Roghchlár ábhair
● Comhdhéanamh agus struchtúr ceimiceach
● Airíonna fisiceacha
● Próiseas monaraíochta
● Iarratais ar Charbide Tungstain
>> 1. Uirlisí Gearrtha agus Meaisínithe
>> 2. Trealamh Mianadóireachta agus Druileála
>> 3. Ionstraimí Leighis
>> 4. Jewelry
>> 5. Aerospace agus cosaint
>> 6. Leictreonaic agus teileachumarsáid
>> 7. Tionscal Foirgníochta
>> 8. Tionscal Ceimiceach
● Buntáistí thar ábhair eile
● Stair agus forbairt an chomhdhúile tungstain
>> Dul chun cinn le déanaí agus treochtaí amach anseo
>> Dúshláin agus Deiseanna
● Deireadh
● Ceisteanna CCanna
>> 1. Cén chaoi a gcuireann cairbíd tungstain i gcomparáid le diamant i gcruas?
>> 2. An féidir cairbíd tungstain a athchúrsáil?
>> 3. What industries use tungsten carbide most?
>> .
>> 5. Cad a chuireann teorainn le húsáid tungstain Carbide i dtimpeallachtaí ardteochta?
● Luanna:
an cairbíd tungstain (WC) a chuimsíonn codanna cothroma de adaimh tungstain agus carbóin. Is comhdhúil cheimiceach é Tá cáil air mar gheall ar a chruas neamhghnách, a fhriotaíocht a chaitheamh, agus a mharthanacht, agus tá sé i measc na n -ábhar is deacra ar domhan, an dara ceann ach le Diamond ar scála Mohs [12]. Ar dtús sintéisiú i 1893 [4, 7], déantar an púdar liath seo a shintéiriú anois in uirlisí tionsclaíocha, i gcomhpháirteanna innealra, agus fiú jewelry [1, 8]. Déanann a airíonna uathúla - leáphointe ard (2,870 ° C), neart comhbhrúite eisceachtúil, agus frithsheasmhacht in aghaidh dífhoirmithe - é a bheith fíor -riachtanach ar fud na dtionscal cosúil le mianadóireacht, aeraspáis, agus leigheas [3, 8, 20]. Anseo thíos, déanaimid iniúchadh ar a chomhdhéanamh, a dhéantúsaíocht, a iarratais, agus a chuid níos mó.
Comhdhéanamh agus struchtúr ceimiceach
Tá Carbide Tungstain ann in dhá fhoirm phríomhfhaire:
- WC: cóimheas adamhach 1: 1 de tungstain agus carbón, ag cruthú struchtúr criostail heicseagánach [12].
- W₂C: Semicarbide le hábhar tungstain níos airde, a bhíonn i láthair go minic i mbratuithe [12, 13].
Cuireann ceanglóirí miotalacha cosúil le cóbalt (6-20%) le déine agus cruas á chothabháil [7, 8]. Cruthaíonn an teaglaim seo cermet (ilchodach miotail ceirmeach) a chothromaíonn déine le friotaíocht tionchair [7].
Airíonna fisiceacha
Déanann airíonna tungstan Carbide é níos fearr ná cruach agus tíotáiniam [3, 7, 8]:
| maoine |
Luach |
| Cruas (Scála Mohs) |
9–9.5 |
| Leáphointe |
2,870 ° C (5,198 ° F) |
| Dlús |
15.6 g/cm³ (dhá oiread na cruach) faoi dhó) |
| Modulus Young |
530–700 GPa (3 × stiffer ná cruach) |
| Seoltacht theirmeach |
110 w/m · k |
Leathnaíonn a fhriotaíocht leictreach íseal (0.2 μω · m) agus frithsheasmhacht in aghaidh aigéid (seachas meascáin HF/HNO₃) a fhóntas [12].
Próiseas monaraíochta
Déantar cairbíd tungstain a tháirgeadh trí mhiotalóireacht púdair [5]:
1. Meascadh: Déantar púdar tungstain agus dubh carbóin a chumasc [5].
2. Téamh: Déantar an meascán a théamh go 1,400–1,600 ° C i hidrigin [5].
3. Dlúthú: Tá an púdar a leanann mar thoradh air i gcruthanna [5].
.
Méid gráin agus ábhar ceanglóra a chinneadh na hairíonna deiridh [5, 7]:
- grán mín: Friotaíocht a chaitheamh níos fearr le haghaidh uirlisí beachta [5].
- grán garbh: Friotaíocht tionchair níos airde do dhruileanna mianadóireachta [5].
Iarratais ar Charbide Tungstain
1. Uirlisí Gearrtha agus Meaisínithe
Tungstain druileanna, muilte deiridh, agus cuir isteach níos fearr ná cruach ardluais i marthanacht agus i luas gearrtha [1, 8]. Feabhsaíonn bratuithe cosúil le nítríd tíotáiniam cobhsaíocht theirmeach [13].
2. Trealamh Mianadóireachta agus Druileála
Úsáidtear é i ngiotán druileála carraige, i mbuachaillí tolláin, agus i gcomhpháirteanna rig ola, agus seasann a chruas timpeallachtaí scríobacha [8, 20].
3. Ionstraimí Leighis
Baineann uirlisí máinliachta, amhail tuiscintí laparoscopic agus sealbhóirí snáthaide, leas as friotaíocht creimthe agus beacht [2].
4. Jewelry
Fáinní bainise agus uaireadóirí a ghiaráil a fhriotaíocht scratch agus a luster miotalach [5]. Mar sin féin, teastaíonn láimhseáil chúramach uaidh [5].
5. Aerospace agus cosaint
Braitheann armlón armúr agus comhpháirteanna scaird-innill ag brath ar a lamháltas ard-dlúis agus teasa [8].
6. Leictreonaic agus teileachumarsáid
Baintear úsáid as cairbíd tungstain chun comhpháirteanna beachtais leictreonacha agus feistí leathsheoltóra a mhonarú, ag cur le feidhmíocht táirgí leictreonacha [8].
7. Tionscal Foirgníochta
Úsáidtear codanna cairbíde tungstain chun uirlisí, druileanna, agus próiseáil ábhar tógála a ghearradh, éifeachtúlacht agus cáilíocht próiseála a fheabhsú. Úsáidtear iad freisin chun ábhair thógála a threisiú, ag cur lena saol seirbhíse agus a bhfeidhmíocht sábháilteachta [8].
8. Tionscal Ceimiceach
Úsáidtear cairbíd tungstain chun trealamh agus codanna atá frithsheasmhach in aghaidh creimthe a mhonarú, ag cinntiú táirgeadh sábháilte [8].
Buntáistí thar ábhair eile
- vs cruach: 3 × stiffer, 2 × níos dlúithe, agus coinníonn sé géire ag teochtaí arda [3, 7].
- vs criadóireacht: níos lú brittle, friotaíocht tionchair níos fearr [7].
- vs Tíotáiniam: Friotaíocht níos airde a chaitheamh agus neart comhbhrúite [3].
Stair agus forbairt an chomhdhúile tungstain
Tá scéal an tungstain carbide fréamhaithe i stair níos leithne an tungstain féin. I 1781, bhain Carl Wilhelm Scheele aigéad tungstic as cloch throm, ar a dtugtar Scheelite anois, ag marcáil fionnachtain ocsaíd tungstain [9, 15]. Mar sin féin, tháinig sintéis an chairbíte tungstain i bhfad níos déanaí. Rinne Henri Moissan cairbíd tungstain a shintéisiú de thaisme i 1896 agus é ag iarraidh diamaint shaorga a chruthú [4, 7]. Cé gur thaispeáin an t -ábhar a bhí mar thoradh air airíonna inmhianaithe, chuir a bhréige bac ar iarratais tráchtála [4, 7].
Bhí pointe casadh ag an 20ú haois go luath sa 20ú haois [1]. D'aithin taighdeoirí ag Osram Lamp i mBeirlín an poitéinseal a bhaineann le cairbíd tungstain agus d'fhorbair siad stroighin mhiotalach trí cháithníní carbide tungstain a leabú i maitrís cóbalt [4, 7]. Mar thoradh ar an nuálaíocht seo, ar a dtugtar *hartmetall *, cruthaíodh cairbídí nua -aimseartha sintéaraithe, ag tairiscint cruas agus déine leordhóthanach le húsáid in uirlisí gearrtha [7].
Le linn an Dara Cogadh Domhanda, spreag an t -éileamh ar uirlisí meaisínithe buan le haghaidh déantúsaíochta trealaimh mhíleata tuilleadh taighde agus táirgeadh cairbíd tungstain [1]. Tar éis an chogaidh, mhéadaigh a ghlacadh ar fud na n-earnálacha éagsúla, lena n-áirítear feithicil, aeraspáis, agus mianadóireacht [1, 8].
Dul chun cinn le déanaí agus treochtaí amach anseo
Leanann an margadh carbide tungstain ag éabhlóidiú, agus é á thiomáint ag leathnú feidhmchlár agus dul chun cinn teicneolaíochta [3, 6, 8]. I measc na dtreochtaí a rinneadh le déanaí tá:
.
- Ard -chomhdhúile: Comhábhair ard -chairbíde tungstain a fhorbairt le hairíonna feabhsaithe cosúil le neart níos airde agus déine briste [3, 14, 16].
.
- Saincheapadh: Athrú i dtreo saincheaptha chun riachtanais shonracha iarratais a chomhlíonadh [14].
- Athchúrsáil: Éileamh ag ardú ar dhramhaíl charbide tungstain in -athchúrsáilte [6].
Meastar go sroichfidh an margadh domhanda carbide tungstain $ 26.1 billiún faoi 2030, le CAGR de 7.1% ó 2024 go 2030 [3, 6, 11]. Tá an fás á thiomáint ag méadú ar thionsclaíocht i ngeilleagair atá ag teacht chun cinn, ag leathnú feidhmchláir, agus ag forbairt ard -chomhábhair [3, 6, 8].
Dúshláin agus Deiseanna
In ainneoin na buntáistí a bhaineann leis, cuireann carbide tungstain meaisínithe roinnt dúshlán i láthair [20]:
- Costais arda: Méadaíonn an gá le hábhair speisialaithe agus trealamh costais déantúsaíochta [20].
- Cruthanna casta: deacrachtaí maidir le geoiméadraí casta a tháirgeadh le modhanna traidisiúnta teorannú solúbthacht dearaidh [20].
-Timthriallta Déantúsaíochta Fada: Tá an próiseas táirgthe ilchéime ag caitheamh ama [20].
- Tionchar Comhshaoil: Cruthaíonn truailliú agus bainistíocht dramhaíola dúshláin chomhshaoil [2, 20].
Mar sin féin, cruthaíonn na dúshláin seo deiseanna nuálaíochta [20]:
- Dul chun cinn teicneolaíochta: Iniúchadh a dhéanamh ar theicneolaíochtaí cosúil le priontáil 3D chun cruthanna casta a chruthú [2, 16, 20].
- Teicnící déantúsaíochta feabhsaithe: na modhanna atá ann cheana a fheabhsú chun éifeachtúlacht a fheabhsú agus costais a laghdú [20].
- Inbhuanaitheacht chomhshaoil: Modhanna táirgthe agus athchúrsála níos glaine a fhorbairt [2, 20].
- Taighde agus Forbairt: Infheistiú i T&F chun comhdhúile nua a fhorbairt le feidhmíocht fheabhsaithe [3, 10, 20].
Deireadh
Tá cruas agus solúbthacht thar cuimse Carbide tar éis tionscail réabhlóidithe a bhfuil beachtas agus marthanacht ag teastáil uathu [3, 8, 20]. Ó shaolré na n -uirlisí tionsclaíocha a leathnú chun nósanna imeachta leighis ardleibhéil a chumasú agus cur le hiarratais aeraspáis agus cosanta, tá a chuid iarratas ollmhór agus ag fás [1, 2, 3, 8]. De réir mar a thagann teicnící déantúsaíochta chun cinn, lena n -áirítear dul chun cinn i ndéantúsaíocht bhreise agus i gcleachtais atá comhfhiosach don chomhshaol, leanann an t -ábhar seo ar aghaidh ag brú teorainneacha na hinnealtóireachta agus an dearaidh [2, 16, 20]. Tá tuar dóchais ag baint le todhchaí na gcarbide tungstain, agus tá taighde agus forbairt leanúnach dírithe ar a chuid maoine a fheabhsú agus a chuid feidhmchlár a leathnú ar fud earnálacha éagsúla [3, 6, 8, 14].
Ceisteanna CCanna
1. Cén chaoi a gcuireann cairbíd tungstain i gcomparáid le diamant i gcruas?
Rangaíonn tungstan carbide 9–9.5 ar scála Mohs, agus scóir Diamond 10 [12]. Mar sin féin, tá WC níos lú sobhriste agus níos praiticiúla le haghaidh úsáidí tionsclaíocha [7].
2. An féidir cairbíd tungstain a athchúrsáil?
Sea. Déantar scrap WC a athéileamh trí phróisis cheimiceacha chun tungstain agus cóbalt a bhaint amach, ag laghdú dramhaíola [2, 6, 20].
3. What industries use tungsten carbide most?
Braitheann earnálacha mianadóireachta, aeraspáis, feithicleach, leighis, leictreonaic, tógála, agus jewelry go mór ar WC do chomhpháirteanna atá frithsheasmhach in aghaidh an chaitheamh [1, 2, 3, 6, 8].
.
Feidhmíonn Cobalt mar cheanglóir, ag feabhsú déine gan cruas a laghdú go suntasach [7, 8].
5. Cad a chuireann teorainn le húsáid tungstain Carbide i dtimpeallachtaí ardteochta?
Tosaíonn ocsaídiú ag 500 ° C, agus tarlaíonn dianscaoileadh teirmeach os cionn 1,000 ° C, rud a chuireann srian ar iarratais fhada ard-teasa [7, 12].
Luanna:
[1] https://rrcarbide.com/the-history-of-carbide/
.
[3] https://www.zionmarketresearch.com/report/tungsten-carbide-market
.
.
.
.
.
[9] https://www.itia.info/history-of-tungsten/
.
.
[12] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
.
.
[15] https://www.azom.com/article.aspx?articleid=1203
[16] https://www.mdpi.com/2075-4701/14/12/1333
.
[18] https://www.linkedin.com/pulse/history-tungstan
.
[20] https://www.carbide-products.com/blog/machining-tungsten-carbide/
