Sisältövalikko
● Johdanto volframikarbidiin
>> Volframikarbidirakenne
● Volframikarbidin ominaisuudet
>> Fysikaaliset ominaisuudet
>> Kemialliset ominaisuudet
● Volframikarbidin sovellukset
>> Yksityiskohtaiset sovellukset
>>> Leikkaustyökalut
>>> Korut
>>> Teollisuuskoneet
>>> Panssarin lävistys ampumatarvikkeet
>>> Öljy- ja kaasuteollisuus
● Kipinäkö volframikarbidi?
>> Kipinän tuotantomekanismi
>> Käytännön havainnot
>>> Turvallisuusnäkökohdat
● Volframikarbidin valmistusprosessi
>> Ympäristönäkökohdat valmistuksessa
● Vertailu muihin koviin materiaaleihin
>> Kovuus vertailu
>> Kustannusnäkökohdat
>> Soveltuvuus
● Johtopäätös
● Faq
>> 1. Mistä volframikarbidi on tehty?
>> 2. Onko volframikarbidi kestävämpi kuin teräs?
>> 3. Voiko volframikarbidia käyttää koruihin?
>> 4. Ruostetaanko volframikarbidi?
>> 5. Kuinka volframikarbidia verrataan timanttiin?
● Viittaukset:
Johdanto volframikarbidiin
Volframikarbidi (WC) on merkittävä kemiallinen yhdiste, joka on muodostettu yhtä suurista osista volframi- ja hiiliatomeja. Tämä materiaali on tunnettu poikkeuksellisesta kovuudesta, kulumiskestävyydestä ja lämpöstabiilisuudestaan, mikä tekee siitä suositun valinnan erilaisissa teollisissa sovelluksissa, mukaan lukien leikkausvälineet, hioma ja korut. Ainutlaatuiset ominaisuudet Volframikarbidi syntyy sen voimakkaasta kiteisestä rakenteesta, joka kestää äärimmäisiä olosuhteita.
Volframikarbidirakenne
Volframikarbidin rakenteelle on ominaista kasvokeskeinen kuutio (FCC) hila-järjestely. Tämä järjestely edistää sen kovuutta ja voimaa. Hiiliatomit miehittävät oktaedriset interstitiaaliset kohdat volframilahassa muodostaen stabiilin yhdisteen, jolla on merkittäviä mekaanisia ominaisuuksia.
Volframikarbidin ominaisuudet
Fysikaaliset ominaisuudet
Volframikarbidilla on useita keskeisiä fysikaalisia ominaisuuksia:
- Kovuus: Se on 9,0 - 9,5 MOHS -asteikolla, mikä tekee siitä yhden vaikeimmista saatavilla olevista materiaaleista.
- Tiheys: Noin kaksi kertaa tiheämpi kuin teräs, mikä edistää sen vakautta voimakkaissa ympäristöissä.
- Sulamispiste: Sulamispisteen ollessa noin 2 870 ° C (5200 ° F), volframikarbidi ylläpitää sen eheyttä äärimmäisen lämmön alla.
- Lämmönjohtavuus: Sen lämmönjohtavuus on noin 110 paino/m · K, mikä helpottaa tehokasta lämmön hajoamista toiminnan aikana.
Kemialliset ominaisuudet
Volframikarbidi on kemiallisesti stabiili ja kestävä hapettumiselle lämpötiloissa alle 500–600 ° C. Se reagoi tiettyjen kaasujen, kuten fluorin ja kloorin, kanssa, mutta pysyy reagoimattomana kuivumaan vety sulatuspisteeseen asti. Yhdisteen happojen vastus on huomattava; Se kestää useimmat hapot paitsi hydrofluori- ja typpihappojen seokset kohonneissa lämpötiloissa.
Volframikarbidin sovellukset
Volframikarbidin ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät siitä sopivan erilaisiin sovelluksiin:
1. Leikkaustyökalut: Sen kovuus mahdollistaa nopean leikkaustoiminnan koneistusprosesseissa.
2. Korut: Napsauskestävän luonteensa ja esteettisen vetoomuksensa vuoksi volframikarbidi on suosittu hääbändeissä ja muissa koruissa.
3. Teollisuuskoneet: Käytetään komponenteissa, jotka vaativat suurta kulumiskestävyyttä, kuten porausbittejä ja kaivostyökaluja.
4. Panssarin lävistys ampumatarvikkeet: sen tiheys ja kovuus tekevät siitä tehokkaan sotilassovelluksissa.
5. Öljy- ja kaasuteollisuus: Volframikarbidia käytetään laitteiden porauslaitteisiin johtuen sen kyvystä kestää ankaria ympäristöjä.
Yksityiskohtaiset sovellukset
Leikkaustyökalut
Valmistusalalla volframikarbidien leikkaustyökalut ovat välttämättömiä tarkkuuskoneiden koneistusten kannalta. Niitä käytetään sorvi-, jauhatuskoneissa ja muissa laitteissa, joissa kestävyys ja tarkkuus ovat ensiarvoisen tärkeitä. Kyky ylläpitää teräviä reunoja myös pitkittyneen käytön jälkeen saadaan volframikarbidityökaluja, joita on erittäin haluttu.
Korut
Volframikarbidikorut ovat saaneet suosiota nykyaikaisen ilmeen ja kestävyyden vuoksi. Toisin kuin perinteiset metallit, jotka voivat naarmuttaa helposti, volframikarbidirenkaat pysyvät kiillotettuina ja uuden näköisiä vuosia. Niitä on saatavana erilaisissa viimeistelyissä, mukaan lukien harjattu, kiillotettu ja matta.
Teollisuuskoneet
Teollisuudessa, kuten kaivostoiminnassa ja rakentamisessa, volframikarbidikomponentit ovat kriittisiä koneille, jotka toimivat äärimmäisissä olosuhteissa. Esimerkiksi volframikarbidista tehdyt porauspalat voivat tunkeutua kovaan kallioon tehokkaammin kuin muista materiaaleista valmistetut.
Panssarin lävistys ampumatarvikkeet
Sotilaallisissa sovelluksissa volframikarbidia käytetään panssarien lävistyskierroksissa sen tiheyden ja kovuuden vuoksi. Nämä ammukset voivat tunkeutua panssaroituihin ajoneuvoihin tehokkaammin kuin tavanomaiset ammukset.
Öljy- ja kaasuteollisuus
Öljy- ja kaasuteollisuus hyödyntää volframikarbidia porauslaitteisiin, joiden on kestävä korkeita paineita ja hiomamateriaaleja, joita löytyy maan alla. Materiaalin kulutusvastus pidentää merkittävästi poraustyökalujen käyttöikää.
Kipinäkö volframikarbidi?
Yhteinen kysymys volframikarbidista on se, pystyykö se tuottamaan kipinöitä metallia tai muita kovia pintoja vastaan. Vastaus on materiaalin ominaisuuksien ymmärtäminen:
Kipinän tuotantomekanismi
Kun kaksi kovaa materiaalia törmää, ne voivat luoda kipinöitä seuraavien tekijöiden takia:
- Korkea kovuus: Volframikarbidin äärimmäinen kovuus tarkoittaa, että kun se iskee toisen kovan pinnan, se voi tuottaa tarpeeksi kitkaa kipinöiden tuottamiseksi.
- Lämpötila: vaikutus tuottaa lämpöä; Jos lämpötila ylittää törmäyksen aikana vapautuneiden hiukkasten sytytyspisteen, syntyy kipinöitä.
Käytännön havainnot
Käytännöllisissä skenaarioissa volframikarbidi tuottaa kipinöitä, kun se iski metalleja, kuten terästä tai rautaa vastaan. Kylvästeen voimakkuus ja taajuus riippuvat kuitenkin useista tekijöistä:
- iskunkulma
- Lakon nopeus
- Molempien materiaalien pintaolosuhteet
Turvallisuusnäkökohdat
Vaikka kipinöinti -ilmiö voi olla kiehtova tieteellisestä näkökulmasta, on tärkeää harkita turvallisuusvaikutuksia ympäristöissä, joissa syttyviä materiaaleja on läsnä. Oikeat varotoimenpiteet tulisi toteuttaa, kun käytetään volframikarbidityökaluja palavien aineiden lähellä.
Volframikarbidin valmistusprosessi
Volframikarbidin tuotantoon liittyy useita avainvaiheita:
1. Synteesi: Volframmetallijauhe reagoi hiilen kanssa korkeissa lämpötiloissa (1 400–2 000 ° C) volframikarbidijauheen muodostamiseksi.
2. Sekoittaminen sideaineiden kanssa: volframikarbidijauhe sekoitetaan usein metallisten sideaineiden, kuten koboltin tai nikkelin, kanssa sitkeyden parantamiseksi.
3. Sintraus: Seos puristetaan muotoihin ja lämmitetään, jotta sideaine sulaa ja sitoa volframikarbidihiukkaset yhteen.
4. Viimeistelyprosessit: Sintrauksen jälkeen tuotteet voivat suorittaa hioma- tai kiillotusprosessit haluttujen mittojen ja pintapintaisten saavuttamiseksi.
Ympäristönäkökohdat valmistuksessa
Volframikarbidin valmistusprosessi herättää ympäristöä koskevia huolenaiheita raaka -aineiden, kuten volframimalmin saamiseksi tarvittavien kaivostoimien vuoksi. Kestäviä käytäntöjä käytetään yhä enemmän teollisuudessa ympäristövaikutusten minimoimiseksi kierrätysprosessien ja vastuullisen hankinnan avulla.
Vertailu muihin koviin materiaaleihin
Vaikka volframikarbidi on tunnettu sen kovuudesta, on välttämätöntä verrata sitä muihin koviin materiaaleihin, kuten timantti- tai keraamisiin komposiitteihin:
Kovuus vertailu
- Timantti: Diamond pysyy vaikeimmin tunnettu luonnollinen materiaali; Se on kuitenkin hauras verrattuna volframikarbidiin.
- Keramiikka: Edistyneillä keraamisilla materiaaleilla on myös suuri kovuus, mutta puuttuu sitkeys vaikutuksesta verrattuna volframikarbidiin.
Kustannusnäkökohdat
Volframikarbidi tarjoaa tasapainon suorituskyvyn ja kustannustehokkuuden välillä verrattuna timanttityökaluihin, jotka voivat olla kohtuuttoman kalliita monille sovelluksille.
Soveltuvuus
Jokaisella materiaalilla on erityisiä sovelluksia, joissa se on erinomainen:
- Timanttityökalut ovat ihanteellisia tarkkuuden leikkaamiseen pehmeämmissä materiaaleissa.
- Volframikarbidi on edullinen raskaiden sovellusten suhteen, jotka vaativat kestävyyttä stressin alla.
Johtopäätös
Volframikarbidi erottuu materiaalista, jolla on poikkeuksellinen kovuus ja kestävyys, joten se on välttämätöntä erilaisissa teollisissa sovelluksissa. Sen kyky tuottaa kipinöitä iskuihin herättää kysymyksiä sen käytöstä tietyissä ympäristöissä, joissa sytytys voi aiheuttaa riskejä. Näiden ominaisuuksien ymmärtäminen auttaa teollisuutta hyödyntämään volframikarbidia tehokkaasti varmistaen samalla turvatoimenpiteet.
Faq
1. Mistä volframikarbidi on tehty?
Volframikarbidi on kemiallinen yhdiste, joka koostuu yhtä suurista osista volframi- ja hiiliatomeja.
2. Onko volframikarbidi kestävämpi kuin teräs?
Kyllä, volframikarbidi on noin kolme kertaa jäykempi kuin teräs ja huomattavasti enemmän kulumiselle.
3. Voiko volframikarbidia käyttää koruihin?
Täysin! Volframikarbidi on suosittu koruissa sen naarmuuntumisen ja esteettisen vetovoiman vuoksi.
4. Ruostetaanko volframikarbidi?
Ei, volframikarbidi ei ruostu sen kemiallisen stabiilisuuden vuoksi; Tietyt hapot voivat kuitenkin vaikuttaa siihen.
5. Kuinka volframikarbidia verrataan timanttiin?
Vaikka molemmat materiaalit ovat erittäin kovia, timantti on vaikeampaa kuin volframikarbidi; Volframikarbidi on kuitenkin kestävämpi iskuolosuhteissa.
Viittaukset:
[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.landantu.com/chemistry/tungsten-carbide
[5] http://ieeexplore.ieee.org/document/1507757/
[6] http://www.tungsten-carbide.com.cn
.
[8] http://www.chinatungsten.com/tungsten-carbide/properties-of-tungsten-carbide.html
