Sisältövalikko
● Mikä on volframikarbidi?
>> Volframikarbidin fysikaaliset ominaisuudet
● Volframikarbidin painon laskeminen
>> Esimerkkilaskelma
● Volframikarbidin sovellukset
>> Volframikarbidin käytön edut
● Volframikarbidin haitat
● Vertaileva analyysi muiden materiaalien kanssa
● Tulevat suuntaukset volframikarbidisovelluksissa
● Johtopäätös
● Usein kysyttyjä kysymyksiä (usein kysytyt kysymykset)
>> 1. Mikä on volframikarbidin ensisijainen komponentti?
>> 2. Kuinka volframikarbidi vertaa teräkseen?
>> 3. Voiko volframikarbidi kierrättää?
>> 4. Mikä toimialat yleensä käyttävät volframikarbidia?
>> 5. Onko volframikarbidin resistentti korroosiolle?
● Viittaukset:
Volframikarbidi (WC) on merkittävä materiaali, joka tunnetaan poikkeuksellisesta kovuudestaan ja tiheydestään. Sitä käytetään laajasti erilaisissa teollisuussovelluksissa, mukaan lukien leikkausvälineet, kaivoslaitteet ja korut. Tässä artikkelissa tutkitaan volframikarbidin ominaisuuksia, sen painoa ja sen sovelluksia yksityiskohtaisesti.
Mikä on volframikarbidi?
Volframikarbidi on kemiallinen yhdiste, joka koostuu volframista ja hiiliatomeista. Se muodostuu sintrausprosessin kautta, jossa volframi jauhe ja hiilimusta lämmitetään yhdessä korkean paineessa. Tuloksena on tiheä, kova materiaali, jolla on huomattavaa kulumiskestävyyttä ja kestävyyttä.
Itse volframi on metalli, joka tunnetaan korkeasta sulamispisteestään ja tiheydestä, kun taas hiili myötävaikuttaa yhdisteen kovuuteen. Näiden kahden elementin yhdistelmä johtaa materiaaliin, joka ei ole vain raskas, vaan myös uskomattoman kova.
Volframikarbidin fysikaaliset ominaisuudet
- tiheys: volframikarbidin tiheys on noin 15,6 grammaa kuutiometriä kohti (g/cm³) tai 15600 kg/m³. Tämä korkea tiheys myötävaikuttaa sen painoon ja tekee siitä raskaamman kuin monet muut materiaalit.
- Kovuus: Volframikarbidi on välillä 8,5 - 9,5 MOHS: n kovuusasteikolla, mikä tekee siitä yhden vaikeimmista saatavilla olevista materiaaleista, toiseksi vain timantille.
- Sulamispiste: Sen sulamispiste on korkea 2 870 ° C (5 200 ° F), mikä antaa sen ylläpitää rakenteellista eheyttä äärimmäisissä olosuhteissa.
- Lämmönjohtavuus: Volframikarbidin lämmönjohtavuus on noin 110 paino/m · K, mikä tekee siitä tehokkaan hävittämisen lämpöä korkean lämpötilan toiminnan aikana.
- Kemiallinen resistenssi: Volframikarbidilla on erinomainen vastus kemialliselle korroosiolle, joten se sopii sovelluksiin ankarissa ympäristöissä.
Volframikarbidin painon laskeminen
Katsotaanpa kuinka raskas volframikarbidi voi olla, tarkastellaan joitain laskelmia sen tiheyden perusteella:
1. tilavuuslaskelma:
Pallon tilavuus V voidaan laskea kaavalla:
V = 3/4πr3
missä r on pallon säde.
2. painonlaskenta:
Paino w voidaan laskea kaavalla:
W = v × d
missä D on volframikarbidin tiheys (15,6 g/cm³).
Esimerkkilaskelma
Esimerkiksi, jos haluamme laskea kiinteän pallon painon, jonka halkaisija on 36 tuumaa (noin 91,44 cm):
- Laske ensin säde:
r = 2d = 291,44 = 45,72 cm
- Laske seuraavaksi tilavuus:
V = 34π (45,72) 3 - 94 000 cm3
- Laske lopuksi paino:
W = V × D = 94 000 cm3 × 15,6 g cm3 = 1 462 400 g = 1 462,4 kg 3,229L
Tämä esimerkki kuvaa kuinka raskas volframikarbidi voidaan muodostua suuriksi esineiksi.
Volframikarbidin sovellukset
Volframikarbidin ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät siitä sopivan erilaisiin sovelluksiin:
- Leikkaustyökalut: Käytetään porausbitteissä ja jauhamistyökaluissa sen kovuuden ja kulumisen vastuskyvyn vuoksi. Volframikarbidityökalut voivat ylläpitää reunansa pidempään kuin perinteiset terästyökalut, vähentäen seisokkeja teroitusta tai vaihtoa varten.
- Kaivoslaitteet: Käytetään työkaluissa poraamiseen ja leikkaamiseen kovan kallion läpi. Volframikarbidin kestävyys antaa kaivostyöntekijöille mahdollisuuden purkaa resursseja tehokkaammin ja laitteidensa vähemmän kulumisella.
- Korut: Suosittu hääbändeille ja muille koruille sen naarmuuntumisen ja kestävyyden vuoksi. Volframikarbidirenkaat ovat suosittuja kyvystään kestämään päivittäistä kulumista menettämättä kiiltoa tai muotoa.
- Teollisuuskoneet: Käytetään komponenteissa, jotka vaativat suurta kulumiskestävyyttä ja lämpöstabiilisuutta. Tämä sisältää osat, kuten venttiilit, pumput ja laakerit, jotka toimivat äärimmäisissä olosuhteissa.
Volframikarbidin käytön edut
Volframikarbidin käyttö tarjoaa useita etuja muihin materiaaleihin nähden:
- Pitkäikäisyys: volframikarbidista valmistetut työkalut kestävät huomattavasti pidempään kuin muilta materiaaleista tehdyt kovuuden vuoksi.
- Kustannustehokkuus: Vaikka volframikarbidilla voi olla korkeammat alkuperäiset kustannukset verrattuna teräkseen tai muihin materiaaleihin, sen pitkäikäisyys johtaa usein alhaisempiin kokonaiskustannuksiin vähentyneen korvaustaajuuden vuoksi.
- Monipuolisuus: Volframikarbidi voidaan valmistaa eri muodoiksi (esim. Tangot, levyt) ja se voidaan räätälöidä tiettyihin sovelluksiin säätämällä sen koostumusta tai rakennetta.
Volframikarbidin haitat
Vaikka volframikarbidilla on monia etuja, on myös joitain haittoja:
- Haureus: Kovuudestaan huolimatta volframikarbidi voi olla hauras tietyissä olosuhteissa. Tämä tarkoittaa, että vaikka se vastustaa hyvin, se voi sirua tai halkeamia, jos sille kohdistetaan liiallinen vaikutus tai isku.
- Paino: Suuri tiheys tekee volframikarbidista raskaampia kuin monet vaihtoehdot, mikä voi olla haitta sovelluksissa, joissa painon alentaminen on kriittistä.
Vertaileva analyysi muiden materiaalien kanssa
seuraava vertailu:
| Ominaisuuksien |
volframikarbidipinot ovat samanlaisissa sovelluksissa yleisesti käytettyjä materiaaleja |
volframikarbiditeräskeraaminen ymmärtämään paremmin, kuinka |
Tarkastele |
| Tiheys |
Korkea (15,6 g/cm³) |
Kohtuullinen |
Matala |
| Kovuus |
Erittäin korkea |
Kohtuullinen |
Erittäin korkea |
| Sitkeys |
Kohtuullinen |
Korkea |
Matala |
| Kulumiskestävyys |
Erinomainen |
Hyvä |
Erinomainen |
| Maksaa |
Suurempi |
Alentaa |
Kohtuullinen |
Tämä taulukko korostaa, että vaikka volframikarbidi erinomaisesti kovuuden ja kulutuskestävyys verrattuna teräs- ja keraamisiin materiaaleihin, siinä on korkeammat kustannukset ja mahdolliset haurauskysymykset.
Tulevat suuntaukset volframikarbidisovelluksissa
Teollisuuden kehittyessä ja uudet tekniikat ilmestyvät volframikarbidin käyttö kasvaa edelleen:
- Lisäaineiden valmistus: 3D -tulostustekniikan kehitys mahdollistaa monimutkaisempia muotoja ja malleja volframikarbidijauheiden avulla. Tämä voi johtaa uusiin sovelluksiin aloilla, kuten ilmailu- ja lääketieteellisillä laitteilla.
- Pinnoitteet: Tutkijat tutkivat tapoja käyttää volframikarbidia pinnoitusmateriaalina sen kovuusominaisuuksien vuoksi. Pinnoitteet voivat parantaa olemassa olevien työkalujen suorituskykyä tarjoamalla lisäsuojaa kulumiselta.
- Nanoteknologia: Nanorakenteisen volframikarbidin kehitys voi johtaa entistä suurempaan voiman ja sitkeyden parannuksiin vähentäen samalla perinteisiin muotoihin liittyviä haurauskysymyksiä.
Johtopäätös
Volframikarbidi on tiheä ja raskas materiaali, jolla on poikkeuksellinen kovuus ja lämpöstabiilisuus. Sen sovellukset vaihtelevat teollisuustyökaluista koruihin ainutlaatuisten ominaisuuksiensa vuoksi. Sen painon ymmärtäminen auttaa teollisuutta arvioimaan sen soveltuvuutta erilaisiin sovelluksiin. Teknologian edistyessä volframikarbidin mahdolliset käytöt todennäköisesti laajenevat entisestään.
Usein kysyttyjä kysymyksiä (usein kysytyt kysymykset)
1. Mikä on volframikarbidin ensisijainen komponentti?
Volframikarbidi koostuu pääasiassa volframista (noin 94%) ja hiilestä (noin 6%).
2. Kuinka volframikarbidi vertaa teräkseen?
Volframikarbidi on huomattavasti vaikeampaa kuin teräs ja ylläpitää terävyyttä pidempään hioma -olosuhteissa.
3. Voiko volframikarbidi kierrättää?
Kyllä, volframikarbidi voidaan kierrättää kuluneista työkaluista ja romumateriaalista.
4. Mikä toimialat yleensä käyttävät volframikarbidia?
Teollisuus, kuten kaivostoiminta, öljy ja kaasu, ilmailu-, auto- ja metallintyöstö, käyttävät usein volframikarbidityökaluja.
5. Onko volframikarbidin resistentti korroosiolle?
Kyllä, volframikarbidilla on suuri korroosiokestävyys ja se kestää ankaria ympäristöjä.
Viittaukset:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.webelements.com/compounds/tungsten/tungsten_carbide.html
[3] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[4] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html
[5] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
.
.
[8] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-informative-guide
[9] https://www.reddit.com/r/askscience/comments/30895e/tungsten_carbide_tungsten_sphere_and_cube_weight/weight/
[10] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
.
[12.
.
[14] http://www.titaniumkay.com/tungsten-rings/how-heavy-are-tengsten-rings/
[15] https://www.precisionballs.com/tungsten-carbide-ball.php
.
[17] https://tooling.tw/tools.html
[18] https://www.freepik.com/free-photos-vektors/tungsten-carbide
[19] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[20] https://www.azom.com/article.aspx?articleid=1203
.
[22] https://www.shutterstock.com/search/tungsten-carbide
[23] https://www.istockphoto.com/de/bot-wall?returnurl=%2FDE%2Fphotos%2ftUngsten-Carbide-Drill-BITS
[24.
[25] https://www.sandvik.coromant.com/en-us/services/recycling/faq-carbide-recycling
[26] https://www.landantu.com/chemistry/tungsten-carbide
.
.
