Tartalommenü
● Bevezetés a volfrám -karbidba
>> Kémiai összetétel és szerkezet
● Kovalens kötések volfrám -karbidban
>> A kovalens kötések jellemzői
● A volfrám -karbid fizikai tulajdonságai
>> A volfrám -karbid alkalmazásai
● Ipari alkalmazások
● Gyártási folyamat
>> Kihívások a gyártásban
● Környezeti hatás
>> Újrahasznosítás és fenntarthatóság
● Következtetés
● Gyakran feltett kérdéseket
>> 1. Mi a volfrám -karbid kémiai képlete?
>> 2. Mi a volfrám -karbid keménysége?
>> 3. Melyek a volfrám -karbid elsődleges alkalmazásai?
>> 4. Hogyan szintetizálják a volfrám -karbidot?
>> 5. Mi a volfrám -karbid olvadási pontja?
● Idézetek:
A karbid volfrám -karbidja, a WC kémiai képlettel, egy olyan vegyület, amely egyenlő részből áll a volfrám- és szénatomokból. Elismerte kivételes keménységéről, nagy sűrűségéről és a korrózióval szembeni ellenállásról, ez kritikus anyaggá teszi a különféle ipari alkalmazásokban, beleértve a vágószerszámokat, a csiszolóanyagokat és akár az ékszereket is. Az a kérdés, hogy A volfrám -karbid kovalens magában foglalja az atomszerkezetének és az alkotó atomok közötti kötések természetének megértését.
Bevezetés a volfrám -karbidba
A volfrám -karbidot a volfrám és a szén pontos arányban történő kombinálásával szintetizálják. A kapott anyag hatszögletű kristályszerkezetet mutat, amely hozzájárul annak keménységéhez és stabilitásához. A vegyületet először Henri Moissan szintetizálta 1893-ban, és ipari termelése 1913-1918 körül kezdődött.
Kémiai összetétel és szerkezet
A volfrám -karbid kémiai összetétele elsősorban volfrámból és szénből áll, tipikus aránya körülbelül 94% volfrám és 6% szén súlya. A WC hatszögletű szerkezetét a széntartalmú szénatomokkal rendelkező volfrám -atomok rétegei jellemzik, amelyek kitöltik az interkok felét, és ez egyaránt trigonális prizmatikus koordinációt eredményez mind a volfrám, mind a szén számára.
A volfrám -karbid hatszögletű kristályszerkezetének illusztrációja, amely a volfrám -atomokat (kék) és a szénatomokat (fekete) mutatja egy trigonális prizmatikus elrendezésben.
Kovalens kötések volfrám -karbidban
A volfrám -karbid keménysége és stabilitása nagyrészt a volfrám és a szénatomok közötti szoros kovalens kötések miatt. Ezeknek a kötéseknek nagy a kötési szilárdsága, ami az anyag kivételes ellenállását adja a deformációnak és a kopásnak. A volfrám-szén kötési hossza körülbelül 220 pm, összehasonlítható az egyszeres kötéssel a W (CH 3) 6-ban.
A kovalens kötések jellemzői
A kovalens kötések akkor alakulnak ki, amikor az atomok elektronokat osztanak meg a stabil elektronikus konfiguráció elérése érdekében. Tungsten karbid esetén a kovalens kötések különösen erősek, mivel a volfrám és a szén elektronegativitásának különbsége növeli a kötési szilárdságot.
A kovalens kötés vázlatos ábrázolása a volfrám és a szénatomok között a volfrám -karbidban.
A volfrám -karbid fizikai tulajdonságai
A volfrám -karbid magas olvadáspontjáról (kb. 2870 ° C), nagy sűrűségről (kb. 15,6 g/cm³) és kivételes keménységről (Mohs keménysége kb. 9). Ezenkívül magas Young modulusát (körülbelül 550 GPa) mutatja, jelezve annak merevségét és a deformációval szembeni ellenállást.
A volfrám -karbid alkalmazásai
A keménység, a kopásállóság és a hőstabilitás egyedi kombinációja miatt a volfrám-karbidot széles körben használják a vágószerszámok, csiszolóanyagok és kopásálló alkatrészek számára. Az ékszerekben is használják tartóssága és esztétikai vonzereje miatt.
Ipari alkalmazások
A Tungfen Carbide tulajdonságai nélkülözhetetlen anyaggá teszik a különféle ipari ágazatokban:
- Vágószerszámok: A volfrám -karbidot a vágószerszámokhoz használják, mivel képesek ellenállni a magas hőmérsékleteknek és fenntartani annak keménységét a megmunkálási műveletek során.
-Repülőgép: A nagy szilárdság-súly aránya és a kopás ellenállása alkalmassá teszi az alkatrészek számára a repülőgép-alkalmazásokban.
- Olajfúrás: A volfrám -karbid bevonatokat a fúrókészülékek védelmére használják a kopás elleni durva környezetben.
- Ékszerek: A volfrám -karbidgyűrűk és más ékszerek népszerűek a karcolásuk és a tartósságuk miatt.
Gyártási folyamat
A volfrám -karbid gyártási folyamata általában a következő lépéseket foglalja magában:
1. Por előkészítése: A volfrám és a szénpor keveréke a megfelelő arányban.
2. Szinteráció: Az elegyet ezután magas hőmérsékleten (1500 ° C körül) szintereljük nyomás alatt, hogy szilárd kompaktot képezzenek.
3. Csiszolás és formázás: A szinterelt anyagot őrölték és a kívánt formába alakítják.
Kihívások a gyártásban
A volfrám -karbid gyártásának egyik kihívása az egységes sűrűség elérése és a hibák megelőzése a szinterezési folyamat során. Ez megköveteli a hőmérséklet és a nyomás körülményeinek pontos ellenőrzését.
Környezeti hatás
A volfrám-karbid előállításának környezeti következményei lehetnek, elsősorban a volfrám bányászatának és az energiaigényes szinteredési folyamatnak köszönhetően. Erőfeszítéseket tesznek a fenntarthatóság javítására a hulladék csökkentésével és a hatékonyabb gyártási technikák alkalmazásával.
Újrahasznosítás és fenntarthatóság
A volfrám -karbid újrahasznosítása egyre fontosabbá válik a hulladék csökkentése és az erőforrások megőrzése érdekében. Ez magában foglalja a használt volfrám -karbid szerszámok gyűjtését és új termékekbe történő újrafeldolgozását.
A volfrám -karbid újrahasznosítási folyamatának vázlata, a gyűjtés, a válogatás és az újrafeldolgozási szakaszok bemutatása.
Következtetés
A volfrám -karbid valóban kovalens vegyület, keménysége és stabilitása a volfrám és a szénatomok közötti erős kovalens kötésekből származik. Egyedülálló tulajdonságai sokoldalú anyaggá teszik az ipari alkalmazások széles skáláját. A technológia fejlődésével a gyártás hatékonyságának és fenntarthatóságának javítására irányuló erőfeszítések továbbra is javítják szerepét a modern iparágakban.
Gyakran feltett kérdéseket
1. Mi a volfrám -karbid kémiai képlete?
A volfrám -karbid WC kémiai képletű, amely egyenlő részből áll a volfrám- és szénatomokból.
2. Mi a volfrám -karbid keménysége?
A Tungsten Carbide Mohs keménysége körülbelül 9, így az egyik legnehezebb anyag, csak a gyémánthoz képest.
3. Melyek a volfrám -karbid elsődleges alkalmazásai?
A volfrám-karbidot elsősorban vágószerszámok, csiszolóanyagok, kopásálló alkatrészek és ékszerek keménysége és tartóssága miatt használják.
4. Hogyan szintetizálják a volfrám -karbidot?
A volfrám -karbidot a volfrám és a szén pontos arányban történő kombinálásával szintetizálják, gyakran szinterációs folyamatok révén.
5. Mi a volfrám -karbid olvadási pontja?
A volfrám-karbid olvadási pontja körülbelül 2870 ° C, így alkalmas a magas hőmérsékletű alkalmazásokra.
Idézetek:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[3] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide
[4] https://www.retopz.com/understinging-the-hemical-properties-of-tungsten-carbide-an-explanatory-overview/
[5] https://www.retopz.com/57-frequenty-sked-questions-faqs-bout-tungsten-carbide/
[6] https://www.reekecarbide.com/blog/the-mystery-of-hardness-unlocking-the-secrets-of-tungsten-carbide.html
[7] https://www.carbideprobes.com/wp-content/uploads/2019/07/tungstencarbidedatasheet.pdf
[8] https://www.tungco.com/insights/blog/frequensen-sked-questions-unus-tungsten-carbide-inserts/
[9] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/
[10] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-informative-guide
[11] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and-cons-of-tungsten-carbide-a-compreens-guide/
[12] https://tuncomfg.com/about/faq/
[13] https://www.nature.com/articles/S41467-018-03429-Z
[14] https://www.nature.com/articles/srep01646
[15] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/
[16] https://www.nature.com/articles/nature08730
[17] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-properties.html
[18] https://www.gettyimages.hk/%e5%9c%96%E7%89%87/tungsten-carbide
[19] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[20] https://www.vedantu.com/chemistry/carbide
[21] https://shop.machinemfg.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-key-differences/
[22] https://nocmetals.com/conclusion-mastery-of-tungsten-carbide-processing/
[23] https://www.linedin.com/pulse/7-questions-tungsten-carbide-burrs-shijin-lei
[24] https://eternaltungsten.com/frequenteny-sked-questions-faqs
[25] https://www.tungstenworld.com/pages/tungsten-news-common-questions-about-tungsten
[26] https://www.tungstenringsco.com/faq
[27] https://www.yatechmaterials.com/en/ cemhiced-carbide-industry/answers-to-questions-bout-the-use-of-tungsten-carbide-edd-blocks/
[28] https://www.linkedin.com/pulse/3-questions-tungsten-carbide-buttons-shijin-lei
[29] https://www.carbide-part.com/blog/carbide-vs-tungsten-carbide/
[30] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
[31] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html
[32] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[33] https://www.freepik.com/free-photos-vectors/tungsten-carbide
[34] http://picture.chinatungsten.com/list-18.html
[35] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html
[36] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[37] https://www.mdpi.com/2079-4991/15/3/170
[38] http://machinetoolrecyclers.com/rita_hayworth.html
