Izbornik sadržaja
● Uvod u volfram karbid
● Sinteza volframovog karbida
● Fizička svojstva volframskog karbida
● Kemijska svojstva i reaktivnost
● Primjene volfram karbida
● Cementirani volfram karbid
● Recikliranje volframa karbida
● Sigurnosna razmatranja
● Industrijska primjena
● Zaključak
● FAQ
>> 1. Koja je tvrdoća volfram karbida?
>> 2. Kako se sintetizira volfram -karbid?
>> 3. Koje su primarne primjene volframovog karbida?
>> 4. Je li volfram karbid reaktivan s kiselinama?
>> 5. Koje sigurnosne mjere opreza treba poduzeti prilikom rukovanja volframovim karbidom?
● Navodi:
Volfram karbid, poznat po izuzetnoj tvrdoći i izdržljivosti, spoj je volframa i ugljika. Široko se koristi u rezanju alata, dijelova otpornih na habanje i drugim primjenama u kojima su visoka čvrstoća i otpornost na nošenje ključni. Razumijevanje reaktivnosti Volfram karbid je ključan za svoje sigurno rukovanje i učinkovitu uporabu u različitim industrijskim procesima.
Uvod u volfram karbid
Volfram karbid (WC) je gusta, metalna supstanca s visokom talicom od približno 2870 ° C i vrelicom od 6000 ° C. Otprilike je tri puta ukočen kao čelik, a mladi modul u rasponu od 530 do 700 GPA. Volfram karbid je također dvostruko gušći od čelika, s gustoćom od oko 15,63 g/cm².
Sinteza volframovog karbida
Volfram karbid može se sintetizirati kroz nekoliko metoda:
1. Reakcija volframa s ugljikom: To uključuje grijanje metala volfram s ugljikom na temperaturama između 1400 ° C i 2000 ° C.
2. Reakcija s volfram trioksidom (WO₃): Wo₃ se može reagirati s grafitom na 900 ° C ili u vodiku na 670 ° C, nakon čega slijedi karburizacija u argonu na 1000 ° C.
3. Kemijsko taloženje pare (CVD): Metode uključuju reagiranje volfram -heksaklorida s metanom i vodikom na 670 ° C, ili volframa -heksafluorid s metanolom i vodikom na 350 ° C.
Fizička svojstva volframskog karbida
Volfram karbid je poznat po svojim fizičkim svojstvima:
- Tvrdoća: Na MAHS ljestvici rangira se oko 9,0 do 9,5 i ima Vickersovu tvrdoću od oko 2600.
- Toplinska vodljivost: ima toplinsku vodljivost od 110 w/(m · k).
- Termičko širenje: Koeficijent toplinske ekspanzije je 5,5 µm/m · k.
Kemijska svojstva i reaktivnost
Volfram karbid pokazuje nekoliko zapaženih kemijskih svojstava:
- Oksidacija: Počinje oksidirati na 500–600 ° C.
- Topljivost: Netopljiva je u vodi, ali topiva u mješavini dušične kiseline i hidrofluorske kiseline.
- Reaktivnost: nasilno reagira s fluorom na sobnoj temperaturi i s klorom iznad 400 ° C.
Primjene volfram karbida
Zbog svoje tvrdoće i otpornosti na habanje, u: volfram -karbid se koristi u:
- Alati za rezanje: bušilice, lopatice i alat za glodanje.
-Dijelovi otporni na habanje: mlaznice, ležajevi i prevlake otporne na abraziju.
- Nakit: Koristi se u vjenčanim trakama i drugom nakitu zbog njegove izdržljivosti.
Cementirani volfram karbid
Cementirani volfram karbid, često pomiješan s kobaltom kao vezivom, koristi se za poboljšanje njegove žilavosti uz održavanje tvrdoće. Ovaj se kompozit široko koristi u industrijskim alatima.
Recikliranje volframa karbida
Recikliranje volframovog karbida važan je aspekt njegovog životnog ciklusa. Jedna učinkovita metoda je proces oksidacije, koji uključuje reagiranje otpadnog volframovog karbida s kisikom kako bi se tvorio volfram i kobaltni oksidi. Ovi oksidi se zatim tretiraju alkalijama kako bi se stvorio natrijev volfrapira koji je topiv u vodi, a koji se mogu odvojiti od čvrstog kobalt oksida. Ova je metoda učinkovita i ekološki prihvatljiva, jer smanjuje otpad i sačuva vrijedne volframske resurse [2] [7].
Sigurnosna razmatranja
Rukovanje volframovim karbidom zahtijeva oprez zbog svoje potencijalne reaktivnosti s određenim kemikalijama i njegovom tvrdoćom, što može uzrokovati ozljede ako se ne usredotoči. Radnici bi trebali koristiti zaštitnu opremu, uključujući respiratore, rukavice i sigurnosne naočale, kako bi spriječili izlaganje. Ventilacijski sustavi trebaju se koristiti za minimiziranje udisanja prašine, a kontaminiranu odjeću treba mijenjati svakodnevno [4].
Industrijska primjena
Volfram karbid koristi se u raznim industrijama zbog izuzetnih svojstava:
- Aerospace and Aviation: Prevlaci protiv volfram karbida štite kritične komponente motora od habanja i erozije [5].
- Proizvodnja nafte i plina: produžuje život opreme za bušenje i proizvodnih komponenti pružanjem otpornosti na habanje i zaštite od korozije [5].
- Proizvodnja: Koristi se za rezanje alata i komponente trošenja za poboljšanje operativne učinkovitosti [5].
Zaključak
Volfram karbid je izuzetno tvrd i svestran materijal sa širokim rasponom primjena. Njegova reaktivnost, posebno s fluorom i klorom, zahtijeva pažljivo rukovanje. Razumijevanje njegove sinteze, fizičkih svojstava i kemijskog ponašanja ključno je za optimizaciju njegove uporabe u raznim industrijama.
FAQ
1. Koja je tvrdoća volfram karbida?
Volfram karbid ima Mohsovu tvrdoću od 9,0 do 9,5 i Vickersovu tvrdoću od oko 2600.
2. Kako se sintetizira volfram -karbid?
Volfram karbid može se sintetizirati reakcijom volframa s ugljikom na visokim temperaturama, koristeći volfram trioksid s grafitom ili kemijskim metodama taloženja pare.
3. Koje su primarne primjene volframovog karbida?
Volfram karbid se prvenstveno koristi za rezanje alata, dijelova otpornih na habanje i nakita zbog svoje tvrdoće i izdržljivosti.
4. Je li volfram karbid reaktivan s kiselinama?
Volfram karbid je netopljiv u većini kiselina, ali se može otopiti mješavinom dušične kiseline i hidrofluorske kiseline.
5. Koje sigurnosne mjere opreza treba poduzeti prilikom rukovanja volframovim karbidom?
Pri rukovanju volframovim karbidom važno je nositi zaštitni zupčanik i izbjeći izlaganje fluoru ili kloru, jer s tim tvarima može nasilno reagirati.
Navodi:
[1] https://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/24896/04Chapter4.pdf?sence=5
[2] https://www.carbide-part.com/blog/oxidation-recycling-tungsten-carbide/
[3] https://www.zhongbocarbide.com/does-tungsten-carbide-react-with-allyhing.html
[4] https://www.safetyandhealthmagazine.com/articles/work-safely-with-tungsten-carbide-2
[5] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[6] https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/21205
[7] https://www.carbide-products.com/blog/oxidation-recycling-tungsten-carbide/
[8] https://www.techmet-carbide.com/customer/content%20Pages/resources%20Page/Sds.pdf
[9] https://www.samaterials.com/content/application-of-tungsten-in-modern-industry.html
[10] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[11] https://www.frontiersin.org/journals/materials/articles/10.3389/fmat.2021.645612/fulll
[12] https://www.webelements.com/tungsten/chemistry.html
[13] https://int-enviroguard.com/blog/tungsten-carbide-exposure-are-your-workers-at-risk/
[14] https://www.carbide-part.com/blog/comprehension-analysis-of-the-advantage-of-tungsten-carbide-applications/
[15] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html
[16] https://www.retopz.com/endranctading-the-oxidation-resistance-of-tungsten-carbide-an-explanatory-overview/
[17] https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/1960.pdf
[18] https://www.ipsceramics.com/wp-content/uploads/2022/01/hsds-14-nungsten-carbide-ISUE-1.pdf
[19] https://eurobalt.net/blog/2022/03/28/all-the-application-of-tungsten-carbide/
[20] https://www.axcelis.com/wp-content/uploads/2019/02/hsieh_iit2016.pdf
