ทังสเตนกับไทเทเนียม

การแนะนำ:

ทังสเตนและไทเทเนียมเป็นโลหะยอดนิยมสองชนิดที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติเฉพาะตัว แม้ว่าโลหะทั้งสองจะมีการใช้งานที่คล้ายคลึงกัน แต่ก็มีความแตกต่างกันในด้านน้ำหนัก ราคา ความแข็งแรง ความแข็ง และความเข้ากันได้กับผิวหนังที่บอบบาง ในบทความนี้ เราจะนำเสนอการเปรียบเทียบที่ครอบคลุมระหว่างทังสเตนและไทเทเนียม ซึ่งช่วยให้ผู้อ่านตัดสินใจได้ว่าโลหะชนิดใดที่เหมาะกับความต้องการของตนมากที่สุด

ทังสเตนกับน้ำหนักไทเทเนียม

ทังสเตนมีความหนาแน่น 19.3 g/cm³ ทำให้หนักกว่าไทเทเนียมอย่างมาก ซึ่งมีความหนาแน่นอยู่ที่ 4.54 g/cm³ ซึ่งหมายความว่าเมื่อใช้โลหะในปริมาณเท่ากัน ทังสเตนจะมีน้ำหนักมากกว่าไทเทเนียม ตัวอย่างเช่น ทังสเตนลูกบาศก์ 1- นิ้วจะมีน้ำหนักมากกว่าไทเทเนียมลูกบาศก์ 1- นิ้วประมาณ 19 เท่า

ราคาทังสเตนกับไทเทเนียม:

ราคาของทังสเตนและไทเทเนียมแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาวะตลาด อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว ไทเทเนียมมักจะมีราคาถูกกว่าทังสเตน ราคาปัจจุบันของทังสเตนบริสุทธิ์อยู่ที่ประมาณ 37 ดอลลาร์ต่อปอนด์ ในขณะที่ไทเทเนียมบริสุทธิ์สามารถซื้อได้ในราคาประมาณ 28 ดอลลาร์ต่อปอนด์ โปรดทราบว่าราคาอาจแตกต่างกันไปตามระดับความบริสุทธิ์และปัจจัยอื่นๆ เช่น ราคาและสถานที่ตั้งของซัพพลายเออร์

ทังสเตนเทียบกับความแรงของไทเทเนียม

เมื่อเปรียบเทียบความแข็งแรงของโลหะทั้งสองนี้ ทังสเตนจะเป็นผู้นำ โมดูลัสของ Young อยู่ที่ประมาณ 562 GPa ในขณะที่โมดูลัสของ Young ของไทเทเนียมอยู่ที่ประมาณ 165 GPa พูดง่ายๆ ก็คือ ทังสเตนมีความต้านทานแรงดึงมากกว่าไทเทเนียมภายใต้ความเค้นหรือการยืดตัวก่อนที่จะแตกหัก อย่างไรก็ตาม ไทเทเนียมมีความต้านทานความล้าที่ดีเยี่ยม ซึ่งหมายความว่าโครงสร้างของมันยังคงเชื่อถือได้แม้ในระหว่างการโหลดอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ ไทเทเนียมยังคงรักษาคุณภาพไว้อย่างดีเยี่ยมในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย ซึ่งแตกต่างจากทังสเตนที่สูญเสียความแข็งแรงเมื่อได้รับความร้อนเกิน 200 องศา (392°F)

ความแข็งของทังสเตนกับไทเทเนียม:

ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวที่สูงที่สุดแห่งหนึ่งในบรรดาโลหะทั้งหมด โดยมีจุดสูงสุดที่ 3422 องศา (6192 ํF) ในขณะที่ไทเทเนียมมีจุดหลอมเหลวที่ค่อนข้างต่ำ - 1668 องศา (3304 ํF ) เป็นผลให้ทังสเตนที่แข็งกระด้างต้องใช้กระบวนการที่กว้างขวาง เช่น การผสมหรือการชุบแข็งในงาน แทนที่จะใช้การบำบัดด้วยความร้อนดังที่เห็นในโลหะผสมเหล็กและนิกเกิลบางชนิด

ในทางกลับกัน เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนตามธรรมชาติและปฏิกิริยาที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้า โดยเฉพาะประเภทสเตนเลส หลายคนเชื่อว่าไทเทเนียมบริสุทธิ์ไม่ควรต้องได้รับการบำบัดความร้อนเช่นเดียวกับเหล็กกล้าคาร์บอน อย่างไรก็ตาม ทั้งทังสเตนคาร์ไบด์ซีเมนต์คาร์ไบด์และชิ้นส่วนไทเทเนียมหล่อ มักจะใช้วิธีการชุบแข็งเพิ่มเติม เช่น ไนไตรด์ การเคลือบไนไตรด์ช่วยยืดอายุการใช้งานโดยไม่ส่งผลกระทบต่อคุณลักษณะโดยธรรมชาติของวัสดุทั้งสองมากเกินไป

ความเข้ากันได้ของผิวหนังที่บอบบาง:

แตกต่างจากทังสเตนไทเทเนียมพิสูจน์แล้วว่าไม่แพ้ง่ายและไม่เป็นพิษ ดังนั้นผู้ที่มีภูมิไวเกินจะเพลิดเพลินกับความสะดวกสบายที่เพิ่มขึ้นเมื่ออยู่ใกล้ผลิตภัณฑ์ไทเทเนียม บุคคลบางคนมีอาการไม่พึงประสงค์ต่อเครื่องประดับที่ทำจากโลหะพื้นฐานบางชนิด เช่น นิกเกิลที่พบในชิ้นทองคำขาว แต่ส่วนใหญ่พบทางเลือกที่เข้ากันได้ทางชีวภาพที่เทียบเท่าซึ่งผลิตในชิ้นส่วนโดยใช้วัสดุรีไซเคิลหรือขั้นตอนในห้องปฏิบัติการที่มีอยู่ในปัจจุบัน รวมถึงซิลเวอร์แคดเมียมออกไซด์และโรเดียมที่ชุบบนพื้นผิวทองแดงสีแดงหรือ อื่นๆ ที่มีมูลค่าตั้งแต่หลายพันส่วนต่อล้าน Pdmax

 Although the human body generally tolerates tungsten well enough so long as no exposure occurs through ingestion or skin irritation resulting from sharp edges/points over extended periods, those concerned about potentially sensitive skin would still benefit more from choosing items featuring primarily (>99 เปอร์เซ็นต์)

การใช้งาน:

เนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อความหนาแน่นสูงและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีไทเทเนียมพบการใช้งานอย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์อากาศยาน โรงงานแปรรูปทางอุตสาหกรรม อุปกรณ์ทางทะเล การผ่าตัดฝัง อุปกรณ์กีฬา (ไม้กอล์ฟและไม้เทนนิส) กล่องนาฬิกา เครื่องประดับจากนักออกแบบ กรอบแว่นตา และส่วนประกอบของยานยนต์ โดยเฉพาะระบบไอเสีย

ในอีกด้านหนึ่ง เนื่องจากมีความแข็งมากต่อสารกัดกร่อน ทังสเตนจึงมองเห็นการดำเนินการโดยส่วนใหญ่ซึ่งความทนทานอย่างมากกลายเป็นสิ่งจำเป็น: แกนกระสุนทหาร เป้าหมายเอ็กซเรย์ในอุปกรณ์สร้างภาพทางการแพทย์ เส้นใยหลอดไฟ เครื่องมือตัด และชิ้นส่วนที่ทนทานต่อการสึกหรอ ซูเปอร์อัลลอยยังได้รับประโยชน์จากการเติมทังสเตนด้วย เนื่องจากจะเพิ่มความแข็งแกร่งด้านความร้อนได้อย่างมาก การใช้งานซูเปอร์อัลลอยด์เหล่านี้ประกอบด้วยใบพัดกังหันก๊าซสำหรับการผลิตพลังงาน ส่วนประกอบเครื่องยนต์ไอพ่นสำหรับสายการบินเชิงพาณิชย์หรือกระสวยอวกาศ ท่อแลกเปลี่ยนเครื่องปฏิกรณ์/เครื่องทำความร้อนในโรงงานเคมีในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูงซึ่งสัมผัสโดยตรงกับไอกรดซัลฟิวริกหลอมเหลว/หยดของเหลว – ทุกพื้นที่ที่ต้องการความเสถียรของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นควบคู่กัน ด้วยความสมบูรณ์ของมิติอันน่าอัศจรรย์

บทสรุป:

หลังจากวิเคราะห์การเปรียบเทียบข้างต้นอย่างละเอียดแล้ว ผู้เชี่ยวชาญก็สามารถระบุได้ว่าทังสเตนหรือไทเทเนียมทำงานได้ดีขึ้นในบริบทต่างๆ แม้ว่าท้ายที่สุดแล้ว การตัดสินใจระหว่างพวกเขาส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ แทนที่จะถามถึงสิ่งที่ดูเหมือนเหนือกว่าในภาพรวม พิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ข้อจำกัดด้านงบประมาณ ความแข็งแกร่งที่ต้องการเทียบกับมาตรการลดน้ำหนักที่ต้องการ โดยคำนึงถึงสถานการณ์ด้านสิ่งแวดล้อมที่พบ และลักษณะทางกายภาพ ถ้ามี เมื่อนำมารวมกันควรชี้แนะการเลือกของเราอย่างชัดเจนต่อวัสดุหนึ่งแทนที่จะเป็นอีกวัสดุหนึ่ง เมื่อใดก็ตามที่ต้องจัดการกับโลหะทั้งสองนี้โดยเฉพาะและความต้องการที่หลากหลายที่นำเสนอโดยภาคส่วนต่าง ๆ ของเศรษฐกิจของเรา

อ้างอิง:

"ฐานข้อมูลวัสดุ". MatDB. ดึงมาจาก https://www.matrix.auc.dk/materialdb/

"คำศัพท์ทางโลหะวิทยา". เอเอสเอ็ม อินเตอร์เนชั่นแนล ดึงข้อมูลจาก http://www.asminternational.org/bookstore/prod_ detail.asp?productID=BK0114P

HK DHALIWAL และ RM GARrett (2008) JOM เล่ม 60(12): หน้า 24–28 ดอย: 10.1007/s11837—008—0146–z

ถามอะไรก็ได้