Menu ng nilalaman
● Panimula sa Tungsten Carbide
● Pag -unawa sa Density: Ang Mga Pangunahing Kaalaman
>> Bakit mahalaga ang density
● Density ng Tungsten Carbide: Mga pangunahing figure
>> Pure Tungsten Carbide (WC)
>>> Talahanayan: Density ng tungsten carbide at mga kaugnay na materyales
>> Mga semento na marka ng karbida
● Ang mga kadahilanan na nakakaimpluwensya sa density ng tungsten carbide
>> Proseso ng pagmamanupaktura at ang epekto nito
● Mga pamamaraan para sa pagsukat ng density
>> Prinsipyo ng Archimedes
>> Helium pycnometry
>> X-ray computed tomography
● Paghahambing: Tungsten Carbide kumpara sa iba pang mga materyales
● Mga aplikasyon kung saan mahalaga ang density
>> Mga tool sa pagputol
>> Pagmimina at pagbabarena
>> Aerospace at pagtatanggol
>> Magsuot ng mga bahagi
>> Alahas at luho na kalakal
● Microstructure at Crystal Structure
>> Istraktura ng atomic
● Mga pagsasaalang -alang sa kapaligiran at pang -ekonomiya
>> Pagkakaroon ng mapagkukunan
>> Pag -recycle at pagpapanatili
>> Mga implikasyon sa gastos
● Mga hamon sa pakikipagtulungan sa Tungsten Carbide
>> Machining at humuhubog
>> Pagsali at pagpupulong
>> Brittleness
● Konklusyon
● FAQ: Madalas na nagtanong tungkol sa tungsten carbide density
>> 1. Ano ang eksaktong density ng purong tungsten carbide?
>> 2. Paano ihahambing ang density ng tungsten carbide sa purong tungsten?
>> 3. Bakit nag -iiba ang density ng semento na karbida?
>> 4. Ang mataas na density ba ay ginagawang mas mahusay ang tungsten carbide para sa mga tool na pang -industriya?
>> 5. Paano sinusukat ang density ng tungsten carbide sa industriya?
● Mga pagsipi:
Ang Tungsten Carbide ay nakatayo bilang isa sa mga pinaka kapansin -pansin na materyales sa modernong engineering, na pinahahalagahan para sa pambihirang tigas, pagsusuot ng pagsusuot, at kahanga -hangang density. Ngunit ano ba talaga ang density ng Tungsten Carbide , at bakit napakahalaga sa mga pang -industriya at pang -agham na aplikasyon? Ang komprehensibong artikulong ito ay sumasalamin sa density ng tungsten carbide, paggalugad ng mga pisikal na katangian nito, kung paano ito inihahambing sa iba pang mga materyales, at ang kabuluhan nito sa iba't ibang mga industriya. Kasabay nito, ilalarawan namin ang mga pangunahing konsepto na may mga diagram at mga imahe upang mapahusay ang pag -unawa.
Panimula sa Tungsten Carbide
Ang Tungsten Carbide (WC) ay isang compound ng kemikal na binubuo ng pantay na bahagi tungsten at carbon atoms. Kilala ito sa matinding tigas, mataas na punto ng pagtunaw, at kapansin -pansin na pagtutol sa pagsusuot at kaagnasan. Ang mga katangiang ito ay ginagawang kailangang -kailangan sa mga industriya na nagmula sa paggawa ng metal at pagmimina hanggang sa aerospace at pagtatanggol.
Ang Tungsten Carbide ay hindi isang metal, ngunit isang compound na tulad ng ceramic na madalas na pinagsama sa mga metal na binder upang mabuo ang mga semento na karbida. Ang natatanging kumbinasyon ng mga pag -aari ay lumitaw mula sa malakas na mga bono ng covalent sa pagitan ng mga tungsten at carbon atoms, pati na rin ang siksik na pag -iimpake ng mga atoms sa kristal na sala -sala nito.
Pag -unawa sa Density: Ang Mga Pangunahing Kaalaman
Ang density ay isang pangunahing pisikal na pag -aari na tinukoy bilang masa bawat dami ng yunit, na karaniwang ipinahayag sa gramo bawat cubic centimeter (g/cm³) o kilograms bawat cubic meter (kg/m³). Para sa mga solido tulad ng tungsten carbide, ang density ay isang direktang tagapagpahiwatig kung gaano mahigpit ang mga atomo na nakaimpake sa loob ng istraktura ng materyal.
Formula:
Density = masa/dami
Ang isang mas mataas na density ay nangangahulugang mas maraming masa ang nakaimpake sa isang naibigay na dami, na madalas na isinasalin sa higit na lakas at katatagan sa mga aplikasyon ng engineering.
Bakit mahalaga ang density
- Pagganap: Ang mga materyales na may mataas na density ay karaniwang nag-aalok ng higit na pagkawalang-galaw, katatagan, at paglaban sa pagpapapangit.
- tibay: Ang mga mas malalakas na materyales ay mas malamang na matagos o pagod, na ginagawang perpekto para sa pagputol, pagbabarena, at mga application na lumalaban sa pagsusuot.
- Mga Pagsasaalang -alang sa Disenyo: Ang density ay nakakaapekto sa bigat ng mga sangkap, na mahalaga sa mga industriya tulad ng aerospace at automotive engineering.
Density ng Tungsten Carbide: Mga pangunahing figure
Pure Tungsten Carbide (WC)
- Density: Ang pinaka -malawak na nabanggit na halaga para sa purong tungsten carbide ay 15.6 g/cm⊃3 ;.
- Saklaw: Depende sa proseso ng pagmamanupaktura at ang pagkakaroon ng mga binders o additives, ang density ay maaaring saklaw mula 13.4 hanggang 15.7 g/cm³
Talahanayan: Density ng tungsten carbide at mga kaugnay na materyales
| na materyal |
na density (g/cm³) |
| Tungsten |
19.3 |
| Tungsten Carbide (WC) |
15.6 |
| Bakal |
7.8 |
| Titanium |
4.5 |
| Ginto |
19.3 |
| Tingga |
11.4 |
Tulad ng ipinakita, ang tungsten carbide ay makabuluhang mas makapal kaysa sa bakal o titanium, ngunit hindi gaanong siksik kaysa sa purong tungsten o ginto.
Mga semento na marka ng karbida
Ang Tungsten Carbide ay madalas na ginagamit bilang isang pinagsama -samang materyal, kung saan ang mga butil ng WC ay semento kasama ang isang binder metal (karaniwang kobalt o nikel):
- Mga marka ng Tungsten-Cobalt (YG): Bumababa ang density habang tumataas ang nilalaman ng kobalt. Halimbawa:
- YG6: 14.5–14.9 g/cm³
- YG15: 13.9–14.2 g/cm³
- YG20: 13.4–13.7 g/cm³
-Mga marka ng Tungsten-Titanium-Cobalt (YT): Bumababa ang density na may mas maraming titanium carbide.
- YT5: 12.5–13.2 g/cm³
- YT14: 11.2–12.0 g/cm³
- YT15: 11.0–11.7 g/cm³
-Tungsten-Titanium-Tantalum/Niobium (YW) Mga marka:
- YW1: 12.6–13.5 g/cm³
- YW2: 12.4–13.5 g/cm³
- YW3: 12.4–13.3 g/cm³
Ang pagkakaroon ng mga binders at iba pang mga karbida ay binabawasan ang pangkalahatang density kumpara sa purong WC.
Ang mga kadahilanan na nakakaimpluwensya sa density ng tungsten carbide
Maraming mga kadahilanan ang nakakaapekto sa pangwakas na density ng mga produktong tungsten carbide:
- Nilalaman ng Binder: Ang mas mataas na cobalt o nilalaman ng nikel ay nagpapababa sa pangkalahatang density, dahil ang mga metal na ito ay mas magaan kaysa sa WC.
- Mga Additive Carbides: Ang pagsasama ng titanium, tantalum, o niobium carbides ay karagdagang binabawasan ang density.
- Porosity: Ang mga pamamaraan ng pagmamanupaktura na nagpapakilala ng maraming mga pores ay magbabawas ng density.
- Ang laki ng butil at sintering: Ang mas pinong butil at pinakamainam na sintering ay makakatulong na makamit ang mas mataas na mga density sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga voids.
Proseso ng pagmamanupaktura at ang epekto nito
Ang mga produktong karbida ng Tungsten ay karaniwang ginawa ng metalurhiya ng pulbos. Ang proseso ay nagsasangkot ng paghahalo ng pinong WC pulbos na may isang binder, pagpindot sa halo sa hugis, at pagkatapos ay sinisiksik ito sa mataas na temperatura. Ang antas ng pagpapagaan sa panahon ng pagsala ay direktang nakakaapekto sa pangwakas na density.
- Mainit na Isostatic Pressing (HIP): Ang diskarteng ito ay maaaring dagdagan ang density sa pamamagitan ng pag-aaplay ng presyon sa panahon ng pagsasala, pagsasara ng natitirang mga pores at pagkamit ng malapit sa teoretikal na density.
Mga pamamaraan para sa pagsukat ng density
Prinsipyo ng Archimedes
Ang pinakakaraniwang pamamaraan para sa pagsukat ng density ng tungsten carbide ay ang prinsipyo ng Archimedes. Ang sample ay timbang sa hangin at pagkatapos ay sa isang likido (karaniwang tubig), at ang pagkakaiba sa timbang ay ginagamit upang makalkula ang dami na inilipat, at sa gayon ang density.
Mga Hakbang:
1. Timbangin ang dry sample sa hangin.
2. Ibagsak ang sample sa tubig at muling timbangin.
3. Kalkulahin ang dami ng tubig na inilipat (katumbas ng dami ng sample).
4. Gamitin ang pormula:
Density = masa sa hangin/dami na inilipat
Helium pycnometry
Para sa lubos na tumpak na mga sukat, lalo na para sa mga pulbos o porous na mga sample, ginagamit ang helium pycnometry. Ang Helium gas ay tumagos kahit na ang pinakamaliit na mga pores, na nagbibigay ng isang tumpak na pagsukat ng totoong dami.
X-ray computed tomography
Ang mga advanced na pamamaraan ng imaging tulad ng X-ray computed tomography (CT) ay maaaring mailarawan ang panloob na porosity at istraktura, pagtulong sa mga kalkulasyon ng density at kontrol ng kalidad.
Paghahambing: Tungsten Carbide kumpara sa Iba pang Mga Materyal
| na Ari -arian |
Tungsten Carbide |
Tungsten |
Steel |
Titanium |
| Density (g/cm³) |
15.6 |
19.3 |
7.8 |
4.5 |
| Tigas (mohs) |
9–9.5 |
7.5 |
4–4.5 |
4 |
| Natutunaw na punto (° C) |
2,870 |
3,422 |
1,370 |
1,668 |
Tulad ng ipinapakita ng talahanayan, ang tungsten carbide ay mas mas mababa at mas mahirap kaysa sa bakal o titanium, ngunit hindi gaanong siksik kaysa sa purong tungsten.
Mga aplikasyon kung saan mahalaga ang density
Ang mataas na density ng tungsten carbide ay kritikal sa mga aplikasyon kung saan mahalaga ang masa at katatagan:
Mga tool sa pagputol
Tinitiyak ng mataas na density ang katatagan at paglaban sa panginginig ng boses sa high-speed machining. Ang mga tool sa pagputol ng karbida ng Tungsten ay nagpapanatili ng kanilang hugis at pagiging matalas kahit sa ilalim ng matinding puwersa.
Pagmimina at pagbabarena
Ang siksik, matigas na mga piraso ay maaaring tumagos sa bato at makatiis sa pag -abrasion. Ang Tungsten Carbide ay ang materyal na pinili para sa mga drill bits, mga tool sa pagmimina, at mga sangkap na lumalaban sa pagsusuot.
Aerospace at pagtatanggol
Ginamit para sa mga counterweights, projectiles, at arm-piercing bala. Ang kumbinasyon ng density at katigasan ay nagbibigay-daan para sa compact, mabibigat na mga bahagi na maaaring makatiis ng matinding mga kondisyon.
Magsuot ng mga bahagi
Ang mga bearings, nozzle, at mga balbula ay nakikinabang mula sa mahabang buhay dahil sa paglaban sa pagsusuot ng density na hinihimok. Ang mataas na density ng Tungsten Carbide ay ginagawang perpekto para sa mga sangkap na dapat pigilan ang pagguho, pag -abrasion, at epekto.
Alahas at luho na kalakal
Ang heft at tibay ng tungsten carbide ay naging tanyag sa alahas, lalo na ang mga singsing at mga kaso ng panonood. Ang density nito ay nagbibigay ito ng isang malaking pakiramdam at paglaban sa gasgas.
Microstructure at Crystal Structure
Ang Tungsten carbide ay nag -crystallize sa isang hexagonal na istraktura, na may bawat tungsten atom na napapalibutan ng anim na carbon atoms. Ang masikip na packing ng atomic na ito ay isang pangunahing dahilan para sa mataas na density at katigasan nito.
Istraktura ng atomic
- WC istraktura: Ang bawat tungsten atom ay nakagapos sa anim na carbon atoms sa isang trigonal prismatic na pag -aayos.
- Bonding: Ang malakas na mga bono ng covalent sa pagitan ng mga tungsten at carbon atoms ay nag -aambag sa mga kamangha -manghang katangian ng materyal.
Mga pagsasaalang -alang sa kapaligiran at pang -ekonomiya
Pagkakaroon ng mapagkukunan
Ang Tungsten ay medyo bihirang elemento, at ang pagkuha nito ay masinsinang enerhiya. Kasama sa mga pangunahing prodyuser ang China, Russia, at Canada. Ang kakulangan at geopolitical na konsentrasyon ng mga mapagkukunan ng tungsten ay maaaring makaapekto sa supply at presyo ng mga produktong tungsten carbide.
Pag -recycle at pagpapanatili
Dahil sa mataas na halaga nito, ang tungsten carbide ay malawak na na -recycle. Ang scrap carbide ay nakolekta, naproseso, at muling sintered sa mga bagong produkto, binabawasan ang demand para sa birhen na tungsten at pagliit ng epekto sa kapaligiran.
Mga implikasyon sa gastos
Ang mataas na density at pagganap ng tungsten carbide ay dumating sa isang presyo. Ito ay makabuluhang mas mahal kaysa sa bakal o titanium, ngunit ang kahabaan at tibay nito ay madalas na nagbibigay -katwiran sa pamumuhunan sa hinihingi na mga aplikasyon.
Mga hamon sa pakikipagtulungan sa Tungsten Carbide
Machining at humuhubog
Ang tigas at density ng Tungsten Carbide ay nagpapahirap sa makina gamit ang mga maginoo na pamamaraan. Ang mga dalubhasang brilyante o cubic boron nitride (CBN) na tool ay kinakailangan para sa paghubog at pagtatapos.
Pagsali at pagpupulong
Ang welding tungsten carbide ay mapaghamong dahil sa mataas na natutunaw na punto at brittleness. Ang pag -aalsa at mekanikal na pangkabit ay mas karaniwang ginagamit para sa pag -iipon ng mga sangkap ng karbida.
Brittleness
Sa kabila ng density at tigas nito, ang tungsten carbide ay medyo malutong kumpara sa mga metal tulad ng bakal. Nililimitahan nito ang paggamit nito sa mga aplikasyon kung saan kritikal ang paglaban sa epekto.
Konklusyon
Ang density ng Tungsten Carbide - ay karaniwang sa paligid ng 15.6 g/cm³ - ay hiwalay ito bilang isang mabibigat na kampeon sa mga materyales sa engineering. Ang mataas na density na ito, na sinamahan ng pambihirang tigas at paglaban sa pagsusuot, ay sumasailalim sa malawakang paggamit nito sa hinihingi na mga pang -industriya na aplikasyon. Kung bilang isang purong tambalan o sa mga semento na composite na may mga binder, ang density ng Tungsten Carbide ay isang pangunahing pag -aari na umaasa sa mga inhinyero at tagagawa para sa pagganap, tibay, at katumpakan.
Mula sa pagputol ng mga tool at mga bits ng pagmimina hanggang sa mga sangkap ng aerospace at alahas, ang density ng tungsten carbide ay sentro sa halaga at kakayahang magamit nito. Ang pag -unawa kung paano sinusukat ang density, kung anong mga kadahilanan ang nakakaimpluwensya dito, at kung paano ito inihahambing sa iba pang mga materyales ay tumutulong sa mga inhinyero, taga -disenyo, at mga mamimili na gumawa ng mga kaalamang desisyon tungkol sa kamangha -manghang materyal na ito.
FAQ: Madalas na nagtanong tungkol sa tungsten carbide density
1. Ano ang eksaktong density ng purong tungsten carbide?
Ang density ng purong tungsten carbide (WC) ay humigit -kumulang na 15.6 g/cm³ Ang halagang ito ay maaaring magkakaiba -iba depende sa istraktura ng kristal at mga kondisyon ng pagmamanupaktura, ngunit malawak itong tinatanggap bilang karaniwang pigura.
2. Paano ihahambing ang density ng tungsten carbide sa purong tungsten?
Ang purong tungsten ay mas matindi, na may isang density ng 19.3 g/cm³, kumpara sa Tungsten Carbide's 15.6 g/cm³ Ang pagdaragdag ng carbon upang mabuo ang WC ay binabawasan ang pangkalahatang density, ngunit ang tungsten carbide ay nananatiling mas malaki kaysa sa karamihan sa mga metal na engineering.
3. Bakit nag -iiba ang density ng semento na karbida?
Ang mga semento na karbida ay mga composite na ginawa sa pamamagitan ng pagsasama ng tungsten carbide powder na may mga binder tulad ng kobalt o nikel. Ang density ay bumababa habang ang proporsyon ng mas magaan na binder ay nagdaragdag o kapag ang iba pang mga karbida (tulad ng titanium carbide) ay idinagdag. Sa gayon, ang mga semento na density ng karbida ay maaaring saklaw mula sa mga 11.0 hanggang 15.0 g/cm³ depende sa komposisyon.
4. Ang mataas na density ba ay ginagawang mas mahusay ang tungsten carbide para sa mga tool na pang -industriya?
Oo. Ang mataas na density ay nagbibigay ng higit na katatagan, paglaban sa panginginig ng boses, at pagsusuot ng buhay sa pagputol, pagbabarena, at mga sangkap na lumalaban sa pagsusuot. Pinapayagan din nito para sa mas compact, mabibigat na mga bahagi sa aerospace at mga aplikasyon ng pagtatanggol.
5. Paano sinusukat ang density ng tungsten carbide sa industriya?
Ang density ay karaniwang sinusukat gamit ang prinsipyo ng Archimedes, kung saan ang masa ng isang sample ay nahahati sa dami na inilipat nito sa isang likido. Ang pamamaraang ito ay account para sa anumang porosity at nagbibigay ng isang tumpak na density para sa kalidad ng kontrol sa pagmamanupaktura.
Mga pagsipi:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[3] https://www.mdpi.com/1996-1944/15/7/2340
[4] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-properties.html
[5] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/file:-alpha_tungsten_carbide_crystal_structure.jpg
[7] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[8] https://www.tungco.com/insights/blog/frequently-asked-questions-used-tungsten-carbide-inserts/
[9] https://www.thermalspray.com/questions-tungsten-carbide/
[10] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html
[11] https://www.zzbetter.com/new/density-of-tungsten-carbide.html
[12] https://www.linde-amt.com/resource-ibibrary/articles/tungsten-carbide
[13] https://commons.wikimedia.org/wiki/file:-alpha_tungsten_carbide_crystal_structure.jpg
[14] https://www.retopz.com/57-frequently-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[15] https://www.
[16] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[17] http://www.jnm.co.jp/en/data/carbide_character_table.html
[18] https://www.dekmake.com/density-of-tungsten/
[19] https://kdmfab.com/density-of-tungsten/
[20] https://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=e68b647b86104478a32012cbbd5ad3ea
[21] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/
[22] https://www
[23] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide
[24] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[25] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[26] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s 13596454240 03562
[27] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html
[28] https://wolframslides.com/about_tungsten_carbide.php
[29] https://www.azom.com/properties.aspx?articleid=1203
[30] https://www
[31] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide
[32] https://www.linde-amt.com/resource-ibibrary/articles/tungsten-carbide
[33] https://www.aemmetal.com/news/tungsten-vs-tungsten-carbide-guide.html
[34] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1641929/fulltext01.pdf
[35] https://next-gen.materialsproject.org/materials/mp-1894
[36] http://www.nicrotec.com/welding-consumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html?c=1&g=13
[37] https://www.
[38] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0263436823002019
[39] https://www.atomic-scale-physics.de/lattice/struk/bh.html
[40] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html
[41] https://www.zzbetter.com/new/the-density-of-tungsten-carbide.html
[42] https://tuncomfg.com/about/faq/
[43] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/
[44] https://www.memsnet.org/material/tungstencarbidewcbulk/
[45] https://www.tungstenringsco.com/faq
[46] https://www.durit.com/fileadmin/user_upload/durit/service/downloads/durit_hartmetall_en_facts.pdf
.
[48] https://www.hdtools.com.tw/faq.htm
[49] https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/tungsten-carbide
[50] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/
[51] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf
