Меню за съдържание
● Естеството на волфрамовия карбид
● Устойчивост на ръжда на волфрамов карбид
● Свойства, допринасящи за устойчивост на корозия
● Корозионно поведение на волфрамов карбид
>> Окисляване с висока температура
>> Киселинна резистентност
>> Реакция с халогени
● Фактори, влияещи върху устойчивостта на корозия
>> 1. Легиращи елементи
>> 2. Условия на околната среда
>> 3. Екстремна топлина
>> 4. Примеси
● Приложения, използващи устойчивост на корозия на волфрамовия карбид
● Сравнение с други материали
● Поддръжка и грижи
● Бъдещи развития
● Заключение
● Често задавани въпроси
>> 1. Могат ли бижутата с волфрамов карбид да се носят във вода?
>> 2. Как твърдостта на волфрамовия карбид се сравнява с диаманта?
>> 3. Магнитно ли е волфрамов карбид?
>> 4. Може ли да се рециклира волфрамов карбид?
>> 5. Волфрамов карбид провежда ли електричество?
● Цитати:
Волфрамовият карбид е забележителен материал, известен с изключителната си твърдост, издръжливост и устойчивост на износване. Един от най -често срещаните въпроси за това многофункционално съединение е дали той ръжда. За да отговорите на този въпрос и да проучите свойствата на Волфрамов карбид в дълбочина, нека се задълбочим в неговия състав, характеристики и приложения.
Естеството на волфрамовия карбид
Волфрамов карбид (WC) е химическо съединение, състоящо се от равни части от волфрамов и въглеродни атоми [2]. Това не е метална сплав, а по -скоро продукт от прахова металургия, където много фини зърна от волфрам и въглерод се смесват и се сливат при висока температура и налягане [9].
Устойчивост на ръжда на волфрамов карбид
Краткият отговор на това дали волфрамовият карбид ръждяс е не, той не ръждясват в традиционния смисъл [1]. Ръст е термин, специално използван за корозия на желязото и неговите сплави, като стомана, която се случва в присъствието на влага и кислород. Тъй като волфрамовият карбид не съдържа желязо, той не може да ръждясва по същия начин, както стоманата [1].
Важно е обаче да се отбележи, че докато волфрамовият карбид не ръждясва, той може да изпита други форми на корозия или окисляване при определени условия [3].
Свойства, допринасящи за устойчивост на корозия
Няколко свойства на волфрамовия карбид допринасят за отличната му устойчивост на корозия:
1. Химическа стабилност: Волфрамовият карбид е изключително стабилно вещество, което не се окислява при нормални температури във въздуха [3].
2. Плътна кристална структура: тя образува шестоъгълна кристална структура, която е много гъста и устойчива на химическа атака [3].
3. Висока точка на топене: С точка на топене от 2870 ° C (5200 ° F), волфрамов карбид остава стабилен дори при екстремни условия [6].
4. Защитен оксиден слой: Когато е изложен на въздух, волфрамът образува много стабилен оксиден слой, който действа като щит, предпазвайки основния материал от по -нататъшно окисляване [1].
Корозионно поведение на волфрамов карбид
Докато волфрамовият карбид не ръждясва, това не е изцяло имунизиран срещу всички форми на химическа атака. Ето някои условия, при които волфрамовият карбид може да изпита корозия или окисляване:
Окисляване с висока температура
Окисляването на волфрамовия карбид започва при температури между 500–600 ° С (773–873 К) [2]. Когато се нагрява до тези температури в атмосфера, съдържаща кислород, той реагира, за да образува волфрамов триоксид (WO₃) [3].
Киселинна резистентност
Волфрамовият карбид е силно устойчив на повечето киселини. Той не се разтваря във вода, солна киселина или сярна киселина. Въпреки това, той може да бъде атакуван от смес от хидрофлуорови киселина и азотна киселина (HF/HNO₃) над стайната температура [2].
Реакция с халогени
Волфрамовият карбид реагира с флуорен газ при стайна температура и с хлор при температури над 400 ° С (673 К) [2].
Фактори, влияещи върху устойчивостта на корозия
Докато чистият волфрамов карбид е силно устойчив на корозия, няколко фактора могат да повлияят на поведението му на корозия:
1. Легиращи елементи
Когато волфрамовият е легиран с други метали, които са податливи на ръжда, получената сплав може да бъде по -предразположена към окисляване и опетняване [5].
2. Условия на околната среда
Продължителното излагане на среди с високо съдържание на влага и кислород може да улесни корозията в волфрамови карбидни сплави [5].
3. Екстремна топлина
При температури между 600 ° C до 800 ° C чистият волфрам може да започне да се окислява и омаловажава [5].
4. Примеси
Ако волфрамовият карбид съдържа примеси като желязо, тези примеси могат да ръждясват, когато са изложени на вода и кислород [5].
Приложения, използващи устойчивост на корозия на волфрамовия карбид
Изключителната устойчивост на корозия на волфрамовия карбид го прави идеален материал за различни приложения:
1. Бижута: Пръстените от волфрамов карбид са популярни поради тяхната издръжливост и устойчивост на опетняване [5].
2. Инструменти за рязане: способността му да поддържа структурна цялост при високи температури го прави идеален за режещи инструменти, използвани във високоскоростни, високотемпературни среди [3].
3. Индустриални компоненти: Волфрамов карбид се използва на части, които трябва да издържат на различни форми на износване, включително плъзгаща се ерозия и корозия [8].
4. Аерокосмическото и нефтеното сондиране: Нейната издръжливост и устойчивост на корозия го правят ценна в взискателни среди като аерокосмически турбини и оборудване за сондиране на нефт [4].
5. Електроника: Волфрамовият карбид се използва в рентгенови тръби и електроди поради неговата стабилност и проводимост [5].
Сравнение с други материали
За да разберем по -добре корозионната устойчивост на волфрамовия карбид, нека го сравним с някои други общи материали:
| ( |
на устойчивост на корозия |
Твърда на топене |
° С) |
| Волфрамов карбид |
Отличен |
9.0-9.5 |
2870 |
| Стомана |
Лошо (ръжда лесно) |
4-4.5 |
1,370-1,530 |
| Титан |
Отличен |
6.0 |
1,668 |
| Алуминий |
Добре |
2.5-3.0 |
660 |
Както виждаме, волфрамовият карбид превъзхожда много общи материали по отношение на устойчивост на корозия и твърдост, като същевременно има изключително висока точка на топене.
Поддръжка и грижи
Въпреки отличната си устойчивост на корозия, правилната грижа може да помогне за поддържане на външния вид и целостта на елементите от волфрамов карбид:
1. Редовно почистване: Почистете елементи от волфрамов карбид с лек сапун и вода за отстраняване на мръсотия и масла.
2. Избягвайте тежки химикали: Макар и устойчиви на много химикали, най -добре е да се избегне продължителното излагане на силни киселини или основи.
3. Съхранение: Съхранявайте волфрамовите карбидни артикули на сухо място, за да сведете до минимум излагането на влага.
4. Поливане: Ако се случи опетняване, нежното полиране често може да възстанови оригиналния блясък.
Бъдещи развития
Изследванията на волфрамовия карбид продължават, като учените и инженерите работят върху:
1. Подобряване на производствения процес за повишаване на чистотата и производителността.
2. Разработване на нови композити от волфрамов карбид с още по -добра устойчивост на корозия.
3. Проучване на нови приложения в нововъзникващите технологии, като възобновяема енергия и проучване на пространството.
Заключение
В заключение, волфрамовият карбид не ръждясва в традиционния смисъл, тъй като не съдържа желязо. Изключителната му устойчивост на корозия, съчетана със забележителната му твърдост и стабилността на високотемпературата, я прави безценен материал в многобройни промишлени и потребителски приложения. Въпреки че може да изпита окисляване при екстремни условия, волфрамовият карбид остава един от най-трайните и устойчиви на корозия материали.
Докато продължаваме да прокарваме границите на материалните науки, волфрамовият карбид стои като свидетелство за човешката изобретателност, предоставяйки решения на предизвикателствата в различните индустрии. Уникалните му свойства гарантират, че той ще остане решаващ материал в нашия технологичен пейзаж за години напред.
Често задавани въпроси
1. Могат ли бижутата с волфрамов карбид да се носят във вода?
Да, бижутата с волфрамов карбид могат да се носят безопасно във вода. Той не ръждясва или омаловажава, когато е изложен на вода, което го прави идеален за ежедневно износване, включително плуване и душ [5].
2. Как твърдостта на волфрамовия карбид се сравнява с диаманта?
Волфрамовият карбид е изключително твърд, класирайки се около 9.0–9.5 по скалата на MOHS. Въпреки че това го прави един от най -трудните налични материали, той все още е по -мек от Diamond, който се нарежда на 10 по скалата на Mohs [2].
3. Магнитно ли е волфрамов карбид?
Не, волфрамовият карбид не е магнитен. Това свойство, комбинирано с неговата корозионна устойчивост, го прави подходящ за използване в среди, където магнитните материали могат да причинят смущения [4].
4. Може ли да се рециклира волфрамов карбид?
Да, волфрамовият карбид може да бъде рециклиран. Съществуват специализирани процеси за възстановяване и преработка на волфрамов карбид, особено от индустриални инструменти и компоненти [2].
5. Волфрамов карбид провежда ли електричество?
Да, волфрамовият карбид има сравнително ниско електрическо съпротивление от около 0,2 μΩ · m, което е сравнимо с някои метали. Това го прави полезен в определени електрически приложения [2].
Цитати:
[1] https://www.boyiprototyping.com/materials-guide/does-nungsten-rust/
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Tungsten_carbide
[3] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[4] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[5] https://kdmfab.com/does-nungsten-rust/
[6] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide
[7] https://www.hpnonline.com/sterile-processing/article/55233008/tungsten-carbide-versus-villains-is-it-rust-or-corrosion
[8] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[9] http://www.chinatungsten.com/tungsten-carbide/properties-of-nungsten-carbide.html
