
• صنایع هوانوردی
• ساختمان سازی تجاری
• وسایل برقی پرکاربرد

جواهر سازی

تعجب آور نیست که ببینید این ترکیبات فلزی خاص در ساخت جواهرات به دلیل ویژگی های که می توانید آن ها را به دلخواه قالب بندی و شکل دهید، استفاده می شوند. همچنین می توانید این ترکیبات را با فلزات دیگر ترکیب کنید. این جدیدترین روشی است که صنایع از فلزات کاربید استفاده می کنند.

سختی این ترکیبات فلزی چیزی است که آن را برای سازندگان جواهرات جذاب کرده است. می توانید از آن ها برای ساخت حلقه، گوشواره، آویز و موارد دیگر استفاده کرد. اگر بتوانید آن ها را به طور موثر برش داده و صیقل دهید، می توانید یک جواهر زیبا با این ترکیبات فلزی ایجاد کنید.

این روش جدید برای ایجاد جواهرات با ارزش بسیار محبوب شده است. بسیاری از مردم تصمیم گرفته اند حلقه های ازدواج و نامزدی خود را از این ترکیبات فلزی انتخاب کنند زیرا قیمت آنها کمتر از طلای طبیعی است. این روش می تواند جایگزینی مقرون به صرفه برای سایر انواع جواهرات محبوب باشد.

کاربید سیمانی

کاربید سیمانی در ایجاد ابزارهای حفاری استفاده می شود. معمولا ابزارهایی که در مصارف ساختمانی استفاده می شوند از این ترکیبات فلزی ساخته می شوند. بیشتر بازار استفاده از کاربیدها امروزه به سمت کاربردهای ساختمانی و ایجاد ابزارهای مانند مته و سایر ابزارهای مورد استفاده در معدن رفته است. ابزارهای ساخته شده از این ترکیبات معمولا به دلیل سختی و مقاومت در برابر محصولات ساخته شده از فولاد  ضد زنگ ترجیح داده می شوند.

دیگر نگران ساییدگی نباشید، زیرا نوک کاربید بیشترین دوام را در بین تمام محصولات ساختمانی دارد. یکی از ویژگی های مهم این ترکیبات، این است که می توان آن ها را بازیافت کرد و دوباره مورد استفاده قرار داد. معمولاً شرکت های بازیافت کاربید مبالغ زیادی را برای خرید  قراضه این ترکیبات فلزی می پردازند زیرا هزینه تولید را کاهش می دهد.

سایر کاربردهای کاربید

این ترکیبات در سایر اهداف و کاربردهای تولیدی نیز استفاده می شود. برخی دیگر از این کاربردها شامل ساخت وسایل تیراندازی و تخته اسکی است. همچنین از این ترکیبات در تولید وزنه های ماهیگیری و بسیاری از محصولات دیگری که نیاز به برش و پودر شدن دارند، استفاده می شوند. انگیزه های زیادی برای استفاده از این ترکیبات فلزی از جمله مزایای مالی، بازیافت و طول عمر وجود دارد.

صنایعی که شروع به استفاده از فلز کاربید به عنوان ترکیب فلزی مورد نیاز خود کرده اند، هزینه های تولید خود را بسیار کاهش داده اند. این ترکیبات فلزی می توانند بر صنایع مختلف تأثیرات مثبت بگذارند و باید برای کاربردهای مختلف در نظر گرفته شوند.

قیمت خرید و فروش کاربید

قیمت خرید و فروش کاربید بر اساس نوع آن متفاوت است و شما می توانید به صورت حضوری یا خرید آنلاین آنها را به راحتی تهیه نمایید.

قیمت کاربید

کاربید ابزارهای برش پرکاربردی هستند که برای شکل دادن به فلز استفاده می شوند تا در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند. این ابزار دوام بالا و سنگ زنی دقیق را برای مواد سفت و سخت فراهم می کند. کاربید به طور گسترده ای برای ماشین کاری و شکل دادن به فلزات استفاده می شود. اینها کاربردهای گسترده ای در خودرو، برق، خودرو، هوافضا، الکترونیک و غیره دارند. کاربید دارای مزایای متعددی از جمله مقاومت در برابر سایش و پارگی، سرعت بالا، کاهش زمان چرخه، دوام و عملکرد در دماهای بالا هستند. کاربردهای مختلفی از ابزار کاربید در صنعت تولید وجود دارد. پودر کاربید و پودر تنگستن برای ساخت ابزار کاربید استفاده می شود. با کمک این ابزار می توان فلز با شکل خاص را سریعتر تولید کرد. چندین قابلیت منحصر به فرد با چنین ابزارهایی همراه است که آنها را برای استفاده در ماشین های سنگین مناسب می کند.

کاربرد رو به رشد در صنایع مختلف مصرف کننده نهایی استفاده از ابزار کاربید برای بسیاری از صنایع مانند هوافضا، خودروسازی، صنایع جابجایی مواد، ساخت و ساز و غیره را افزایش داده است. استفاده از ابزار کاربید منجر به تولید فلز با دقت بالا و کاهش هزینه های دستی و در نتیجه افزایش سودآوری کارخانه های تولیدی می شود. مشتریان می توانند ابزار کاربید را با سرعت های بالاتر برای مدت طولانی تری کار کنند. همچنین این ابزارها مقاومت در برابر دمای بالا را تضمین می کنند. ابزار کاربید بسته به سرعت مورد نظر، شرایط دمایی، نوع بار و غیره در گزینه های متنوعی موجود می باشد. همچنین این ابزارها از طریق ورودی های مختلف مانند دستی و برقی قابل کار هستند. فلزات شکل گرفته و پردازش شده با استفاده از ابزار کاربید برای مقاومت در برابر شرایط شدید توسعه یافته اند و آنها را برای استفاده در بسیاری از عمودها مطلوب می کند. انواع مختلف کاربید کلسیم، آلومینیوم، سیلیکون، آهن و تنگستن قیمت های مختلفی دارند.