Menu konten
● Pengantar Tungsten dan Tungsten Carbide
>> Apa itu Tungsten?
>> Apa itu Tungsten Carbide?
● Komposisi dan Struktur
● Sifat fisik dan mekanik
>> Kekerasan
>> Kepadatan
>> Titik lebur
>> Konduktivitas termal dan listrik
>> Ketangguhan dan kerapuhan
● Proses pembuatan
>> Produksi tungsten
>> Produksi Tungsten Carbide
● Aplikasi
>> Penggunaan Tungsten
>> Tungsten carbide menggunakan
● Perbandingan biaya
● Pertimbangan lingkungan dan keselamatan
● Ringkasan Tabel: Tungsten vs Tungsten Carbide
● Kesimpulan
● Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)
>> 1. Apa perbedaan utama antara tungsten dan tungsten karbida?
>> 2. Bisakah tungsten karbida digunakan untuk aplikasi listrik seperti tungsten?
>> 3. Mengapa Tungsten Carbide jauh lebih sulit daripada Tungsten?
>> 4. Apakah Tungsten Carbide lebih mahal daripada Tungsten?
>> 5. Apakah tungsten dan tungsten karbida aman untuk ditangani?
● Kutipan:
Tungsten dan Tungsten carbide adalah dua bahan yang sering disebutkan bersama karena nama terkait dan elemen bersama, tungsten. Namun, mereka berbeda secara signifikan dalam komposisi, sifat fisik, kekerasan, aplikasi, dan biaya. Artikel ini mengeksplorasi perbedaan -perbedaan ini secara mendalam, memberikan pemahaman yang komprehensif tentang karakteristik dan penggunaan unik masing -masing material.
Pengantar Tungsten dan Tungsten Carbide
Apa itu Tungsten?
Tungsten (simbol kimia W, nomor atom 74) adalah elemen logam murni yang dikenal karena kepadatannya yang luar biasa, kekerasan, dan titik leleh tertinggi dari semua logam pada suhu 3.422 ° C (6.192 ° F). Ini adalah logam putih keabu-abuan dengan konduktivitas termal dan listrik yang sangat baik dan sangat tahan terhadap korosi dan keausan. Tungsten secara alami ditemukan dalam mineral seperti Wolframite dan Scheelite dan diekstraksi melalui proses pemurnian yang kompleks.
Apa itu Tungsten Carbide?
Tungsten karbida (formula kimia WC) adalah senyawa kimia yang dibentuk dengan menggabungkan atom tungsten dan karbon dalam rasio sekitar 1: 1. Ini adalah komposit logam keramik (Cermet) yang sering dicampur dengan pengikat logam seperti kobalt untuk meningkatkan ketangguhan. Tungsten carbide terkenal dengan kekerasan ekstremnya, peringkat 9 hingga 9,5 pada skala Mohs, kedua setelah berlian. Ini disintesis melalui proses metalurgi bubuk dan banyak digunakan dalam aplikasi industri yang membutuhkan ketahanan aus.
Komposisi dan struktur
| bahan |
komposisi |
struktur |
| Tungsten |
Elemen murni (w) |
Logam kubik yang berpusat pada tubuh (BCC) |
| Tungsten Carbide |
Senyawa tungsten dan karbon (WC), seringkali dengan pengikat kobalt |
Komposit Kristal Keramik Heksagonal |
Tungsten adalah logam elemen tunggal, sedangkan tungsten karbida adalah senyawa yang mencakup atom karbon yang terikat dengan tungsten, membentuk struktur seperti keramik yang sangat keras. Penambahan karbon dan pengikat seperti kobalt memberi tungsten karbida sifat uniknya, berbeda dari tungsten murni.
Sifat fisik dan mekanik
Kekerasan
- Tungsten: Logam keras dengan kekerasan MOHS sekitar 7,5 hingga 8, mirip dengan baja yang dikeraskan.
- Tungsten carbide: Sangat keras, dengan kekerasan MOHS 9 hingga 9,5, menyaingi berlian.
Perbedaan kekerasan ini berarti tungsten karbida dapat memotong atau membuat banyak bahan lainnya, termasuk tungsten itu sendiri, membuatnya ideal untuk memotong alat dan abrasif.
Kepadatan
- Tungsten: logam yang sangat padat, kepadatan sekitar 19,3 g/cm³, lebih berat dari timah dan besi.
- Tungsten carbide: sedikit lebih padat dari tungsten, sekitar 15,6 hingga 15,7 g/cm³, tetapi masih jauh lebih berat daripada baja.
Kepadatan tinggi dari kedua bahan berkontribusi pada penggunaannya dalam aplikasi yang membutuhkan massa dalam volume kecil, seperti kontra-bobot dan proyektil penarik baju besi.
Titik lebur
- Tungsten: Titik leleh tertinggi dari logam apa pun pada 3.422 ° C (6.192 ° F).
- Tungsten karbida: Titik leleh tinggi sekitar 2.870 ° C (5.198 ° F), lebih rendah dari tungsten tetapi masih sangat tinggi.
Perbedaan titik leleh mencerminkan ikatan atom mereka yang berbeda. Ikatan logam Tungsten membutuhkan lebih banyak energi untuk pecah daripada ikatan kovalen di tungsten karbida.
Konduktivitas termal dan listrik
- Tungsten: Konduktivitas termal yang sangat baik (~ 173 w/m · k) dan konduktivitas listrik yang baik.
- Tungsten karbida: Konduktivitas termal yang baik (sekitar 110 W/m · k) tetapi konduktivitas listrik yang lebih rendah dibandingkan dengan tungsten.
Konduktivitas listrik superior Tungsten membuatnya berharga dalam kontak dan filamen listrik, sedangkan konduktivitas tungsten karbida yang lebih rendah membatasi penggunaannya dalam aplikasi listrik.
Ketangguhan dan kerapuhan
- Tungsten: lebih ulet dan kurang rapuh, resistensi dampak yang lebih baik.
- Tungsten carbide: Sangat keras tetapi rapuh, rentan terhadap chipping atau patah di bawah dampak besar.
Kerapuhan ini membutuhkan alat tungsten karbida untuk digunakan dengan hati -hati, seringkali dengan dukungan atau dalam bentuk gabungan untuk mencegah kerusakan.
Proses pembuatan
Produksi tungsten
Tungsten diekstraksi dari bijih seperti Wolframite dan Scheelite melalui serangkaian proses kimia yang melibatkan pemanggangan, pencucian, dan pengurangan. Bubuk tungsten yang dimurnikan kemudian dikonsolidasikan dengan sintering atau meleleh dan dilemparkan ke dalam bentuk. Karena titik lelehnya yang tinggi, tungsten sering diproses dengan metalurgi bubuk daripada meleleh.
Produksi Tungsten Carbide
Tungsten karbida diproduksi dengan menggabungkan bubuk tungsten dengan karbon hitam dan memanaskan campuran dalam atmosfer hidrogen pada 1.400–1.600 ° C. Proses ini, yang disebut karburisasi, membentuk senyawa WC. Serbuk kemudian dicampur dengan pengikat kobalt dan disinter di bawah tekanan tinggi dan suhu untuk menghasilkan bagian yang padat dan keras.
Aplikasi
Penggunaan Tungsten
- Filamen Listrik: Titik lebur tinggi Tungsten dan konduktivitas listrik membuatnya ideal untuk filamen bola lampu pijar dan elemen pemanas.
- Paduan: Ditambahkan ke baja dan logam lainnya untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan panas dalam alat pemotong dan komponen dirgantara.
-Perisai radiasi: Digunakan dalam perisai sinar-X medis dan industri karena kepadatan dan non-toksisitasnya dibandingkan dengan timbal.
- Bobot dan penyeimbang: Digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan bobot padat, kompak seperti di mobil balap, pesawat terbang, dan pemberat.
Tungsten carbide menggunakan
- Alat pemotongan: banyak digunakan dalam bor bor, pemotong penggilingan, dan bilah gergaji untuk pengerjaan logam, penambangan, dan konstruksi karena kekerasan ekstrem dan ketahanan aus.
- Bagian tahan keausan: Komponen seperti nozel, bantalan, dan pelat keausan di mesin industri.
- Perhiasan: Digunakan dalam cincin dan jam tangan untuk ketahanan goresan dan daya tahan.
- Aplikasi Militer: Amunisi dan penetrat yang menusuk baju besi karena kekerasan dan kepadatan.
- Instrumen Bedah: Alat pemotongan presisi dan pisau bedah.
Perbandingan biaya
Logam tungsten umumnya lebih murah daripada tungsten karbida, terutama karena tungsten karbida membutuhkan langkah pemrosesan tambahan dan pengikat kobalt. Harga tungsten karbida berfluktuasi dengan harga kobalt dan permintaan untuk alat industri. Terlepas dari biaya yang lebih tinggi, kekerasan superior Tungsten Carbide dan resistensi keausan membenarkan penggunaannya dalam aplikasi yang menuntut.
Pertimbangan lingkungan dan keselamatan
- Tungsten: Umumnya dianggap aman dan tidak beracun, meskipun debu tungsten dapat berbahaya jika dihirup dalam jumlah besar.
- Tungsten karbida: pengikat kobalt yang digunakan dalam tungsten karbida dapat menyebabkan reaksi alergi atau masalah kesehatan jika ditangani dengan tidak benar. Protokol keamanan yang tepat sangat penting selama pembuatan dan pemesinan.
Ringkasan Tabel: Tungsten vs Tungsten Carbide
| Properti |
Tungsten |
Tungsten Carbide |
| Komposisi |
Logam murni (w) |
Senyawa (WC) + pengikat kobalt |
| Kekerasan (mohs) |
7.5 - 8 |
9 - 9.5 |
| Kepadatan (g/cm³) |
19.3 |
15.6 - 15.7 |
| Titik leleh (° C) |
3.422 |
~ 2.870 |
| Konduktivitas Listrik |
Tinggi |
Sedang hingga rendah |
| Kekerasan |
Tinggi (ulet) |
Rendah (rapuh) |
| Penggunaan Khas |
Filamen, paduan, bobot |
Alat pemotong, pakaian pakai, perhiasan |
| Biaya |
Lebih rendah |
Lebih tinggi |
Kesimpulan
Sebagai kesimpulan, tungsten dan tungsten karbida, sementara terkait dengan elemen tungsten, melayani tujuan yang sangat berbeda karena sifat fisik dan kimianya yang berbeda. Tungsten adalah logam yang padat dan ulet dengan titik leleh tertinggi dari semua logam, membuatnya ideal untuk aplikasi suhu tinggi dan listrik. Tungsten carbide, di sisi lain, adalah senyawa yang dikenal karena kekerasan dan ketahanan aus yang luar biasa, membuatnya sangat diperlukan dalam alat pemotong dan mesin industri.
Memilih antara tungsten dan tungsten karbida tergantung pada persyaratan spesifik kekerasan, ketangguhan, stabilitas termal, dan biaya. Memahami perbedaan -perbedaan ini memungkinkan para insinyur, produsen, dan konsumen untuk memilih bahan yang tepat untuk kebutuhan mereka, mengoptimalkan kinerja dan daya tahan.
Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)
1. Apa perbedaan utama antara tungsten dan tungsten karbida?
Perbedaan utama adalah bahwa tungsten adalah elemen logam murni, sedangkan tungsten karbida adalah senyawa yang dibentuk oleh tungsten dan atom karbon, sering dicampur dengan kobalt. Tungsten carbide jauh lebih sulit dan lebih tahan terhadap keausan tetapi juga lebih rapuh daripada tungsten.
2. Bisakah tungsten karbida digunakan untuk aplikasi listrik seperti tungsten?
Tidak, tungsten karbida memiliki konduktivitas listrik yang lebih rendah dibandingkan dengan tungsten murni dan umumnya tidak digunakan dalam aplikasi listrik. Konduktivitas Tungsten yang sangat baik membuatnya cocok untuk filamen dan kontak.
3. Mengapa Tungsten Carbide jauh lebih sulit daripada Tungsten?
Kekerasan Tungsten Carbide berasal dari struktur kristal seperti keramik yang dibentuk oleh ikatan kovalen yang kuat antara tungsten dan atom karbon, sedangkan ikatan logam Tungsten kurang kaku, membuatnya lebih lembut.
4. Apakah Tungsten Carbide lebih mahal daripada Tungsten?
Ya, tungsten carbide umumnya lebih mahal karena proses pembuatannya yang kompleks dan penambahan pengikat kobalt. Namun, kekerasan dan daya tahannya yang unggul membenarkan biaya dalam banyak aplikasi industri.
5. Apakah tungsten dan tungsten karbida aman untuk ditangani?
Tungsten umumnya aman, tetapi debu tungsten bisa berbahaya jika dihirup. Tungsten karbida mengandung kobalt, yang dapat menyebabkan reaksi alergi atau masalah kesehatan jika tidak ditangani dengan benar. Tindakan pencegahan keselamatan diperlukan selama pembuatan dan pemesinan.
Kutipan:
[1] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-explained/
[2] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-vs-carbide-whats-diference-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-metal
[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-siaterials/difference-tungsten-and-tungsten-carbide/
[11] https://www.retopz.com/57-frequently-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[12] https://www.tungstensupply.com/faq.html
[13] https://cowseal.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-tungsten-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-metal
[20] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html
[21] https://va-tungsten.co.za/pure-tungsten-vs-tungsten-carbide-whats-the-diference/
[22] https://www.tungstenworld.com/pages/tungsten-vs-tungsten-carbide
[23] https://www.vanswedenjeWelers.com/blogs/education-ideas/tungsten-vs-tungsten-carbide-wedding-bedding-band
[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-proulties.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-diference-haijun-liu
[32] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf
[33] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide-drill-bits
[34] https://cowseal.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-tungsten-carbide-really-mean
[38] https://www.tungco.com/insights/blog/frequently-asked-questions-used-tungsten-carbide-inserts/
[39] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-informative-puide
[40] https://shop.machinemfg.com/the-pros-dons-of-tungsten-carbide-a-comprehensive-guide/
