{"id":13906,"date":"2020-03-06T06:44:00","date_gmt":"2020-03-06T06:44:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=13906"},"modified":"2020-05-07T00:41:18","modified_gmt":"2020-05-07T00:41:18","slug":"new-breakthrough-of-tungsten-carbide-with-superior-properties-of-the-beijing-university","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/new-breakthrough-of-tungsten-carbide-with-superior-properties-of-the-beijing-university\/","title":{"rendered":"Nowy prze\u0142om w\u0119glika wolframu o doskona\u0142ych w\u0142a\u015bciwo\u015bciach Uniwersytetu Peki\u0144skiego"},"content":{"rendered":"
\n

Ze wzgl\u0119du na wysok\u0105 twardo\u015b\u0107 i odporno\u015b\u0107 na zu\u017cycie, <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> jest szeroko stosowany jako r\u00f3\u017cnorodne materia\u0142y do obr\u00f3bki narz\u0119dzi, znane jako \u201ez\u0119by przemys\u0142owe\u201d. W\u015br\u00f3d nich WC Co <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> to najwi\u0119ksza produkcja i zu\u017cycie <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> materia\u0142y. Po dziesi\u0119cioleciach rozwoju, w in\u017cynierii aplikacji <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>, twardo\u015b\u0107 i odporno\u015b\u0107 na zu\u017cycie mog\u0105 zasadniczo spe\u0142nia\u0107 wymagania dotycz\u0105ce wydajno\u015bci us\u0142ugi, podczas gdy wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na p\u0119kanie i udarno\u015b\u0107 s\u0105 w\u0105skim gard\u0142em w rozszerzeniu zastosowania <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>, szczeg\u00f3lnie w aplikacjach wysokiej klasy. Przez d\u0142ugi czas brak jest systematycznego zrozumienia mechanizmu wzmacniania i hartowania <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>, kt\u00f3ry jest rodzajem dwufazowego kompozytu metalowo-ceramicznego i wielofazowego materia\u0142u kompozytowego z dodatkami. Zwi\u0105zek mi\u0119dzy sk\u0142adnikiem wielosk\u0142adnikowym, struktur\u0105, zachowaniem mechanicznym i kompleksow\u0105 wydajno\u015bci\u0105 tego rodzaju materia\u0142u wymaga dalszych bada\u0144.<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

1.problem naukowy<\/strong>ems<\/h2>\n\n\n\n

Obecnie wsp\u00f3lne podstawowe problemy badawcze w dziedzinie bada\u0144 naukowych w dziedzinie <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> z aplikacji in\u017cynierskiej mo\u017cna podsumowa\u0107 w nast\u0119puj\u0105cy spos\u00f3b:<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

w przemys\u0142owym wytwarzaniu najdrobniejszych i nanokrystalicznych <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>, wzrost ziarna nale\u017cy kontrolowa\u0107 poprzez dodanie inhibitor\u00f3w wzrostu ziarna. Jednak inhibitory zwykle maj\u0105 niekorzystny wp\u0142yw na wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 i wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>. Konieczne jest pe\u0142ne zrozumienie czynnik\u00f3w kontroli stabilno\u015bci mikrostruktury pochodz\u0105cej od inhibitora oraz wp\u0142ywu na mikrostruktur\u0119 i w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>.<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wraz ze spadkiem wielko\u015bci ziarna fazy twardej poni\u017cej skali submikronowej interfejs wewn\u0119trzny stopniowo staje si\u0119 g\u0142\u00f3wnym czynnikiem wp\u0142ywaj\u0105cym na wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 i wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>. Jednak czynniki, kt\u00f3re mog\u0105 ustabilizowa\u0107 granice WC \/ CO i WC \/ WC oraz mechanizm stabilizacji nie s\u0105 dobrze poznane, a mechanizm tworzenia i ewolucji interfejsu niskoenergetycznego nie jest dobrze poznany.<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Poprzez badanie zachowania mechanicznego i mikromechanizmu <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> w temperaturze pokojowej i w wysokiej temperaturze mo\u017cna pog\u0142\u0119bi\u0107 zrozumienie mechanizmu wzmacniaj\u0105cego i hartuj\u0105cego w procesie serwisowym, aby ukierunkowa\u0107 projektowanie i przygotowanie wysokowydajnych <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>. W chwili obecnej brak jest systematycznego zrozumienia mechanizmu mikro deformacji, \u017ar\u00f3d\u0142a plastyczno\u015bci i mechanicznego zachowania w wysokiej temperaturze <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>.<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

2.Post\u0119p badawczy<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Zesp\u00f3\u0142 profesora Song Xiaoyana z Politechniki w Pekinie przeprowadzi\u0142 szereg podstawowych bada\u0144 praktycznych problem\u00f3w w in\u017cynieryjnym zastosowaniu <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>. W 2013 r. Zesp\u00f3\u0142 badawczy po raz pierwszy przygotowa\u0142 nanokrystaliczny <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> blokuje materia\u0142y o wysokiej g\u0119sto\u015bci i jednolitej strukturze, kt\u00f3re maj\u0105 zar\u00f3wno wysok\u0105 twardo\u015b\u0107, jak i wysok\u0105 wytrzyma\u0142o\u015b\u0107, i przedstawia sp\u00f3jn\u0105 teori\u0119 hartowania sp\u00f3jnego nanokrystalicznego dwufazowego <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> (ACTA mater. 2013, 61, 2154-2162), kt\u00f3ry zosta\u0142 w pe\u0142ni zweryfikowany w do\u015bwiadczeniach mechanicznych in situ (mater. Res. Lett. 2017, 5, 55-60). Ostatnio, \u0142\u0105cz\u0105c modelowanie teoretyczne i projektowanie eksperymentalne, grupa badawcza dog\u0142\u0119bnie przestudiowa\u0142a r\u00f3\u017cne \u201estruktury interfejs\u00f3w\u201d, kt\u00f3re mog\u0105 pojawi\u0107 si\u0119 w <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> materia\u0142y i znaleziono kilka rodzaj\u00f3w struktur po\u015brednich o grubo\u015bci 2-6 warstw atomowych, czynniki wp\u0142ywaj\u0105ce, podej\u015bcia stabilizacyjne i mikro mechanizmy. W oparciu o optymalizacj\u0119 dodatk\u00f3w i precyzyjne dostosowanie sk\u0142adu realizowana jest dok\u0142adna kontrola stabilno\u015bci struktury interfejsu. Zaproponowano mechanizm przeciwcz\u0105steczkowego p\u0119kania materia\u0142\u00f3w dopasowuj\u0105cych interfejs fazowy z r\u00f3\u017cnymi elementami, takimi jak V, Cr, Ti, Ta i Nb. Ponadto wp\u0142yw stabilno\u015bci struktury powierzchni styku i anizotropii energii powierzchniowej na tworzenie i ewolucj\u0119 \u2211 2 i \u2211 13A na granicach niskiej energii uzyskano poprzez optymalizacj\u0119 inhibitor\u00f3w wzrostu ziarna i kontrolowanie temperatury zag\u0119szczania spiekania. W zwi\u0105zku z tym mo\u017cna kontrolowa\u0107 problem przygotowania, polegaj\u0105cy na zwi\u0119kszeniu stosunku granicy faz koherentnych WC \/ CO do rozk\u0142adu granicy niskoenergetycznej granicy ziarna WC \/ WC w <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> rozwi\u0105zano. Odpowiednie osi\u0105gni\u0119cia zosta\u0142y sukcesywnie opublikowane w Acta mater. 2018, 149, 164-178 i Acta mater. 2019, 175, 171-181 pod tytu\u0142ami \u201ecery w WC Co <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>s \u201di\u201e granice ziaren o niskiej energii w WC Co <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong>s \u201d. Kieruj\u0105c si\u0119 badaniami podstawowymi, grupa badawcza i przedsi\u0119biorstwo wsp\u00f3\u0142pracowa\u0142y w celu przygotowania ultra wysokiej wytrzyma\u0142o\u015bci i wysokiej wytrzyma\u0142o\u015bci <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> pr\u0119ty o \u015bredniej wytrzyma\u0142o\u015bci na p\u0119kanie poprzeczne wi\u0119kszej ni\u017c 5200mpa i odporno\u015bci na p\u0119kanie wi\u0119kszej ni\u017c 13,0mpa \u00b7 M1 \/ 2. Warto\u015b\u0107 wytrzyma\u0142o\u015bci na p\u0119kanie jest najwy\u017cszym wska\u017anikiem wydajno\u015bci wytrzyma\u0142o\u015bci na p\u0119kanie w\u015br\u00f3d podobnych <\/strong>w\u0119glik wolframu <\/strong> zg\u0142oszone na \u015bwiecie.<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ponadto grupa badawcza przeprowadzi\u0142a wiele bada\u0144 dotycz\u0105cych zwi\u0105zku mi\u0119dzy mikrostruktur\u0105, zachowaniem mechanicznym i kompleksowymi w\u0142a\u015bciwo\u015bciami w\u0119glika wolframu. W aspekcie eksperymentu ewolucja mikrostruktury w\u0119glika wolframu pod obci\u0105\u017ceniem zewn\u0119trznym, zw\u0142aszcza prawo przemieszczania si\u0119 zwar\u0107 i przemieszczania stosu, zosta\u0142o zrealizowane za pomoc\u0105 eksperymentu mechanicznego in situ. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Za pomoc\u0105 dok\u0142adnej charakterystyki struktury i analizy krystalograficznej zaproponowano mechanizm interakcji wad krystalicznych fazy twardej i fazy ci\u0105gliwej w wysokiej wytrzyma\u0142o\u015bci i wytrzyma\u0142o\u015bci w\u0119glika wolframu oraz ujawniono mechanizm jego dzia\u0142ania na op\u00f3\u017anianie zarodkowania p\u0119kni\u0119\u0107 i powstrzymywanie wzrostu p\u0119kni\u0119\u0107. W szczeg\u00f3lno\u015bci, bior\u0105c pod uwag\u0119 zachowanie odkszta\u0142calne w\u0119glika wolframu, proponuje si\u0119, aby g\u0142\u00f3wny system po\u015blizgu fazy WC m\u00f3g\u0142 spowodowa\u0107 przemieszczenie pr\u0119ta \u015bciskaj\u0105cego w temperaturze pokojowej, podczas gdy aktywacja nowego systemu po\u015blizgu w wysokiej temperaturze mo\u017ce zapewni\u0107 wk\u0142ad z tworzywa sztucznego, kt\u00f3ry ilo\u015bciowo ujawnia zwi\u0105zek mi\u0119dzy odkszta\u0142ceniem plastycznym w\u0119glika wolframu a ruchem systemu po\u015blizgu i przemieszczenia, a tak\u017ce zasad\u0105 zmiany wraz z temperatur\u0105. W aspekcie oblicze\u0144 symulacyjnych badano zachowanie mechaniczne bikrystalicznego i polikrystalicznego w\u0119glika wolframu w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze metod\u0105 dynamiki molekularnej, a mikromechanizm wp\u0142ywu granicy ziaren, granicy faz, defekt\u00f3w wewn\u0105trzkrystalicznych i wielko\u015bci ziaren na deformacja i p\u0119kanie w\u0119glika wolframu zosta\u0142y wyja\u015bnione w skali atomowej. W skali elektronicznej g\u0119sto\u015b\u0107 elektronowa stanu i forma spajania WC s\u0105 obliczane i analizowane zgodnie z pierwsz\u0105 zasad\u0105, a mikro mechanizm o wysokiej twardo\u015bci WC jest wyja\u015bniony.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Proponuje si\u0119, \u017ce modu\u0142 spr\u0119\u017cysto\u015bci i twardo\u015b\u0107 WC mo\u017cna dodatkowo poprawi\u0107 przez mikrosolidne rozwi\u0105zanie element\u00f3w metalowych o wysokiej funkcji pracy, a nast\u0119pnie z powodzeniem zsyntetyzowa\u0107 w do\u015bwiadczeniu z powodzeniem syntez\u0119 materia\u0142u sypkiego w fazie nie zwi\u0105zanej o wi\u0119kszej twardo\u015bci z nierozpuszczon\u0105 faz\u0105. W 2019 r. Powy\u017cszy post\u0119p badawczy opublikowano w trzech kolejnych artyku\u0142ach w znanym mi\u0119dzynarodowym czasopi\u015bmie crystal Journal: Acta crystal. 2019, B75, 134-142 (pierwszym autorem jest Fang Jing, ucze\u0144 mistrza); Kryszta\u0142 Acta. 2019, B75, 994-1002 (pierwszym autorem jest Dr. LV Hao); Kryszta\u0142 Acta. 2019, B75, 1014-1023 (pierwszym autorem jest Hu Huaxin, doktorant). W skali mezo i makro ustala si\u0119 model element\u00f3w sko\u0144czonych oparty na rzeczywistej tr\u00f3jwymiarowej strukturze w\u0119glika wolframu. Badana jest heterogeniczna reakcja na odkszta\u0142cenie i zachowanie plastyczne w\u0119glika wolframu pod wp\u0142ywem przygotowanego resztkowego napr\u0119\u017cenia termicznego i napr\u0119\u017cenia zewn\u0119trznego w procesie \u0142o\u017cyskowania. Ujawniono zwi\u0105zek mi\u0119dzy odporno\u015bci\u0105 na deformacje mikrostruktury a odporno\u015bci\u0105 na p\u0119kanie. Osi\u0105gni\u0119cie to opublikowano w int. J. plastyczno\u015b\u0107, 2019, 121, 312-323 (pierwszym autorem jest dr Li Yanan).<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Rysunek 1. Struktura interfejsu i charakterystyka ewolucji granicy faz WC \/ CO utworzonej przez dodanie VC i Cr3C2<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Ryc. 2. Wp\u0142yw dodatk\u00f3w, anizotropii temperatury i energii powierzchniowej na powstawanie i ewolucj\u0119 niskoenergetycznych granic ziaren w w\u0119gliku wolframu <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Ryc. 3. Wp\u0142yw rotacji ziarna WC na odkszta\u0142cenie mikroplastyczne w nanokrystalicznym w\u0119gliku wolframu <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Ryc. 4. Mikrostruktura i w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne nowego rodzaju materia\u0142u WC o wysokiej twardo\u015bci z faz\u0105 niezwi\u0105zan\u0105<\/p>\n\n\n\n

  • \"\"<\/figure><\/li><\/ul><\/figure>\n\n\n\n

    Ryc. 5. Typowe reakcje zwichni\u0119cia (w tym rozk\u0142ad zwichni\u0119cia, tworzenie si\u0119 zwar\u0107 pr\u0119ta \u015bciskaj\u0105cego itp.) Na p\u0142aszczy\u017anie podstawy WC i g\u0142\u00f3wnej p\u0142aszczy\u017anie po\u015blizgu na cylindrze<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Ryc. 6. Wp\u0142yw niejednorodnej reakcji odkszta\u0142cenia na zachowanie si\u0119 w\u0119glika wolframu podczas p\u0119kania podczas \u015bciskania<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Due to its high hardness and wear resistance, tungsten carbide  is widely used as a variety of processing tool materials, known as “industrial teeth”. Among them, WC Co tungsten carbide  is the largest production and consumption of tungsten carbide  materials. After decades of development, in the engineering application of tungsten carbide , the hardness and…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":13907,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/\u56fe\u72471.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13906"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13906"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13906\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/13907"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13906"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13906"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13906"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}