Menu konten
● Pengantar Tungsten Carbide
● Sintesis tungsten carbide
● Sifat fisik tungsten carbide
● Sifat kimia dan reaktivitas
● Aplikasi tungsten carbide
● Tungsten Carbide yang disemen
● Daur ulang tungsten carbide
● Pertimbangan keselamatan
● Aplikasi Industri
● Kesimpulan
● FAQ
>> 1. Apa kekerasan tungsten karbida?
>> 2. Bagaimana tungsten karbida disintesis?
>> 3. Apa aplikasi utama tungsten karbida?
>> 4. Apakah tungsten karbida reaktif dengan asam?
>> 5. Tindakan pencegahan keselamatan apa yang harus diambil saat menangani tungsten carbide?
● Kutipan:
Tungsten karbida, yang dikenal karena kekerasan dan daya tahannya yang luar biasa, adalah senyawa tungsten dan karbon. Ini banyak digunakan dalam alat pemotongan, bagian tahan aus, dan aplikasi lain di mana kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap keausan sangat penting. Memahami reaktivitas Tungsten carbide sangat penting untuk penanganannya yang aman dan penggunaan yang efektif dalam berbagai proses industri.
Pengantar Tungsten Carbide
Tungsten carbide (WC) adalah zat yang padat, seperti logam dengan titik leleh tinggi sekitar 2870 ° C dan titik didih 6000 ° C. Sekitar tiga kali lebih kaku baja, dengan modulus muda mulai dari 530 hingga 700 GPa. Tungsten carbide juga dua kali lebih padat daripada baja, dengan kepadatan sekitar 15,63 g/cm².
Sintesis tungsten carbide
Tungsten carbide dapat disintesis melalui beberapa metode:
1. Reaksi tungsten dengan karbon: Ini melibatkan pemanasan logam tungsten dengan karbon pada suhu antara 1400 ° C dan 2000 ° C.
2. Reaksi dengan tungsten trioksida (WO₃): WO₃ dapat direaksi dengan grafit pada 900 ° C atau dalam hidrogen pada 670 ° C, diikuti oleh karburisasi dalam argon pada 1000 ° C.
3. Deposisi Uap Kimia (CVD): Metode termasuk bereaksi tungsten heksaklorida dengan metana dan hidrogen pada 670 ° C, atau tungsten heksafluorida dengan metanol dan hidrogen pada suhu 350 ° C.
Sifat fisik tungsten carbide
Tungsten Carbide terkenal dengan sifat fisiknya:
- Kekerasan: peringkat sekitar 9,0 hingga 9,5 pada skala Mohs dan memiliki kekerasan Vickers sekitar 2600.
- Konduktivitas termal: Ini memiliki konduktivitas termal 110 W/(M · K).
- Ekspansi termal: Koefisien ekspansi termal adalah 5,5 μm/m · k.
Sifat kimia dan reaktivitas
Tungsten carbide menunjukkan beberapa sifat kimia penting:
- Oksidasi: Mulai teroksidasi pada 500-600 ° C.
- Kelarutan: Ini tidak larut dalam air tetapi larut dalam campuran asam nitrat dan asam hidrofluorat.
- Reaktivitas: Bereaksi keras dengan fluor pada suhu kamar dan dengan klorin di atas 400 ° C.
Aplikasi tungsten carbide
Karena ketahanannya dan ketahanan aus, tungsten carbide digunakan dalam:
- Alat pemotongan: Latihan, bilah gergaji, dan alat penggilingan.
-Bagian tahan keausan: nozel, bantalan, dan lapisan tahan abrasi.
- Perhiasan: Digunakan di pita pernikahan dan perhiasan lainnya karena daya tahannya.
Tungsten Carbide yang disemen
Tungsten karbida semen, sering dicampur dengan kobalt sebagai pengikat, digunakan untuk meningkatkan ketangguhannya sambil mempertahankan kekerasan. Komposit ini banyak digunakan dalam alat industri.
Daur ulang tungsten carbide
Daur ulang tungsten carbide adalah aspek penting dari siklus hidupnya. Salah satu metode yang efektif adalah proses oksidasi, yang melibatkan reaksi limbah tungsten karbida dengan oksigen untuk membentuk tungsten dan kobalt oksida. Oksida ini kemudian diobati dengan alkali untuk menghasilkan natrium tungstate yang larut dalam air, yang dapat dipisahkan dari kobalt oksida padat. Metode ini efisien dan ramah lingkungan, karena mengurangi limbah dan menghemat sumber daya tungsten yang berharga [2] [7].
Pertimbangan keselamatan
Menangani tungsten karbida membutuhkan kehati -hatian karena potensi reaktivitasnya dengan bahan kimia tertentu dan kekerasannya, yang dapat menyebabkan cedera jika salah ditangani. Pekerja harus menggunakan perlengkapan pelindung, termasuk respirator, sarung tangan, dan kacamata pengaman, untuk mencegah paparan. Sistem ventilasi harus digunakan untuk meminimalkan inhalasi debu, dan pakaian yang terkontaminasi harus diubah setiap hari [4].
Aplikasi Industri
Tungsten Carbide digunakan di berbagai industri karena sifatnya yang luar biasa:
- Aerospace dan Aviation: Pelapis tungsten karbida melindungi komponen mesin kritis dari keausan dan erosi [5].
- Produksi minyak dan gas: Memperpanjang umur peralatan pengeboran dan komponen produksi dengan memberikan ketahanan aus dan perlindungan korosi [5].
- Manufaktur: digunakan dalam alat pemotong dan komponen keausan untuk meningkatkan efisiensi operasional [5].
Kesimpulan
Tungsten carbide adalah bahan yang sangat keras dan serbaguna dengan berbagai aplikasi. Reaktivitasnya, terutama dengan fluor dan klorin, memerlukan penanganan yang cermat. Memahami sintesis, sifat fisik, dan perilaku kimianya sangat penting untuk mengoptimalkan penggunaannya di berbagai industri.
FAQ
1. Apa kekerasan tungsten karbida?
Tungsten carbide memiliki kekerasan MOHS 9,0 hingga 9,5 dan kekerasan Vickers sekitar 2600.
2. Bagaimana tungsten karbida disintesis?
Tungsten karbida dapat disintesis dengan bereaksi tungsten dengan karbon pada suhu tinggi, menggunakan tungsten trioksida dengan grafit, atau melalui metode pengendapan uap kimia.
3. Apa aplikasi utama tungsten karbida?
Tungsten carbide terutama digunakan dalam alat pemotong, bagian tahan aus, dan perhiasan karena kekerasan dan daya tahannya.
4. Apakah tungsten karbida reaktif dengan asam?
Tungsten karbida tidak larut pada sebagian besar asam tetapi dapat dilarutkan dengan campuran asam nitrat dan asam hidrofluorat.
5. Tindakan pencegahan keselamatan apa yang harus diambil saat menangani tungsten carbide?
Saat menangani tungsten karbida, penting untuk memakai gigi pelindung dan menghindari paparan fluor atau klorin, karena dapat bereaksi keras dengan zat -zat ini.
Kutipan:
[1] https://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/24896/04chapter4.pdf?Sequence=5
[2] https://www.carbide-part.com/blog/oxidation-recycling-tungsten-carbide/
[3] https://www.zhongbocarbide.com/does-tungsten-carbide-react-with-anything.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-siaterial.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[11] https://www.frontiersin.org/journals/materials/articles/10.3389/fmats.2021.645612/full
[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/compehensive-analysis-of-pradage-of-tungsten-carbide-applications/
[15] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-proulties.html
[16] https://www.retopz.com/understanding-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-tungsten-carbide-issue-1.pdf
[19] https://eurobalt.net/blog/2022/03/28/all-the-applications-of-tungsten-carbide/
[20] https://www.axcelis.com/wp-content/uploads/2019/02/hsieh_iit2016.pdf
