Was ist die chemische Formel für Wolfram -Carbid?

Inhaltsmenü

● Einführung in Wolframkarbid

● Chemische Formel und Struktur

>> Atombau

>> Andere Wolfram -Carbide

● Physikalische und chemische Eigenschaften

>> Wichtige physikalische Eigenschaften

>> Chemische Eigenschaften

>> Mechanische Eigenschaften

>> Thermische und elektrische Eigenschaften

● Wie wird Wolfram -Carbide hergestellt?

>> 1. Rohstoffe

>> 2. Reduktion und Vergaserung

>> 3. Pulvermetallurgie und Sintern

>> 4. Formung und Bearbeitung

>> 5. Qualitätskontrolle

● Anwendungen von Wolframkarbid

>> Industrielle Anwendungen

>> Spezialisierte Verwendungen

>> Alltag

● Vorteile und Einschränkungen

>> Vorteile

>> Einschränkungen

● Geschichte und Entwicklung

● Umweltauswirkungen und Recycling

>> Umweltprobleme

>> Recycling

● Zukünftige Trends im Wolfram -Carbid

● Abschluss

● FAQ: Wolfram -Carbid

>> 1. Was ist die chemische Formel für Wolframkarbid?

>> 2. Wie ist Wolfram -Carbid in Bezug auf die Härte im Vergleich zu Stahl?

>> 3. Was sind die wichtigsten industriellen Verwendungen von Wolfram -Carbid?

>> 4. Wie wird Wolfram -Carbid erzeugt?

>> 5. Ist Wolfram -Carbid recycelbar?

● Zitate:

Wolframcarbide ist ein Material, das für seine außergewöhnliche Härte, Haltbarkeit und ein breites Spektrum an industriellen Anwendungen bekannt ist. Aber was genau ist Wolfram -Carbid und was ist seine chemische Formel? In diesem umfassenden Artikel werden wir die chemische Natur, Synthese, Eigenschaften, Anwendungen, Geschichte, Umweltauswirkungen und häufig gestellte Fragen zu untersuchen Wolfram -Carbid . Unterwegs finden Sie zahlreiche Illustrationen und Diagramme, um Ihr Verständnis dieser faszinierenden Verbindung zu verbessern.

Einführung in Wolframkarbid

Wolframcarbid ist eine Verbindung, die aus Wolfram- und Kohlenstoffatomen gleichermaßen besteht. Es wird am häufigsten als feines graues Pulver angetroffen, kann aber für den industriellen Gebrauch in verschiedene feste Formen gedrückt und gesintert werden. Seine hervorragende Härte und Beständigkeit gegen Verschleiß machen es für die Herstellung, Bergbau, Bau und sogar Schmuck unverzichtbar.

Chemische Formel und Struktur

Die chemische Formel für Wolframkarbid ist WC. Diese Formel zeigt an, dass jedes Molekül ein Wolfram -Atom (W) und ein Kohlenstoffatom (C) enthält.

Atombau

- Wolfram (W): Atomzahl 74, ein für seinen hoher Schmelzpunkt bekanntes Übergangsmetall.

- Kohlenstoff (c): Atomzahl 6, ein Nichtmetall, das verschiedene Verbindungen bildet.

In Wolframkarbid sind diese Atome in einer hexagonalen Kristallstruktur bei Raumtemperatur (α-WC) angeordnet, obwohl bei hohen Temperaturen eine kubische Form (β-WC) vorhanden sein kann.

Andere Wolfram -Carbide

Während WC die häufigste und kommerziell signifikanteste Form ist, existiert auch eine andere Verbindung, Wolfram -Semicarbid (W₂C), ist jedoch weniger weit verbreitet. W₂C hat eine andere Stöchiometrie und leicht unterschiedliche Eigenschaften, ist jedoch nicht so hart oder weit verbreitet wie WC.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Die Eigenschaften von Tungsten Carbid machen es zu einem der wertvollsten Materialien der modernen Industrie.

Wichtige Eigenschaften des physikalischen

Eigentumswert	Eigenschaften
Chemische Formel	WC
Molmasse	195,85 g/mol
Kristallstruktur	Hexagonal
Dichte	15,6 g/cm³
Schmelzpunkt	2,870 ° C (5,198 ° F)
Siedepunkt	10.832 ° F (6.000 ° C)
Mohs Härte	9–9,5
Young's Modul	530–700 GPA
Wärmeleitfähigkeit	110 w/(m · k)
Elektrischer Widerstand	0,2 μω · m

Chemische Eigenschaften

- In Wasser, Salzsäure und Schwefelsäure unlöslich.

- Löslich in einer Mischung aus Salpetersäure und Hydrofluorsäure.

- beginnt bei etwa 500–600 ° C in Luft zu oxidieren.

- Reagiert mit Chlor über 400 ° C und Fluor auch bei Raumtemperatur.

Mechanische Eigenschaften

Wolframcarbid wird für seine Kombination aus hoher Druckfestigkeit, Steifheit und Resistenz gegen Deformation geschätzt. Es kann enormen Kräften standhalten, ohne sich zu biegen oder zu brechen, was es ideal für Anwendungen mit hohem Druck oder Auswirkungen macht.

Thermische und elektrische Eigenschaften

Wolframkarbid weist eine gute thermische Leitfähigkeit auf und ermöglicht es, während des Schneidens oder Bohrvorgänge die Wärme effizient abzuleiten. Es hat auch einen niedrigen elektrischen Widerstand, was bei bestimmten elektronischen und elektrischen Anwendungen nützlich ist.

Wie wird Wolfram -Carbide hergestellt?

Die Synthese von Wolframcarbid umfasst mehrere Schritte, die hauptsächlich auf Pulvermetallurgie beruhen.

1. Rohstoffe

- Wolframerz: In Ammonium Paratungstate (APT) und dann Wolframoxid verarbeitet.

- Kohlenstoffquelle: Graphit oder Carbonschwarz.

2. Reduktion und Vergaserung

- Wolframoxid wird in einer Wasserstoffatmosphäre auf metallisches Wolframpulver reduziert.

- Das Wolframpulver wird mit Kohlenstoff gemischt und auf 1.400–2.000 ° C erhitzt, wodurch WC durch Vergaserung bildet.

W+C → WC

3. Pulvermetallurgie und Sintern

- Das WC -Pulver wird mit einem Ordner, typischerweise Kobalt, gemischt, um die Zähigkeit zu verbessern.

- Die Mischung wird in Form gepresst und bei hohen Temperaturen (1.400–1.600 ° C) gesintert, wobei der Bindemittel die Partikel zusammenschmelzen und zusammenfasst.

4. Formung und Bearbeitung

Nach dem Sintern können Wolfram -Carbid -Teile mahlen, das Läpst oder das Polieren eingehen, um präzise Abmessungen und Oberflächenbewegungen zu erreichen. Aufgrund seiner Härte können nur Diamant- oder Kubikbor -Nitrid -Werkzeuge Wolfram -Carbid effektiv maschben.

5. Qualitätskontrolle

Fertige Produkte werden streng auf Dichte, Härte, Mikrostruktur und dimensionale Genauigkeit inspiziert, um sicherzustellen, dass sie strenge Branchenstandards entsprechen.

Anwendungen von Wolframkarbid

Die einzigartige Kombination aus Härte, Festigkeit und chemischer Stabilität von Wolframcarbid macht es in vielen Sektoren von unschätzbarem Wert.

Industrielle Anwendungen

- Schnittwerkzeuge: Bohrerbits, Fräsenschneider, Sägeblätter und Drehwerkzeuge.

- Bergbau und Konstruktion: Gesteinsbohrer, Ausgrabungswerkzeuge und Verschleißteile.

- Luft- und Raumfahrt: Motorkomponenten und Turbinenklingen.

- Öl und Gas: Bohrgeräte und Ventile.

- Elektronik: Präzisionskomponenten und Kontakte.

- Schmuck: Ringe und Uhren, die für ihre Kratzerfestigkeit und ihren Glanz geschätzt werden.

Spezialisierte Verwendungen

- Panzermunition: Aufgrund ihrer Dichte und Härte wird Wolframcarbide in militärischen Projektilen verwendet.

- Chirurgische Instrumente: Einige chirurgische Werkzeuge werden aus Wolframkarbid zur Präzision und Haltbarkeit hergestellt.

- Kerntechnologie: Wolfram -Carbid wird aufgrund seiner Strahlungsstabilität in Kontrollstäben und Abschirmmaterialien verwendet.

Alltag

Wolfram-Carbid findet sich auch in alltäglichen Objekten wie Fanggewichten, Sportausrüstung und sogar in einigen High-End-Stiften.

Vorteile und Einschränkungen

Vorteile

- Extreme Härte: Zweitens zu Diamond auf der MOHS -Skala.

- Tragenfestigkeit: Hält Schärfe und widersteht Abrieb.

- Hoher Schmelzpunkt: Geeignet für Hochtemperaturanwendungen.

- Korrosionsbeständigkeit: In den meisten Umgebungen stabil.

- Dimensionsstabilität: Aufrechterhaltung der Form unter schweren Belastungen und hohen Temperaturen.

Einschränkungen

- Sprödigkeit: Kann unter extremer Auswirkung oder Stress brechen.

.

- Kosten: teurer als Stahl oder andere gängige Werkzeugmaterialien.

- Gewicht: Seine hohe Dichte macht es schwerer als viele alternative Materialien.

Geschichte und Entwicklung

Die Geschichte von Wolfram -Carbid stammt aus dem frühen 20. Jahrhundert. Im Jahr 1923 entwickelte die deutsche Firma Krupp die erste praktische Methode zur Herstellung von zementiertem Carbid (WC mit einem Kobaltbindemittel) und revolutioniert die Werkzeugherstellungsindustrie. Diese Innovation ermöglichte die Massenproduktion von Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeugen, die die Herstellungseffizienz und -präzision dramatisch verbesserten.

Im Laufe der Jahrzehnte haben Fortschritte in der Pulvermetallurgie, der Binderchemie und der Sintertechnologie die Leistung und Vielseitigkeit von Wolfram -Carbid weiter verbessert. Heute ist es ein kritisches Material in Branchen, die von Bergbau bis zur Luft- und Raumfahrt reichen.

Umweltauswirkungen und Recycling

Umweltprobleme

Die Extraktion und Verarbeitung von Wolframerz kann erhebliche Umweltauswirkungen haben, einschließlich Störungen des Lebensraums, Wasserverschmutzung und Energieverbrauch. Die Verwendung von Kobalt als Ordner wirft auch ethische und ökologische Fragen auf, da der Kobaltabbau in einigen Regionen mit Menschenrechten und ökologischen Fragen verbunden ist.

Recycling

Glücklicherweise ist Tungstencarbide sehr recycelbar. Schrottwerkzeuge und -komponenten können gesammelt, zerkleinert und chemisch verarbeitet werden, um Wolfram und Kobalt zur Wiederverwendung wiederzugewinnen. Das Recycling bewahrt nicht nur wertvolle Ressourcen, sondern reduziert auch den ökologischen Fußabdruck der Wolfram -Carbid -Produktion.

Recyclingprozess:

1. Sammlung von Schrottmaterialien.

2..

3.. Chemische Behandlung zum Trennen von Wolfram und Kobalt.

4. Reinigung und Wiederverwendung in neuen Produkten.

Zukünftige Trends im Wolfram -Carbid

Im Laufe der Technologie wächst die Nachfrage nach Materialien mit überlegenen Leistungsmerkmalen weiter. Forscher untersuchen neue Bindemittelmaterialien, nanostrukturierte Carbide und Verbundsysteme, um die Zähigkeit, den Verschleißfestigkeit und die Vielseitigkeit von Wolframcarbid weiter zu verbessern.

Aufkommende Anwendungen umfassen:

- Additive Herstellung (3D -Druck) von Wolframkarbidkomponenten.

- Beschichtungen zum Schneiden von Werkzeugen zur Verlängerung der Lebensdauer.

- fortschrittliche Elektronik- und mikro-mechanische Systeme (MEMS).

Die kontinuierliche Entwicklung nachhaltiger Bergbau- und Recyclingpraktiken wird auch eine entscheidende Rolle in der Zukunft von Wolfram -Carbid spielen.

Abschluss

Wolfram -Carbid mit der chemischen Formel WC ist aufgrund seiner beispiellosen Härte, Haltbarkeit und Beständigkeit gegen Verschleiß und Wärme ein Eckpfeiler in der modernen Industrie. Seine Synthese durch fortschrittliche Pulvermetallurgie -Techniken und seine Fähigkeit, mit Bindemitteln wie Cobalt zugeschnitten zu werden, haben es für Schneidwerkzeuge, Bergbaugeräte, Luft- und Raumfahrt, Elektronik und sogar Schmuck unverzichtbar gemacht. Während es einige Einschränkungen hat, insbesondere seine Sprödigkeit und Kosten, überwiegen die Vorteile bei weitem die Nachteile für viele anspruchsvolle Anwendungen. Mit dem Fortschritt der Technologie wird Tungsten Carbide zweifellos weiterhin eine wichtige Rolle bei der Gestaltung der Werkzeuge und Komponenten spielen, die den Fortschritt in den Branchen vorantreiben.

FAQ: Wolfram -Carbid

1. Was ist die chemische Formel für Wolframkarbid?

Die chemische Formel für Wolframkarbid ist WC, was auf ein Verhältnis von Wolfram- und Kohlenstoffatomen um 1: 1 hinweist.

2. Wie ist Wolfram -Carbid in Bezug auf die Härte im Vergleich zu Stahl?

Wolfram -Carbid ist deutlich härter als Stahl und rangiert auf der MOHS -Skala von 9 bis 9,5, während die meisten Stähle etwa 4 bis 5 liegen. Dies macht Wolframkarbid viel mehr käferbeständig und geeignet für das Schneiden und Bohren von Anwendungen.

3. Was sind die wichtigsten industriellen Verwendungen von Wolfram -Carbid?

Wolframkarbid wird aufgrund seiner außergewöhnlichen Härte und Haltbarkeit häufig zum Schneiden von Werkzeugen, Bergbau- und Bohrgeräten, Verschleiß-resistenten Maschinenteilen, Luft- und Raumfahrtkomponenten und Schmuck verwendet.

4. Wie wird Wolfram -Carbid erzeugt?

Wolframkarbid wird durch Reaktion von Wolfram -Metallpulver mit Kohlenstoff bei hohen Temperaturen (1.400–2.000 ° C) erzeugt, gefolgt von Pulvermetallurgieprozessen wie dem Mischen mit einem Bindemittel und Sintern, um feste Formen zu bilden.

5. Ist Wolfram -Carbid recycelbar?

Ja, Wolframcarbide ist recycelbar. Schrott und abgenutzte Werkzeuge können verarbeitet werden, um wertvolle Wolfram und Kohlenstoff wiederherzustellen, Abfall zu reduzieren und Ressourcen zu sparen.

Zitate:

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide

[2] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html

[3] https://heegermaterial.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html

[4] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide

[5] https://www.retopz.com/57-frequent-reded-questions-faqs-about-tungsten-carbide/

[6] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-sses-properties.html

[7] https://www.wj-tool.com/material

[8] https://www.carbide-part.com/blog/tungsten-carbide-materials-characteristic-advantages-compredivations-analysis/

[9] https://www.chemicalbook.com/chemicalproductProperty_en_cb2174365.htm

[10] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide

[11] https://shop.maachinemfg.com/the-pros-and-consof-tungsten-carbide-a-compregesiv-guide/

[12] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-sparts/tungsten-carbide-properties.html

[13] https://softschools.com/formulas/chemistry/tungsten_iv_carbide_formula/462/

[14] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/tungsten_carbide

[15] https://echa.europa.eu/registration-dossier/-/registered-dossier/15382

[16] https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/tw/zt/012482.22

[17] https://www.hitechseals.com/includes/pdf/tungsten_carbide.pdf

[18] https://grafhartmetall.com/en/what-is-tungsten-carbide/

[19] https://www.harcourt.co/overview_documents/tungsten%20carbide%20Data%20Sheet.pdf

[20] https://www.chemicalbull.com/products/tungsten-carbide

[21] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/

[22] https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/tungsten-carbide

[23] https://preview.fishersci.no/shop/products/tungsten-carbide-99-5-metalsbasis-alfa-aesar-2/p-4904562

[24] https://www.azom.com/properties.aspx?articleId=1203

[25] https://rrcarbide.com/undandanding-tungsten-carbide-composition-uses-allpertise/

[26] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E7%A2%B3%E5%8C%96%E9%8E%A2

[27] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+Carbide

[28] https://www.shutterstock.com/search/tungsten

[29] https://commons.wikimedia.org/wiki/file:-alpha_tungsten_carbide_crystal_structure.jpg

[30] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html

[31] https://www.freepik.com/free-photos-vectors/tungsten-carbide

[32] https://www.basiccarbide.com/tungsten-carbide-grade-chart/

[33] https://scienceinfo.com/tungsten-carbide-properties-applications/

[34] https://www.shutterstock.com/search/tungsten-carbide

[35] https://stock.adobe.com/search?k=carbide

[36] https://www.dymetalloys.co.uk/what-is-tungsten-carbide/grad-chart

[37] https://next-gen.materialiseproject.org/materials/mp-1894

[38] https://www.gettyimages.hk/%E5%9c%96%E7%89%87/tungsten-carbide

[39] https://theartisanrings.com/pages/tungsten-rings-faqs

[40] https://www.Tungstenringsco.com/faq

[41] https://www.Tungstenrepublic.com/tungsten-carbide-rings-faq.html

[42] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-informative-guide

[43] https://www.hit-tw.com/newsdetails.aspx?nid=298

[44] https://www.tungco.com/insights/blog/frequent-reded-questions-used-tungsten-carbide-inserts/

[45] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/use.html

[46] https://unbreakableman.co.za/pages/all-about-tungsten-carbide-faq

[47] https://etrnl.com.au/blogs/news/answering-all-of-your-questions-about-tungsten-rings

[48] ​​https://www.carbidetek.com/faqs/

[49] https://www.ipsceramics.com/wp-content/uploads/2022/01/hsds-14-tungsten-carbide- isue-1.pdf

[50] https://tuncomfg.com/about/faq/

[51] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s 13506307163 0276X

[52] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s 15266125203 07787

[53] https://www.endmills-wotek.com/en/blog/detail/39

[54] https://www.hdtools.com.tw/application/semiconductor-industry.html

[55] https://echa.europa.eu/substance-information/-/sbstanceInfo/100.031.918

[56] https://www.mmc-carbide.com/cn/download/magazine/vol03/tec_vol03

[57] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s1003632620653316

[58] https://www.hdtools.com.tw/application/home-appliance-industry.html

[59] https://www.sciencedirect.com/topics/physics-and-astronomy/tungsten-carbide

[60] https://tapmatic.com/product-line-msds-carbide-stylus-material.ydev

[61] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide

[62] https://www.gettyimages.hk/%E5%9c%96%E7%89%87/tungsten-carbide?page=2

[63] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide-drill-bits

[64] https://en.wikipedia.org/wiki/file:-alpha_tungsten_carbide_crystal_structure.jpg

[65] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/

[66] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html

[67] https://www.totalmateria.com/en-us/articles/tungsten-carbide-metals-1/

[68] https://www.thermalsspray.com/questions-tungsten-carbide/

[69] https://powder.samaterials.com/tds/sc/1733388175-dp1931.pdf

[70] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide

[71] https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/1960.pdf

[72] https://www.skyquestt.com/report/tungsten-carbide-market

[73] https://www.scielo.br/j/mr/a/ykbsbhjcfswn7xtfbwzcmqj/?lang=en

[74] https://generalcarbide.com/pdf/general-carbide-designer-guide-tungsten-carbide.pdf

[75] https://hpvchemicals