Izbornik sadržaja
● Uvod u volfram i volfram karbid
>> Što je volfram?
>> Što je volfram karbid?
● Sastav i struktura
● Fizička i mehanička svojstva
>> Tvrdoća
>> Gustoća
>> Talište
>> Toplinska i električna vodljivost
>> Žilavost i krhkost
● Proizvodni procesi
>> Proizvodnja volfram
>> Proizvodnja volfram karbida
● Prijava
>> Volfram koristi
>> Volfram karbid koristi
● Usporedba troškova
● Razmatranja okoliša i sigurnosti
● Sažetak Tablica: Volfram vs Volfram karbid
● Zaključak
● Često postavljana pitanja (FAQ)
>> 1. Koja je glavna razlika između volframa i volframa?
>> 2. Može li se volfram karbid koristiti za električne primjene poput volframa?
>> 3. Zašto je volfram karbid toliko teži od volframa?
>> 4. Je li volfram karbid skuplji od volframa?
>> 5. Jesu li volfram i volfram karbid sigurni za rukovanje?
● Navodi:
Volfram i Volfram karbid su dva materijala koja se često spominju zajedno zbog povezanih imena i zajedničkih elemenata, Volfram. Međutim, oni se značajno razlikuju u sastavu, fizičkim svojstvima, tvrdoći, primjenama i troškovima. Ovaj članak istražuje ove razlike u dubini, pružajući sveobuhvatno razumijevanje jedinstvenih karakteristika i upotrebe svakog materijala.
Uvod u volfram i volfram karbid
Što je volfram?
Volfram (kemijski simbol W, atomski broj 74) je čisti metalni element poznat po izuzetnoj gustoći, tvrdoći i najvišoj talištu svih metala na 3,422 ° C (6,192 ° F). To je sivkasto-bijeli metal s izvrsnom toplinskom i električnom vodljivošću i vrlo je otporan na koroziju i habanje. Volfram se prirodno nalazi u mineralima kao što su wolframit i scheelit i ekstrahira se kroz složene procese rafiniranja.
Što je volfram karbid?
Volfram karbid (kemijska formula WC) je kemijski spoj koji se formira kombiniranjem atoma volfram i ugljika u otprilike 1: 1 omjeru. To je kompozit keramike-metala (Cermet) koji se često miješa s metalnim vezivima poput kobalta kako bi se povećala žilavost. Volfram karbid je poznat po svojoj ekstremnoj tvrdoći, rangirajući 9 do 9,5 na MAHS ljestvici, a drugo samo od dijamanta. Sintetizira se kroz postupak metalurgije u prahu i široko se koristi u industrijskim primjenama koje zahtijevaju otpornost na habanje.
Sastav i struktura
| Materijal |
Sastav |
Struktura |
| Volfram |
Čisti element (w) |
Metal usmjeren na tijelo (BCC) |
| Volfram karbid |
Spoj volframa i ugljika (WC), često s kobaltnim vezivima |
Šesterokutni kristalni keramički-metalni kompozit |
Volfram je metal s jednim elementima, dok je volfram karbid spoj koji uključuje atome ugljika vezane uz volfram, tvoreći vrlo tvrdu strukturu nalik keramici. Dodavanje ugljika i veziva poput kobalta daje volfram -karbidu svoja jedinstvena svojstva, različita od čistog volframa.
Fizička i mehanička svojstva
Tvrdoća
- Volfram: Tvrdi metal s Mohsovim tvrdoćom od približno 7,5 do 8, sličan očvrslim čelicima.
- Volfram karbid: Izuzetno tvrd, s Mohsovim tvrdoćom od 9 do 9,5, suparničkim dijamantom.
Ova razlika u tvrdoći znači da volfram karbid može rezati ili istrošiti mnoge druge materijale, uključujući sam volfram, što ga čini idealnim za rezanje alata i abraziva.
Gustoća
- Volfram: vrlo gusti metal, gustoća oko 19,3 g/cm⊃3 ;, teži od olova i željeza.
- Volfram karbid: nešto manje gust od volframa, oko 15,6 do 15,7 g/cm³, ali još uvijek mnogo teži od čelika.
Visoka gustoća oba materijala doprinosi njihovoj uporabi u aplikacijama koje zahtijevaju masu u malom volumenu, poput protutežnih i projektila koji se bave oklopom.
Talište
- Volfram: Najviša tališta bilo kojeg metala na 3,422 ° C (6,192 ° F).
- Volfram karbid: visoka tališta od približno 2.870 ° C (5.198 ° F), niže od volframa, ali još uvijek vrlo visoka.
Razlika u taljenju odražava njihovo različito atomsko vezivanje. Volframske metalne veze zahtijevaju više energije za probijanje od kovalentnih veza u volframovoj karbidu.
Toplinska i električna vodljivost
- Volfram: izvrsna toplinska vodljivost (~ 173 w/m · k) i dobra električna vodljivost.
- Volfram karbid: Dobra toplinska vodljivost (oko 110 w/m · k), ali niža električna vodljivost u usporedbi s volframom.
Volfromska superiorna električna vodljivost čini ga vrijednim u električnim kontaktima i filamentima, dok niža volbumska volframa karbida ograničava njegovu upotrebu u električnim primjenama.
Žilavost i krhkost
- Volfram: duktilniji i manje krhki, bolji utjecaj.
- Volfram karbid: vrlo tvrd, ali krhki, sklon sjeckanju ili lomljenju pod velikim udarcem.
Ova krhkost zahtijeva da se alati za volfram karbide pažljivo koriste, često s podrškom ili u kompozitnim oblicima kako bi se spriječilo lom.
Proizvodni procesi
Proizvodnja volfram
Volfram se izvlači iz ruda kao što su wolframit i scheelit kroz niz kemijskih procesa koji uključuju pečenje, ispiranje i smanjenje. Pročišćeni volfram prah se zatim konsolidira sinteriranjem ili rastopljenom i odbačenom u oblike. Zbog visokog tališta, volfram se često obrađuje metalurgijom praha, a ne topljenjem.
Proizvodnja volfram karbida
Volfram karbid nastaje kombiniranjem praha volfram s ugljikom crnom i zagrijavanjem smjese u vodikovoj atmosferi na 1.400–1,600 ° C. Ovaj postupak, nazvan karburizacija, tvori WC spoj. Prah se zatim miješa s kobaltnim vezivima i sinterira se pod visokim tlakom i temperaturom kako bi se stvorio gusti, tvrdi dijelovi.
Prijava
Volfram koristi
- Električni filamenti: Volfromska visoka tališta i električna vodljivost čine ga idealnim za žarulje žarulje i elemente grijanja.
- Alloys: Dodane čeliku i drugim metalima za poboljšanje tvrdoće i otpornosti topline u alatima za rezanje i zrakoplovnim komponentama.
-Zaštita zračenja: koristi se u medicinskom i industrijskom zaštitnom rendgenu zbog gustoće i netoksičnosti u usporedbi s olovom.
- Težine i protuteža: Koristi se u aplikacijama koje zahtijevaju gustu, kompaktnu težinu kao što su u trkačkim automobilima, zrakoplovima i balastu.
Volfram karbid koristi
- Alati za rezanje: široko se koriste u bitovima za bušenje, rezačima za glodanje i pilama za obradu metala, rudarstvo i konstrukciju zbog ekstremne tvrdoće i otpornosti na habanje.
- Dijelovi otporni na habanje: Komponente poput mlaznica, ležajeva i ploča za nošenje u industrijskim strojevima.
- Nakit: koristi se u prstenima i satovima za otpornost na ogrebotine i trajnost.
- Vojne primjene: streljivo i prodor oklopa zbog tvrdoće i gustoće.
- Kirurški instrumenti: alati za precizno rezanje i skalpeli.
Usporedba troškova
Metal volfram općenito je jeftiniji od volframovog karbida, prvenstveno zato što volfram karbid zahtijeva dodatne korake obrade i kobaltove veziva. Cijena volframovog karbida fluktuira s cijenama kobalta i potražnjom za industrijskim alatima. Unatoč većim troškovima, superiorna tvrdoća i otpornost na habanje volframa Carbide opravdavaju njegovu upotrebu u zahtjevnim primjenama.
Razmatranja okoliša i sigurnosti
- Volfram: Općenito se smatra sigurnim i netoksičnim, iako prašina volfram može biti opasna ako se udiše u velikim količinama.
- Volfram karbid: Kobaltni vezivi koji se koriste u volframovoj karbidu mogu uzrokovati alergijske reakcije ili zdravstvene probleme ako se nepravilno rješavaju. Pravilni sigurnosni protokoli su ključni tijekom proizvodnje i obrade.
Sažetak Tablica: Volfram vs Volfram Carbide
| Property |
Volfram |
, volfram karbid |
| Sastav |
Čisti metal (w) |
Spoj (WC) + kobaltno vezivo |
| Tvrdoća (MOHS) |
7,5 - 8 |
9 - 9,5 |
| Gustoća (g/cm³) |
19.3 |
15.6 - 15.7 |
| Točka topljenja (° C) |
3.422 |
~ 2.870 |
| Električna vodljivost |
Visok |
Umjereno do nisko |
| Žilavost |
Visok (duktilni) |
Nisko (krhki) |
| Tipične uporabe |
Filamenti, legure, utezi |
Alati za rezanje, nošenje dijelova, nakit |
| Koštati |
Donji |
Viši |
Zaključak
Zaključno, volfram i volfram karbid, dok je povezan s elementom Volfram, služe vrlo različitim svrhama zbog svojih različitih fizičkih i kemijskih svojstava. Volfram je gusti, duktilni metal s najvišom točkom taljenja svih metala, što ga čini idealnim za visokotemperaturu i električnu primjenu. S druge strane, volfram karbid je spoj poznat po izuzetnoj tvrdoći i otpornosti na habanje, što ga čini neophodnim u rezanju alata i industrijskih strojeva.
Odabir između volframa i volfram karbida ovisi o specifičnim zahtjevima tvrdoće, žilavosti, toplinske stabilnosti i troškova. Razumijevanje tih razlika omogućuje inženjerima, proizvođačima i potrošačima da odaberu pravi materijal za njihove potrebe, optimiziraju performanse i izdržljivost.
Često postavljana pitanja (FAQ)
1. Koja je glavna razlika između volframa i volframa?
Glavna razlika je u tome što je volfram čisti metalni element, dok je volfram -karbid spoj formiran atomima volframa i ugljika, često pomiješan s kobaltom. Volfram karbid je mnogo tvrđi i otporniji na habanje, ali i krhkiji od volframa.
2. Može li se volfram karbid koristiti za električne primjene poput volframa?
Ne, volfram karbid ima nižu električnu vodljivost u usporedbi s čistim volfram i obično se ne koristi u električnim primjenama. Izvrsna volbumska vodljivost čini ga prikladnim za filamente i kontakte.
3. Zašto je volfram karbid toliko teži od volframa?
Tvrdoća volfram karbida dolazi iz njegove kristalne strukture nalik na keramiku nastale snažnim kovalentnim vezama između atoma volframa i ugljika, dok su metalne veze volframa manje krute, što ga čini mekšim.
4. Je li volfram karbid skuplji od volframa?
Da, volfram karbid je općenito skuplji zbog složenog procesa proizvodnje i dodavanja kobaltnih veziva. Međutim, njegova superiorna tvrdoća i izdržljivost opravdavaju troškove u mnogim industrijskim primjenama.
5. Jesu li volfram i volfram karbid sigurni za rukovanje?
Volfram je općenito siguran, ali prašina volfram može biti štetna ako se udiše. Volfram karbid sadrži kobalt, koji može uzrokovati alergijske reakcije ili zdravstvene probleme ako se ne postupa pravilno. Sigurnosne mjere opreza potrebne su tijekom proizvodnje i obrade.
Navodi:
[1] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-explaned/
[2] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-vs-carbide-whats-wifference-haijun-liu
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Tungsten_Carbide
[4] https://mirror-polish.com/en/material_knowledge/tungsten/
[5] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[6] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-netal
[7] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[8] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035
[9] https://en.wikipedia.org/wiki/Tungsten
[10] https://cncpartsxtj.com/cnc-materials/difference-tungsten-and-dungsten-carbide/
[11] https://www.retopz.com/57-frequenty-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[12] https://www.tungstensupply.com/faq.html
[13] https://coweal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[14] https://shop.machinemfg.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-key-differences/
[15] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-image
[16] https://www.thermalspray.com/questions-dungsten-carbide/
[17] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[18] https://www.xometry.com/resources/materials/tungsten-metal/
[19] https://www.gettyimages.com/photos/tungsten-NABITAL
[20] https://periodiktable.com/elements/074/pictures.html
[21] https://va-tungsten.co.za/pure-tungsten-vs-tungsten-carbide-whats-the-difference/
[22] https://www.tungstenworld.com/pages/tungsten-vs-tungsten-carbide
[23] https://www.vanswedenjewelers.com/blogs/education-ideas/tungsten-vs-tungsten-carbide-wedding-bends
[24] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[25] https://en.wikipedia.org/wiki/Tungsten
[26] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html
[27] https://www.iqsdirectory.com/articles/tungsten/tungsten-metal.html
[28] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten
[29] https://www.shutterstock.com/search/tungsten
[30] https://www.gettyimages.hk/%E5%9C%96%E7%89%87/tungsten-carbide?page=2
[31] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-vs-carbide-whats-wifference-haijun-liu
[32] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fullText01.pdf
[33] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide-crill-bits
[34] https://coweal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[35] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide
[36] https://www.aemmetal.com/news/tungsten-vs-tungsten-carbide-guide.html
[37] https://www.embr.com/blogs/news/what-does-tungsten-vs-nungsten-carbide-really-mean
[38] https://www.tungco.com/insights/blog/frequenty-asked-questions-use-tungsten-carbide-inserts/
[39] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-informative-guide
[40] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and-cons-of-tungsten-carbide-a-comprehension-guide/
