Меню за съдържание
● Въведение в волфрамовия карбид
>> Структура на волфрамов карбид
● Свойства на волфрамов карбид
>> Физически свойства
>> Химични свойства
● Приложения на волфрамов карбид
>> Подробни приложения
>>> Инструменти за рязане
>>> Бижута
>>> Индустриални машини
>>> Боеприпаси с броня
>>> Нефтена и газова промишленост
● Волфрамов карбид ли искри?
>> Механизъм за генериране на искри
>> Практически наблюдения
>>> Съображения за безопасност
● Производствен процес на волфрамов карбид
>> Екологични съображения в производството
● Сравнение с други твърди материали
>> Сравнение на твърдост
>> Съображения за разходите
>> Приложимост на приложението
● Заключение
● Често задавани въпроси
>> 1. От какво е направен волфрамовият карбид?
>> 2. Волфрамов карбид ли е по -издръжлив от стоманата?
>> 3. Може ли волфрамов карбид да се използва за бижута?
>> 4. Ръжда ли волфрамов карбид?
>> 5. Как волфрамовият карбид се сравнява с диаманта?
● Цитати:
Въведение в волфрамовия карбид
Волфрамов карбид (WC) е забележително химическо съединение, образувано от равни части от волфрамов и въглеродни атоми. Този материал е известен с изключителната си твърдост, устойчивост на износване и термична стабилност, което го прави предпочитан избор в различни индустриални приложения, включително режещи инструменти, абразиви и бижута. Уникалните свойства на Волфрамовият карбид възниква от здравата му кристална структура, която може да издържи на екстремни условия.
Структура на волфрамов карбид
Структурата на волфрамовия карбид се характеризира с центрирана към лицето кубична (FCC) решетка. Тази подредба допринася за неговата твърдост и сила. Въглеродните атоми заемат октаедричните интерстициални места в волфрамовата решетка, образувайки стабилно съединение, което проявява забележителни механични свойства.
Свойства на волфрамов карбид
Физически свойства
Волфрамов карбид показва няколко ключови физически свойства:
- Твърда: Той се нарежда между 9.0 и 9.5 по скалата на MOHS, което го прави един от най -трудните налични материали.
- Плътност: приблизително два пъти по-гъста от стоманата, допринасяйки за неговата стабилност в среди с високо въздействие.
- Точка на топене: С точка на топене от около 2870 ° C (5200 ° F), волфрамов карбид поддържа целостта си при изключителна топлина.
- Термична проводимост: Тя има топлинна проводимост приблизително 110 W/M · K, улеснява ефективното разсейване на топлината по време на операциите.
Химични свойства
Волфрамовият карбид е химически стабилен и устойчив на окисляване при температури под 500-600 ° С. Той реагира с определени газове като флуор и хлор, но остава нереактивен за изсушаване на водорода до точката на топене. Резистентността на съединението към киселините е забележителна; Издържа на повечето киселини, с изключение на смеси от хидрофлуорови и азотни киселини при повишени температури.
Приложения на волфрамов карбид
Уникалните свойства на волфрамовия карбид го правят подходящ за различни приложения:
1. Инструменти за рязане: Нейната твърдост позволява операции за рязане с високоскоростно рязане в процесите на обработка.
2. Бижута: Поради устойчивата на драскотина природа и естетическата привлекателност, волфрамовият карбид е популярен в сватбените ленти и други бижута.
3. Индустриални машини: Използва се в компоненти, които изискват висока устойчивост на износване, като свредла и инструменти за добив.
4. Брониционни боеприпаси: Неговата плътност и твърдост го правят ефективна във военните приложения.
5. Нефтена и газова промишленост: Волфрамовият карбид се използва за сондиране на оборудване поради способността му да издържа на сурови среди.
Подробни приложения
Инструменти за рязане
В производствения сектор инструментите за рязане на волфрамов карбид са от съществено значение за прецизната обработка. Те се използват в стругове, фрезови машини и друго оборудване, където издръжливостта и прецизността са от първостепенно значение. Способността за поддържане на остри ръбове дори след продължителна употреба прави инструментите на волфрамовия карбид много търсени.
Бижута
Бижутата от волфрамов карбид придобиха популярност поради съвременния си вид и издръжливост. За разлика от традиционните метали, които могат лесно да се надраскат, въртящият се карбиден пръстени от волфрамове остават полирани и ново изглеждащи години наред. Те се предлагат в различни облицовки, включително четка, полирани и матови.
Индустриални машини
В индустрии като добив и строителство компонентите на волфрамовия карбид са от решаващо значение за машините, които работят при екстремни условия. Например, сондажните битове, направени от волфрамов карбид, могат да проникнат в твърда скала по -ефективно от тези, направени от други материали.
Боеприпаси с броня
Във военните приложения волфрамовият карбид се използва в кръгове за простиране на броня поради неговата плътност и твърдост. Тези снаряди могат да проникнат в бронирани превозни средства по -ефективно от конвенционалните боеприпаси.
Нефтена и газова промишленост
Нефтената и газовата промишленост използва волфрамов карбид за сондажно оборудване, което трябва да издържи високо налягане и абразивни материали, намерени под земята. Устойчивостта на материала да износва значително удължава живота на сондажните инструменти.
Волфрамов карбид ли искри?
Често срещан въпрос относно волфрамовия карбид е дали той може да произвежда искри, когато е ударен срещу метал или други твърди повърхности. Отговорът се крие в разбирането на свойствата на материала:
Механизъм за генериране на искри
Когато два твърди материали се сблъскат, те могат да създадат искри поради следните фактори:
- Висока твърдост: Изключителната твърдост на волфрамовия карбид означава, че когато удари друга твърда повърхност, той може да генерира достатъчно триене, за да произведе искри.
- Температура: Въздействието генерира топлина; Ако температурата надвишава точката на запалване на всякакви частици, освободени по време на сблъсъка, ще се получат искри.
Практически наблюдения
В практически сценарии волфрамовият карбид произвежда искри, когато е ударен срещу метали като стомана или желязо. Въпреки това, интензивността и честотата на искрирането зависят от няколко фактора:
- ъгълът на удара
- Скоростта на стачката
- Повърхностните условия и на двата материала
Съображения за безопасност
Въпреки че искриращият феномен може да бъде очарователно от научна гледна точка, важно е да се разгледат последиците за безопасността в среди, където има запалими материали. Трябва да се вземат правилни предпазни мерки при използване на волфрамов карбиден инструменти в близост до горими вещества.
Производствен процес на волфрамов карбид
Производството на волфрамов карбид включва няколко ключови стъпки:
1. Синтез: Металният прах от волфрамов се реагира с въглерод при високи температури (1,400–2 000 ° С), за да се образува волфрамов карбиден прах.
2. Смесване с свързващи вещества: прахът от волфрамов карбид често се смесва с метални свързващи вещества като кобалт или никел, за да се подобри здравината.
3. Suntering: Сместа се притиска във форми и се нагрява, за да може свързващото вещество да се стопи и свързва частиците от волфрамов карбид заедно.
4. Процеси на довършителни работи: След синтероване продуктите могат да претърпят процеси на смилане или полиране, за да постигнат желани размери и повърхностни облицовки.
Екологични съображения в производството
Процесът на производство на волфрамов карбид поражда опасения за околната среда поради минните дейности, необходими за получаване на суровини като волфрамова руда. Устойчивите практики все повече се приемат в индустрията, за да се сведе до минимум въздействието върху околната среда чрез процеси на рециклиране и отговорно снабдяване.
Сравнение с други твърди материали
Докато волфрамовият карбид е известен със своята твърдост, е от съществено значение да го сравните с други твърди материали като диамант или керамични композити:
Сравнение на твърдост
- Diamond: Diamond остава най -трудното известен естествен материал; Той обаче е крехък в сравнение с волфрамовия карбид.
- Керамика: Разширените керамични материали също проявяват висока твърдост, но липсват здравина при въздействие в сравнение с волфрамовия карбид.
Съображения за разходите
Tungsten Carbide предлага баланс между производителността и ефективността на разходите в сравнение с диамантените инструменти, които могат да бъдат изключително скъпи за много приложения.
Приложимост на приложението
Всеки материал има специфични приложения, където се отличава:
- Диамантените инструменти са идеални за прецизно рязане в по -меки материали.
- Волфрамовият карбид е предпочитан за тежкотоварни приложения, изискващи издръжливост под стрес.
Заключение
Волфрамовият карбид се откроява като материал с изключителна твърдост и издръжливост, което го прави незаменим в различни индустриални приложения. Способността му да генерира искри върху удара повдига въпроси относно използването му в специфични среди, където запалването може да представлява рискове. Разбирането на тези имоти помага на индустриите да използват ефективно волфрамов карбид, като същевременно гарантират, че са налице мерки за безопасност.
Често задавани въпроси
1. От какво е направен волфрамовият карбид?
Волфрамов карбид е химическо съединение, съставено от равни части от волфрамов и въглеродни атоми.
2. Волфрамов карбид ли е по -издръжлив от стоманата?
Да, волфрамовият карбид е приблизително три пъти по -твърд от стоманата и значително по -устойчив на износване.
3. Може ли волфрамов карбид да се използва за бижута?
Абсолютно! Волфрамовият карбид е популярен в бижутата поради устойчивостта на надраскване и естетическата привлекателност.
4. Ръжда ли волфрамов карбид?
Не, волфрамовият карбид не ръждясва поради химическата си стабилност; Той обаче може да бъде повлиян от определени киселини.
5. Как волфрамовият карбид се сравнява с диаманта?
Докато и двата материала са изключително твърди, диамантът е по -труден от волфрамовия карбид; Въпреки това, волфрамовият карбид е по -издръжлив при условия на удар.
Цитати:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Tungsten_carbide
[2] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[3] https://www.mdpi.com/1996-1944/16/15/5385
[4] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide
[5] http://ieeexplore.ieee.org/document/1507757/
[6] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[7] https://www.researchgate.net/publication/4174475_mechanical_properties_of_binderless_tungsten_carbide_by_spark_plasma_sintering
[8] http://www.chinatungsten.com/tungsten-carbide/properties-of-nungsten-carbide.html
