텅스텐 카바이드와 다이아몬드 중 어느 것이 더 단단할까요?

텅스텐과 다이아몬드는 경도, 내구성 및 외관에서 상당한 차이를 보입니다. 순수한 탄소 동소체인 다이아몬드는 가장 단단한 재료로 알려져 있으며 보석 및 산업용 절삭 공구에 이상적입니다. 그러나 텅스텐은 내구성이 뛰어나고 녹는점이 높은 것으로 알려져 있으며 주로 전기 응용 분야와 중장비 도구에 사용됩니다. 다이아몬드보다 광채는 덜하지만 가격이 저렴합니다.

다이아몬드는 "아다만트"라고도 합니다. 다이아몬드는 탄소 원소로 구성된 광물이며 탄소의 동소체 형태입니다.

다이아몬드는 자연에서 가장 단단한 자연 발생 물질입니다. 하지만 탄화물과 비교했을 때 어느 것이 더 경도가 높을까요? 텅스텐 카바이드와 다이아몬드 중 어느 것이 더 단단한지 알아봅시다.

많은 사람들이 텅스텐 카바이드가 단단하다는 것을 알고 있습니다. 텅스텐 카바이드를 사용하여 가공한 제품은 경도, 내구성 및 내마모성을 크게 향상시킵니다.

많은 사람들이 다양한 재료의 경도에 대한 개념이 명확하지 않고 다이아몬드가 가장 단단한 물질이라는 것만 알고 있습니다.

사실 아다만트는 다이아몬드의 다른 이름일 뿐이므로 텅스텐 카바이드는 확실히 아다만트만큼 단단하지는 않습니다.

텅스텐 카바이드는 다이아몬드만큼 단단하지는 않지만 경도는 여전히 매우 뛰어납니다.

텅스텐강(경질 합금)은 높은 경도, 내마모성, 우수한 강도 및 인성, 내열성, 내식성 및 일련의 우수한 특성, 특히 500℃에서도 거의 변하지 않고 1000℃에서도 여전히 높은 경도를 유지하는 높은 경도 및 내마모성을 가지고 있습니다.

텅스텐 카바이드 모스 경도 는 약 9~9.5로 가장 단단한 물질 중 하나입니다. 이에 비해 다이아몬드의 모스 경도는 10으로, 다이아몬드의 경도가 가장 높은 기준입니다.

텅스텐 카바이드는 다이아몬드만큼 단단하지는 않지만, 다른 물리적 특성 중 일부는 다이아몬드보다 훨씬 우수합니다. 예를 들어 강성은 강철의 두 배에 달하며, 영 계수는 약 530~700GPa로 강철의 두 배에 달합니다.

텅스텐 카바이드가 항공 우주, 석유 및 천연 가스, 화학 공학, 유체 제어 및 중장비와 같은 분야에서 광범위하게 사용되는 것은 높은 경도와 우수한 기타 특성 때문입니다.

다이아몬드는 또한 공예품, 산업용 절단 도구등을 만들 수 있습니다. 흑연은 고온, 고압에서 합성 다이아몬드를 형성할 수 있습니다.

지질학 및 석유를 포함한 산업적 용도 또한 매우 일반적입니다. 드릴링 다이아몬드, 와이어 드로잉 다이아몬드 다이, 연마 다이아몬드, 트루잉 다이아몬드, 다이아몬드 유리 나이프, 경도 시험기 다이아몬드 압자, 공예 다이아몬드 등입니다.

텅스텐 카바이드의 특성 및 응용 분야

텅스텐 카바이드는 경도와 융점이 모두 높은 탄소와 텅스텐의 화합물을 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni) 등의 바인더로 소결하여 만든 분말 야금의 산물입니다.

상온에서 경도는 78-82 HRC에 달하며 850-1000℃의 고온을 견딜 수 있고 고속강보다 4-10배 빠른 절삭 속도를 자랑합니다.

하지만 충격 인성과 굽힘 강도가 고속강에 비해 현저히 낮아 견고한 도구로 사용하기는 어렵습니다.

순수 텅스텐 카바이드는 일반적으로 사용되지 않습니다. 금속 광택과 다이아몬드에 가까운 경도를 가진 검은색 육각형 결정으로 나타납니다.

녹는점은 2870℃, 끓는점은 6000℃로 열과 전기를 잘 전도합니다. 18℃에서 상대 밀도는 15.63입니다.

텅스텐 카바이드는 물, 염산, 황산에는 녹지 않지만 질산과 불산의 혼합물에는 쉽게 용해됩니다. 텅스텐 카바이드에 티타늄 및 코발트와 같은 소량의 금속을 첨가하면 취성이 감소합니다.

텅스텐 카바이드 사용 용도 강철 절단 에는 내폭성을 향상시키기 위해 티타늄 카바이드, 탄탈 카바이드 또는 이 둘의 혼합물이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 텅스텐 카바이드는 화학적으로 안정적입니다.

텅스텐 카바이드에서 탄소 원자는 금속의 원래 격자를 방해하지 않고 텅스텐 금속 격자의 틈새를 메워 간질 화합물을 형성합니다.

텅스텐 카바이드는 고온 가공에 적합하며 절삭 공구, 용광로용 구조재, 제트 엔진, 가스터빈, 노즐 등을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

텅스텐 대 다이아몬드: 어느 것이 더 어려울까요?

다이아몬드는 텅스텐보다 명백히 단단하며, 알려진 천연 소재 중 가장 단단한 소재의 자리를 지키고 있습니다.

주얼리 분야에서 흔히 "텅스텐"이라고 불리는 텅스텐 카바이드는 전체 경도 면에서 다이아몬드 다음으로 가장 단단한 금속 물질 중 하나입니다. 텅스텐 카바이드 주얼리의 뛰어난 경도는 광물 경도의 모스 척도에서 10K 금을 10배, 스테인리스 스틸을 5배, 티타늄을 4배 능가하는 결정적인 특징입니다.

텅스텐과 탄소 원자로 구성된 합금인 텅스텐 카바이드는 놀라운 경도와 안정성을 자랑합니다. 텅스텐 카바이드의 경도는 다이아몬드에 근접하며, 일반적으로 모스 척도에서 8.5에서 9.5 사이로 다이아몬드가 완벽한 10인 것과 비교됩니다. 텅스텐 카바이드 주얼리는 전문적으로 제작하면 다른 금속 액세서리와 차별화되는 독특하고 오래가는 광택을 지니게 됩니다.

텅스텐 카바이드 주얼리를 착용한 사람들은 장시간 피부에 접촉하면 소재의 외관이 개선된다는 점에 주목합니다. 다른 금속과 달리 텅스텐 카바이드는 산화에 강하여 시간이 지나도 원래의 외관을 유지하거나 광택이 향상됩니다. 이러한 독특한 특성과 극한의 경도가 결합된 텅스텐 카바이드는 일상적인 마모에 매우 강합니다. 이 소재의 내구성은 칼과 같은 날카로운 물체와의 접촉이나 강산에 노출되어도 눈에 띄는 손상이나 성능 저하 없이 견딜 수 있을 정도로 뛰어납니다.

하지만 텅스텐 카바이드는 매우 단단하고 긁힘에 강하지만 일부 부드러운 금속의 인성이 부족하다는 점에 유의해야 합니다. 즉, 텅스텐 카바이드는 극심한 스트레스를 받으면 변형이 아닌 균열이나 부서짐이 발생할 수 있으며, 이는 충격이 심한 특정 애플리케이션에서 고려해야 하는 특성입니다.

텅스텐 스틸 대 다이아몬드: 어느 것이 더 어려울까요?

다이아몬드는 텅스텐 강철보다 더 단단하며 천연 소재 경도의 정점을 보여주는 소재입니다.

텅스텐 카바이드 또는 초경합금이라고도 하는 텅스텐 강철은 주로 코발트 매트릭스와 결합된 텅스텐 카바이드(WC) 입자로 구성된 복합 재료입니다. 이 구성은 일반적으로 경도 범위가 89-95 HRA(로크웰 A 스케일) 또는 모스 스케일에서 약 9.0-9.5입니다. 텅스텐 강철의 뛰어난 경도는 텅스텐 카바이드 결정의 공유 결합과 코발트 바인더의 결합 특성에서 비롯됩니다. 이 조합은 높은 내마모성, 열 안정성 및 압축 강도를 부여하여 다양한 산업의 절삭 공구, 마모 부품 및 고성능 부품에 이상적입니다.

텅스텐 강철은 인상적인 경도에도 불구하고 세라믹과 같은 특성으로 인해 약간의 취성을 나타냅니다. 이러한 특성으로 인해 내충격성이나 연성이 필요한 시나리오에서는 적용이 제한됩니다. 카바이드 입자 크기, 코발트 함량, 다른 탄화물(예: 티타늄 카바이드, 탄탈 탄화물)의 첨가를 조정하여 재료의 조성을 미세 조정하여 다양한 용도에 맞게 특정 특성을 최적화할 수 있습니다.

반면 다이아몬드는 재료 경도의 정점을 나타냅니다. 모스 척도에서 다이아몬드는 최대 경도가 10인 반면, 크누프 척도에서 다이아몬드의 절대 경도는 결정 방향에 따라 7000~10,000 KHN(크누프 경도 수)에 이릅니다. 이 놀라운 경도는 탄소 원자가 사면체 배열로 서로 공유 결합된 네 개의 탄소 원자로 이루어진 3차원 네트워크인 다이아몬드의 독특한 결정 구조에서 비롯됩니다. 이 구성은 매우 단단하고 안정적인 격자를 만들어 다이아몬드의 비할 데 없는 경도와 기타 놀라운 특성을 설명합니다.

다이아몬드의 극한의 경도는 뛰어난 내마모성과 절삭력으로 이어져 정밀 절삭 공구, 연마재 및 내마모 코팅과 같은 산업 분야에 매우 유용하게 사용됩니다. 다이아몬드는 경도 외에도 다른 주목할 만한 특성을 가지고 있습니다:

1. 높은 열 전도성(구리의 5배)
2. 순수한 형태의 뛰어난 전기 절연성
3. 광학 투명성 및 높은 굴절률
4. 대부분의 시약에 대한 화학적 불활성

천연 다이아몬드는 지구 맨틀의 높은 압력과 온도 조건에서 형성되지만, 합성 다이아몬드는 고압고온(HPHT) 합성 및 화학기상증착(CVD) 등 다양한 방법을 통해 생산할 수 있습니다. 이러한 기술은 산업용 다이아몬드의 가용성에 혁신을 가져왔으며 최첨단 기술에 다이아몬드를 응용할 수 있는 새로운 길을 열었습니다.

다이아몬드는 가장 단단한 천연 소재이지만, 완벽한 절단면으로 인해 특정 조건에서는 부서지기 쉽습니다. 이러한 특성은 다이아몬드 커팅 및 성형 공정에서 활용됩니다.

결론적으로 텅스텐 강철은 가장 단단한 엔지니어링 소재 중 하나이지만, 다이아몬드는 경도 면에서 텅스텐 강철을 훨씬 능가하여 가장 단단한 천연 물질로 입지를 굳히고 있습니다.

다이아몬드 생산 유통

다이아몬드는 전 세계적으로 채굴되고 있으며, 30개 이상의 국가에서 다이아몬드 자원을 보유하고 있습니다. 연간 전 세계 다이아몬드 생산량은 평균 약 1억 3천만 캐럿에 달합니다. 상위 5개 다이아몬드 생산국은 러시아, 보츠와나, 콩고민주공화국, 호주, 캐나다로, 총 생산량 기준으로 전 세계 다이아몬드 생산량의 약 75%를 차지합니다.

러시아는 시베리아에 막대한 매장량을 보유한 세계 생산량을 주도하고 있습니다. 고품질 다이아몬드로 유명한 보츠와나는 가치 기준으로 두 번째로 큰 생산국입니다. 콩고민주공화국은 생산량은 3위이지만 주로 산업용 등급의 다이아몬드를 생산합니다. 한때 주요 생산국이었던 호주는 생산량이 감소하고 있지만 여전히 중요한 국가입니다. 비교적 최근에 다이아몬드 생산에 뛰어든 캐나다는 윤리적으로 공급되는 고품질 다이아몬드로 유명하며 빠르게 주요 생산국으로 부상하고 있습니다.

역사적으로 중요한 남아프리카공화국, 앙골라, 나미비아, 짐바브웨, 탄자니아, 시에라리온, 레소토, 브라질 등이 다른 주요 다이아몬드 생산국입니다. 레소토의 고품질 대형 원석부터 브라질의 유색 다이아몬드에 이르기까지 각 국가는 세계 다이아몬드 시장에 고유한 특성을 제공합니다.

글로벌 다이아몬드 산업은 채굴을 넘어 커팅 및 폴리싱 센터로 확장되고 있습니다. 세계 주요 다이아몬드 가공 허브는 다음과 같습니다:

1. 인도 수라트: 세계 최대 규모의 다이아몬드 커팅 및 폴리싱 센터로, 전 세계 다이아몬드의 약 90%를 처리합니다.
2. 벨기에 앤트워프: '세계의 다이아몬드 수도'로 알려진 이곳은 전 세계 컷 다이아몬드의 약 50%를 가치 기준으로 취급합니다.
3. 텔아비브, 이스라엘: 더 크고 값비싼 다이아몬드를 커팅하는 것으로 유명합니다.
4. 미국 뉴욕: 다이아몬드 거래 및 특수 커팅의 주요 중심지입니다.
5. 두바이, 아랍에미리트: 원석 및 연마 다이아몬드 거래에서 빠르게 중요성이 커지고 있는 신흥 허브입니다.

앤트워프의 명성은 수백 년의 전통과 첨단 커팅 기술, 그리고 다이아몬드 커팅의 탁월한 품질과 정밀성을 상징하는 '앤트워프 컷' 브랜드에서 비롯됩니다.

이러한 다이아몬드 생산 및 가공의 글로벌 분포는 지질학적 요인, 기술 발전, 경제 정책, 변화하는 시장 수요의 영향을 받는 업계의 복잡한 공급망을 반영합니다.