ვოლფრამის ლითონის ფხვნილის თვისებები

ვოლფრამის ფხვნილის მოქმედება მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს შემდგომი პროდუქტების დამუშავების შესრულებასა და ხარისხზე. ამრიგად, როგორც მძიმე შენადნობის ველმა, ასევე ვოლფრამის მასალის დამუშავების ველმა წამოაყენა შესაბამისი მოთხოვნები ნედლი ვოლფრამის ფხვნილის ქიმიური სისუფთავისა და ფიზიკური თვისებების შესახებ, განსაკუთრებით ფიზიკური თვისებების მოთხოვნები სულ უფრო და უფრო მაღლდება. 

ქიმიური სისუფთავე

ცემენტირებული კარბიდის და ვოლფრამის პროდუქტების წარმოებისას, ვოლფრამის ფხვნილის ქიმიური სისუფთავე უნდა იყოს შედარებით მაღალი. ნარჩენი მინარევების ელემენტები ვოლფრამის ფხვნილში გავლენას ახდენენ პროდუქტების დამუშავებისა და მომსახურების შესრულებაზე. გავლენა ძალიან რთულია, ზოგი საზიანოა, ზოგიც სასარგებლო. მიმდინარე კვლევები ვარაუდობენ, რომ Ca, Mg, P, As, Si, S, Fe, Ni, Cu, Al და Mo შეუძლიათ შეამცირონ შენადნობის სიმტკიცე, ხოლო K და Na ხელს უწყობენ WC მარცვლების ზრდას. V და Cr, თავის მხრივ, აფერხებენ მარცვლების ზრდას. თუ Mo-ის შემცველობა WO-ში აღემატება 0,5%-ს, ეს გამოიწვევს შენადნობის მოქნილობის სიძლიერის შემცირებას. ამჟამად წარმოებული ვოლფრამის ფხვნილის ჯიშების უმეტესობაში, ნარჩენი მეტალის მინარევების შემცველობა (გარდა დანამატების სახით დამატებული) არის რამდენიმე ნაწილი ათი ათასიდან რამდენიმე ნაწილამდე ასი ათასზე. 

ვოლფრამის ფხვნილში ჟანგბადს შეუძლია რეაგირება კარბიდებთან, შთანთქავს ნახშირბადს კარბიდებიდან და გამოიწვიოს ცემენტირებული კარბიდის დეკარბურიზაცია. როდესაც შენადნობი ძლიერ დეკარბურიზებულია, ჩნდება γ ფაზა, რაც შენადნობას მტვრევად ხდის. რეაქციის შედეგად გამოთავისუფლებული გაზი ზრდის შენადნობის ფორიანობას და ამცირებს მის სიძლიერეს. სხვადასხვა შემცირების პროცესებისა და აღჭურვილობის მიხედვით, ვოლფრამის ფხვნილში ჟანგბადის შემცველობა ზოგადად არის 0.05%-დან 0.5%-მდე და ის იზრდება ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების ზომის შემცირებით და სპეციფიკური ზედაპირის ფართობის ზრდით. ამიტომ, წვრილმარცვლოვან ვოლფრამის ფხვნილში ჟანგბადის შემცველობის მოთხოვნა სათანადოდ უნდა იყოს მოდუნებული. ვოლფრამის ფხვნილის ქიმიური სისუფთავის მოთხოვნები ნაჩვენებია ცხრილში 4-1, ხოლო ჟანგბადის შემცველობის მოთხოვნები ნაჩვენებია ცხრილში 4-2.

ვოლფრამის ფხვნილში მინარევების ელემენტები შეიძლება წარმოიქმნას ნედლეულიდან ან შევიდეს წარმოების პროცესში. ამიტომ, პროცესის დროს მასალების დაბინძურების თავიდან აცილება დიდი მნიშვნელობა აქვს. მაგალითად, ვოლფრამის ფხვნილის წარმოებაში APT-ის ნედლეულის გამოყენებით, მასალები უშუალო კავშირშია კალცინაციურ ღუმელთან, შემცირების ღუმელის მილებთან და ჭურჭელთან, რის შედეგადაც იზრდება მინარევების შემცველობა, როგორიცაა Fe, Ni, Cr და Si, და მცირდება ქიმიური სისუფთავე. როდესაც მათი შინაარსი მიაღწევს გარკვეულ დონეს ან ისინი საკმარისად გროვდება, ისინი შეიძლება გახდეს დეფექტების წყარო შემდგომი დამუშავებისთვის ან გამოყენებისთვის. ამიტომ, ვოლფრამის ფხვნილის სისუფთავის უზრუნველსაყოფად, გარდა ნედლეულის APT ხარისხის მკაცრად კონტროლისა, ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია პროცესის დროს დაბინძურების თავიდან აცილება. 

2. ფიზიკური თვისებები

მეტალის ვოლფრამის ფხვნილის ფიზიკური თვისებები ძირითადად მოიცავს ნაწილაკების საშუალო ზომას, ნაწილაკების ზომის განაწილებას, ნაწილაკების აგრეგაციის ხარისხს, ნაწილაკების მორფოლოგიას, სპეციფიკურ ზედაპირის ფართობს, ნაყარი სიმკვრივეს, შეკუმშულ სიმკვრივეს და ჰოლის ნაკადის სიჩქარეს და ა.შ. 

(ნაწილაკების საშუალო ზომა და ნაწილაკების ზომის განაწილება)

იქნება ეს ცემენტირებული კარბიდი თუ ვოლფრამის პროდუქტები, არსებობს მკაცრი მოთხოვნები ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების საშუალო ზომისა და ნაწილაკების ზომის განაწილებისთვის. ცემენტირებული კარბიდის სფეროში, W ფხვნილის ნაწილაკების ზომა და ნაწილაკების ზომა პირდაპირ გავლენას ახდენს WC ფხვნილის ნაწილაკების ზომაზე და ნაწილაკების ზომის განაწილებაზე. WC ფხვნილის ნაწილაკების ზომა შემდგომ გავლენას ახდენს ცემენტირებული კარბიდის პროდუქტების მუშაობაზე. 

კვლევამ დაადგინა, რომ WC ფხვნილის თვისებები შეზღუდულია W ფხვნილის თვისებებით. მას შემდეგ, რაც W ფხვნილი კარბონიზდება WC-ის შესაქმნელად, ნაწილაკების ზომა განიცდის უმნიშვნელო ცვლილებას. WC უხეში, საშუალო და წვრილი ნაწილაკების ზომის ფხვნილის წარმოებისთვის საჭიროა უხეში, საშუალო და წვრილი ნაწილაკების W ფხვნილის გამოყენება. არათანაბარი W ფხვნილის კარბონიზაცია იწვევს არათანაბარი WC ფხვნილს. ფხვნილის ნაწილაკების ზომის ცვლილებები უხეში, საშუალო და წვრილი ნაწილაკების W ფხვნილის კარბონიზაციის შემდეგ ნაჩვენებია ცხრილში 4-3.

მოთხოვნები ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების ზომაზე განსხვავებულია სხვადასხვა მომხმარებელში. მყარი შენადნობის ველისთვის, სხვადასხვა ტიპის მყარი შენადნობებისთვის, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა მიზნებისთვის, WC ფხვნილის სხვადასხვა ზომის ნაწილაკების გამო, არსებობს სხვადასხვა მოთხოვნები ნედლეულის W ფხვნილის ნაწილაკების საშუალო ზომისა და ნაწილაკების ზომის შემადგენლობისთვის. ყველა საჭრელი ხელსაწყოს მოითხოვს W ფხვნილი და WC ფხვნილი ჰქონდეს წვრილი ნაწილაკების ზომა და ნაწილაკების ზომის ვიწრო განაწილება. ზემოქმედების ხელსაწყოებისთვის საჭიროა W ფხვნილი და WC ფხვნილი იყოს უხეში, ნაწილაკების ზომის უფრო ფართო განაწილებით. მსხვილმარცვლოვანი WC-ის მოსამზადებლად გამოყენებული ნაწილაკების საშუალო ზომა არის 25,8 μm. W ფხვნილის ნაწილაკების ზომის წარმომადგენლობითი განაწილება ნაჩვენებია სურათზე 4-1.

ვოლფრამის მასალის დამუშავებისთვის, ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების საშუალო ზომა და ნაწილაკების ზომების განაწილება გავლენას ახდენს შემდგომი პროდუქტების დაჭერით, მწვანე სხეულის სიმკვრივეზე (ასევე ცნობილია როგორც დაპრესილი სხეული) და აგლომერაციის შესრულებაზე. ფხვნილის ნაწილაკების უფრო მცირე ზომა და უფრო რთული ფორმები გამოიწვევს უფრო დიდ ხახუნს ნაწილაკებს შორის, რაც გამოიწვევს მწვანე სხეულის სიმკვრივის შემცირებას. რაც უფრო ვიწროა ნაწილაკების ზომის განაწილება, მით უფრო თავისუფლად არის განლაგებული ნაწილაკები. ნაწილაკების ზომების უფრო ფართო განაწილებამ, ან თუნდაც სხვადასხვა საშუალო ზომის ნაწილაკების ფხვნილების შერევამ შეიძლება მიაღწიოს ნაწილაკების უკეთეს განლაგებას და უფრო მაღალი მწვანე სხეულის სიმტკიცეს. ვოლფრამის მასალების დამუშავების სფეროში, ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების საშუალო ზომა ჩვეულებრივ უნდა იყოს 2-დან 6 მკმ-მდე. 

ფხვნილის ნაწილაკების ზომისა და ნაწილაკების ზომის განაწილების დასადგენად მრავალი მეთოდი არსებობს. ფიშერის აპარატი და ლაზერული ნაწილაკების ზომის ანალიზატორი ფართოდ გამოიყენება ვოლფრამის ფხვნილში. თუმცა, ამ ორი გაზომვის მეთოდის განსხვავებული პრინციპების გამო, ერთი და იგივე ფხვნილიდან მიღებული გაზომილი მნიშვნელობები შეიძლება განსხვავდებოდეს. ამიტომ, ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების ზომა ზოგადად უნდა იყოს მითითებული, როგორც ფიშერის საშუალო ნაწილაკების ზომა ან ლაზერული ნაწილაკების საშუალო ზომა. გარდა ამისა, უნდა აღინიშნოს, რომ "მოწოდებული სახელმწიფო" ვოლფრამის ფხვნილს ჩვეულებრივ აქვს აგლომერაციის სხვადასხვა ხარისხი, რაც დაკავშირებულია წარმოების პირობებთან. ვოლფრამის ფხვნილის საშუალო ნაწილაკების ზომა, რომელიც იზომება ასეთი ნიმუშების გამოყენებით, შეიძლება განსხვავდებოდეს ფხვნილის რეალური ნაწილაკების ზომისგან. მაგალითად, ზოგიერთი მოსაწყენი წვრილი ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების ზომა "მოწოდებულ მდგომარეობაში" არის 1-2 მკმ, ხოლო დეპოლიმერიზაციისა და დისპერსიის შემდეგ, მნიშვნელობა ეცემა 0.4-0.5 მკმ-მდე. ვოლფრამის ფხვნილისთვის, ნაწილაკების ზომებით 1-10 μm დიაპაზონში, უმეტეს შემთხვევაში, "მოწოდებული მდგომარეობის" ნაწილაკების ზომის გაზომვა შეიძლება აკმაყოფილებდეს წარმოების მოთხოვნებს. სუბმიკრონული ვოლფრამის ფხვნილისთვის და უფრო უხეში ვოლფრამის ფხვნილისთვის, ნაწილაკების ზომის უფრო ზუსტად დასახასიათებლად, "დაფქვის მდგომარეობის" ნიმუშები უნდა იქნას გამოყენებული ნაწილაკების საშუალო ზომისა და ნაწილაკების ზომის განაწილების ტესტებისთვის. 

თვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების ზომის განაწილება დაკავშირებულია მის ნაწილაკების ზომასთან. ზოგადად, რაც უფრო დიდია ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების საშუალო ზომა, მით უფრო ფართოა ნაწილაკების ზომის განაწილება. ნაწილაკების მოცემული ზომისთვის, წარმოებაში, ისეთ მეთოდებს, როგორიცაა სველი წყალბადის გამოყენება ან ვოლფრამის ოქსიდში ტუტე ლითონის ნაერთების დამატება, შეუძლია ნაწილაკების ზომა უფრო დიდი გახადოს და ნაწილაკების ზომის განაწილების დიაპაზონი უფრო ვიწრო აკონტროლოს. ნაწილაკების ზომის განაწილების განსაზღვრა ხშირად ხორციელდება "ძირითადი მდგომარეობის" ნიმუშების გამოყენებით. 

ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების საშუალო ზომა ზოგადად გამოიხატება მისი დიამეტრით (მიკრომეტრებში). თუმცა, წარმოების პრაქტიკაში ხშირად გამოიყენება ნახევრად რაოდენობრივი ცნებები. საერთო კლასიფიკაცია მოიცავს: 

ძალიან უხეში ნაწილაკები: ნაწილაკების საშუალო ზომა > 30 μm; 

30 μm; 

უხეში ნაწილაკები: ნაწილაკების საშუალო ზომა 10-დან 30 მკმ-მდე; 

საშუალო ზომის ნაწილაკები: ნაწილაკების საშუალო ზომა 3-დან 10 მკმ-მდე; 

წვრილი ნაწილაკები: ნაწილაკების საშუალო ზომა 0,5 - 3 μm; 

ულტრაწვრილი ნაწილაკები: ნაწილაკების საშუალო ზომა

(2) აგრეგაციის ხარისხი

ფხვნილების აგრეგაციის ხარისხი ჩვეულებრივ ხასიათდება ნაწილაკების ზომის სხვაობით "მოწოდებული მდგომარეობის" ფხვნილებსა და "ძირითადი მდგომარეობის" ფხვნილებს შორის. წვრილი ვოლფრამის ფხვნილის აგრეგაციის ხარისხი ზოგადად უფრო მაღალია, ვიდრე უხეში ვოლფრამის ფხვნილისა. ვოლფრამის მასალის წარმოებისთვის, აგრეგაციის ხარისხი პირდაპირ გავლენას ახდენს მწვანე ნაჭრის სიძლიერეზე. WC წარმოების პროცესში, w ფხვნილის აგრეგაციის ხარისხი გავლენას ახდენს ნახშირბადის განაწილების ერთგვაროვნებაზე. 

(3) ნაწილაკების მორფოლოგია

ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების მორფოლოგია გავლენას ახდენს მის დაჭერით და მწვანე სხეულის სიძლიერეზე. ნაწილაკების არარეგულარული მორფოლოგია იწვევს ნაწილაკებს შორის გადაკეტვას, რითაც აძლიერებს მწვანე სხეულის სიმტკიცეს. სფერულ ვოლფრამის ფხვნილს აქვს კარგი სითხე და განსაკუთრებით შესაფერისია მასალების შესხურებისთვის. ანალოგიურად, WC მომზადებისას, ვოლფრამის ფხვნილის მორფოლოგია ასევე გავლენას ახდენს WC ფხვნილის მორფოლოგიაზე. 

(4) სპეციფიური ზედაპირის ფართობი

მთლიანი ზედაპირის ფართობი, რომელსაც ფლობს ვოლფრამის ფხვნილის ერთეული მასა, მოიხსენიება, როგორც ვოლფრამის ფხვნილის სპეციფიური ზედაპირის ფართობი, რომელიც ჩვეულებრივ გამოხატულია m2·g-1 ერთეულებში. ვოლფრამის ფხვნილის სპეციფიური ზედაპირის ფართობი ჩვეულებრივ მერყეობს 0,01-დან 12 მ2·გ-1-მდე. ის ირიბად ასახავს ვოლფრამის ფხვნილის ნაწილაკების ზომას და მორფოლოგიას და წარმოადგენს მნიშვნელოვან ინდიკატორს აგლომერაციის აქტივობის, დაშლის მახასიათებლებისა და რეაქციის უნარის შესაფასებლად გაზურ და მყარ ნივთიერებებთან ვოლფრამის ფხვნილის კარბონიზაციის პროცესში. 

(5) ფხვიერი სიმკვრივე და დატკეპნილი სიმკვრივე

ვოლფრამის ფხვნილის ფხვიერი სიმკვრივე და დატკეპნილი სიმკვრივე იზრდება ფხვნილის ნაწილაკების საშუალო ზომის მატებასთან ერთად. კავშირი გარკვეული ქარხნის მიერ წარმოებული ვოლფრამის ფხვნილის ფხვიერი სიმკვრივისა და მისი ფიშერის საშუალო ნაწილაკების ზომას შორის ნაჩვენებია ცხრილში 4-4. რაც უფრო ვიწროა ფხვნილის ნაწილაკების ზომის განაწილება, მით უფრო რთულია ნაწილაკების მორფოლოგია და რაც უფრო მძიმეა აგრეგაცია, მით უფრო მცირეა ფხვიერი სიმკვრივე. ზოგადად, შემცირების პროცესის პროცესის პარამეტრები შეიძლება მორგებული იყოს მის გასაკონტროლებლად.

(6) სითხე

ვოლფრამის ფხვნილის სითხეზე გავლენას ახდენს ნაწილაკების ზომა, ნაწილაკების ზომის განაწილება და ნაწილაკების მორფოლოგია. რაც უფრო უხეშია ფხვნილის ნაწილაკები, რაც უფრო მრგვალია ნაწილაკები და რაც უფრო გლუვია ზედაპირი, მით უკეთესია სითხე. ვოლფრამის ფხვნილის სითხე ჩვეულებრივ იზომება ჰოლის ნაკადის სიჩქარით, რაც გამოიხატება როგორც დრო, რომელიც სჭირდება 50 გ ვოლფრამის ფხვნილის გადინებას ჰოლის ნაკადის მრიცხველის მითითებულ პატარა ხვრელში. ფხვნილის სითხე პირდაპირ გავლენას ახდენს მოცულობით დატვირთვაზე დაჭერის პროცესის დროს და საყინულე სიმკვრივის ერთგვაროვნებაზე. 

(7)კომპრესიულობა

შეკუმშვა გულისხმობს ვოლფრამის ფხვნილის შეკუმშვის უნარს მითითებულ დაჭერის პირობებში. ის ჩვეულებრივ იზომება სტანდარტულ ფორმებში შეზეთვის განსაზღვრულ პირობებში და გამოიხატება დაპრესილი პროდუქტის ფხვნილის სიმკვრივით მითითებულ წნევაზე. ის ასევე შეიძლება წარმოდგენილი იყოს მრუდის გრაფიკით, რომელიც აჩვენებს დაპრესილი პროდუქტის სიმკვრივის ცვლილებას დაჭერით წნევით. 

(8) ფორმირებადობა