コンテンツメニュー
● タングステンカーバイドとは何ですか？
>> 構成と特性
>> 製造プロセス
>> タングステンカーバイドの種類
>> タングステンカーバイドの用途
● 金属検出器のしくみ
>> 金属検出に影響する要因
● 金属探知機はタングステン炭化物を検出できますか？
>> 電気伝導率
>> 構成とバインダー
>> 金属検出器の感度
>> 環境条件
>> 実用的な考慮事項
● サンプルの準備と検出方法
>> 消化方法
>> 検出方法
>> 例：ICP-AES分析
● 純度定量化のための高度な技術
>> DCアーク分光測定
● 検査と識別
>> 外観
>> 密度テスト
>> 硬度テスト
● 環境内のタングステン炭化物
>> 環境への影響
>> 安全上の考慮事項
>> 規制情報
● 結論
● よくある質問
>> 1。標準の金属探知機はタングステンカーバイドリングを見つけますか？
>> 2。土壌の鉱化作用は、炭化タングステンの検出に影響を与える可能性がありますか？
>> 3.化学分析のためにタングステンカーバイドサンプルを準備する最良の方法は何ですか？
>> 4.タングステン炭化物のトレース要素を検出するために使用される分析手法は何ですか？
>> 5。タングステンカーバイドは環境に有害ですか？
● 引用：
タングステン炭化物は、硬度、耐摩耗性、および多数の産業用途で認識されている多用途の材料です[3]。そのユニークな特性により、切削工具からジュエリーまですべてに適しています[2]。頻繁な疑問が生じます：金属検出器は検出できます タングステンカーバイド？この記事では、炭化物のタングステンの特性、その用途、および金属探知機による検出可能性について説明します。
タングステンカーバイドとは何ですか？
タングステン炭化物（WC）は、タングステンと炭素原子の等しい部分を含む化合物です[2]。基本的な形では、産業用途のためにさまざまな形に押し付けられて焼けるような細かい灰色の粉である[2]。タングステンの炭化物は、鋼の約3倍の硬いもので、2倍の密度が高い[2]。
構成と特性
タングステンカーバイドは、セルメットであるセルメットと金属材料の複合です[3]。通常、94％のタングステンと6％の炭素で構成されており、多くの場合、特定の特性を強化するためにコバルトやニッケルなどの結合材料を備えています[3]。結果として得られる材料は、セラミックタングステン炭化物の高硬度と金属バインダーの靭性を組み合わせています[3]。
タングステンカーバイドの重要な特性：
- 硬度：MOHSスケールで9.0から9.5のランク[2]。
- 融点：2,870°C（3,140 K）の高融点[2]。
- 密度：鋼の約2倍の密度[2]。
- 剛性：鋼の3倍の硬く、若者の弾性率は約530〜700 GPaです[2]。
- 熱伝導率：110 w/m・k [2]。
- 電気伝導率：工具鋼と炭素鋼に似ています[8] [10]。
- 圧縮強度：実質的にすべての溶け、鋳造、または鍛造金属よりも高い[7] [10]。
- 耐熱性：酸化雰囲気では最大約1000°F、非酸化雰囲気では1500°Fまで機能します[10]。
製造プロセス
タングステンカーバイドの生産には、いくつかのステップが含まれます[6]：
1。原料の分離：タングステンは、シーライトやウルフラマイトのような鉱石から分離されて、パラトングステートアンモニウム（APT）[6]を取得します。
2。粉末生成：タングステンを炭素と混合して、タングステン炭化物粉末を作成します[6]。
3。バインダーとの混合：タングステンカーバイド粉末は、通常はコバルトまたはニッケルと正確にバインダーの金属と混合されます[6]。
4。圧縮と焼結：混合物は炉で圧縮され、焼結されています[6]。
タングステン炭化物の特性は、粉末とバインダーの組成を変化させることで調整でき、材料強度、耐摩耗性、耐食性の例外的なレベルを可能にします[6]。
タングステンカーバイドの種類
タングステンと炭素の2つのよく特徴付けられた化合物があります。
-Tungsten Carbide（WC）：タングステンと炭素の等しい部分が含まれています[2]。
-Tungsten Semicarbide（W2C）：コーティング方法に依存する割合で、コーティングに存在する可能性のある別の化合物[2]。
タングステンカーバイドの用途
タングステンカーバイドは、その優れた特性により、幅広い用途で使用されています[3]：
- 切削工具：高速鋼よりも高速で動作する能力があるため、機械加工で利用されます[2]。
- 研磨剤：研削および研磨用途で採用されています[2]。
- 耐摩耗性コーティング：要求の厳しい環境で重要な成分を保護します[3]。
- ジュエリー：硬度と耐久性のために、リングやその他のジュエリーアイテムで使用されています[2]。
- 産業機械：さまざまな機械コンポーネントの耐久性と性能を向上させます[2]。
- 鎧を張る弾薬：高密度と硬度のために弾丸で利用されます[2]。
- オイル掘削機器：過酷な状態での摩耗から機器を保護します[3]。
- 航空宇宙タービン：タービンブレードの信頼性と寿命を保証します[3]。
金属検出器のしくみ
金属検出器は、電磁誘導の原理に基づいて動作します[4]。それらは、交互の電流を生成する発振器で構成され、コイルを通過して交互の磁場を生成します[4]。金属オブジェクトがこのフィールドに入ると、金属内の渦電流が誘導されます[4]。これらの渦電流は、主要なフィールドに反対する独自の磁場を作成します[4]。
検出器は、磁場にこの変化を感知し、金属の存在を示します[4]。地上の金属の検出、セキュリティスクリーニング、産業用途など、さまざまな種類の金属検出器がさまざまな目的で設計されています[4]。
金属検出に影響する要因
いくつかの要因は、特定の金属オブジェクトを検出する金属検出器の能力に影響を与える可能性があります[4]：
- オブジェクトのサイズと形状：より大きなオブジェクトは、一般的に小さなオブジェクトよりも検出しやすい[4]。
- オブジェクトの深さ：オブジェクトがより深く埋められるほど、検出することはより困難になります[4]。
- 金属タイプ：異なる金属は、異なる電気伝導性と磁気特性を持ち、その検出可能性に影響します[4]。
- 土壌条件：土壌中の鉱化と水分含有量は、検出信号を妨害する可能性があります[4]。
- 検出器設定：金属検出器の感度と識別設定を調整して、パフォーマンスを最適化できます[4]。
金属探知機はタングステン炭化物を検出できますか？
タングステン炭化物を検出する金属検出器の能力は、タングステン炭化物の組成、検出器の感度、環境条件など、いくつかの要因に依存しています[5]。
電気伝導率
タングステン炭化物は、工具鋼と炭素鋼に似た電気伝導率を持っています[8] [10]。このレベルの導電率は、金属検出器によって検出できることを意味しますが、銅や銀のような導電率が高い金属ほど簡単ではありません[4]。
構成とバインダー
タングステン炭化物は、多くの場合、コバルトやニッケルなどの他の金属と組み合わされて、バインダーとして作用します[3]。これらの金属バインダーの存在は、複合材料の検出可能性を高めることができます[6]。金属検出器は、主に炭化タングステン自体ではなく、バインダー材料を検出する場合があります[6]。
金属検出器の感度
金属検出器の感度は重要な役割を果たします[4]。高感度検出器は、特に少量またはより深い深さで存在する場合、タングステン炭化物を検出する可能性が高くなります[4]。検出器設定を調整して感度を最大化すると、検出の可能性が向上する可能性があります[4]。
環境条件
土壌の鉱化、水分含有量、およびその他の環境要因は、金属探知器の性能に影響を与える可能性があります[4]。高度に鉱化された土壌では、検出器は偽信号を生成する可能性があり、タングステン炭化物を特定することがより困難になります[4]。適切な地上バランスと差別の設定は、これらの効果を軽減するのに役立ちます[4]。
実用的な考慮事項
- ジュエリー：タングステンカーバイドリングやその他のジュエリーアイテムは、金属探知器によって検出できますが、信号は他の金属ジュエリーほど強力ではない場合があります[5]。
- 産業用途：産業環境では、金属検出器を使用して、機械のタングステン炭化物成分を識別したり、汚染を検出したりできます[3]。
- セキュリティスクリーニング：セキュリティ金属検出器は、一般に、特に金属製のバインダーと組み合わされている場合、タングステン炭化物を検出するのに十分な感度があります[4]。
サンプルの準備と検出方法
分析化学では、さまざまな方法でさまざまな方法を使用して、さまざまなマトリックスで炭化物を調製および検出します[1]。
消化方法
一般的な方法の1つは、高圧密閉条件下で硝酸とリン酸によるマイクロ波消化を使用して、タングステン炭化物サンプルを消化することです[1]。このプロセスにより、タングステンが溶液中に安定したイオン形態のままであることを保証し、降水を防ぎます[1]。
マイクロ波消化手順：
1。サンプル調製：重量0.5000gの炭化物サンプル[1]。
2。酸添加：10.0mlの赤い発煙硝酸（RFNA）と5.0mlの強力なリン酸を加えます[1]。
3。マイクロ波手順：6分間で最大190°Cをウォームし、20分間インキュベートします[1]。
検出方法
消化後、さまざまな分析手法を使用して、サンプルに存在する要素を検出および定量化できます[1]。
-ICP-AES（誘導結合プラズマ原子発光分光測定）：この方法は、TA、Fe、V、Ti、Mn、Mg、Si、Co、Ni、As、Mo、Nb、Cr、Zn、Cuなどの要素の解を分析するために使用されます[1]。
-GF-AAS（グラファイト炉原子吸収分光測定）：元素分析に使用される別の手法[1]。
-ICP-MS（誘導結合プラズマ質量分析）：微量元素を検出するための非常に敏感な方法[1]。
例：ICP-AES分析
一実施形態では、調製されたタングステンサンプル溶液の上清液を使用して、ICP-AESを使用した直接分析に使用されます[1]。 ICP-AESの決定は通常の方法で実行され、マトリックスは高純度のタングステンを使用して一致します[1]。各要素の混合標準溶液は、センシング範囲に従って調製されます[1]。
検出可能な濃度範囲：
-TA、Fe、V、Ti、Mn、Mg、Si、As、Mo、Nb、Cr、Zn、Cu [1]の1％～0.001％[1]
-6％co、ni [1]の6％0.001％
純度定量化のための高度な技術
タングステン炭化物の純度を定量化することは、多くの用途で重要です[6]。 DCアーク分光測定などの高度な手法は、高純度のタングステン炭化物の微量元素を決定するために使用されます[6]。
DCアーク分光測定
この方法では、検出限界を改善するために、キャリアとしてグラファイト、フッ化バリウム、およびゲルマニウム（IV）の酸化物を使用することが含まれます[6]。タングステン金属は、炭化タングステンの代わりにキャリブレーションに使用されます[6]。
重要な手順：
1。サンプル調製：50：4：1の比率でのグラファイト、フッ化バリウム、およびゲルマニウム（IV）酸化物をブレンドします[6]。
2。分析：Teledyne Leeman LabのProdigy DCアークを使用して、トレース要素を決定します[6]。
3。キャリブレーション：タングステン金属を使用してキャリブレーション[6]を使用します。
この手法により、炭化タングステンの微量元素の再現可能な検出限界が可能になり、材料の完全性が確保されます[6]。
検査と識別
金属検出器は、タングステン炭化物の存在を示すことができますが、検査およびその他の識別方法も重要です。
外観
タングステン炭化物は、明るい灰色と青みがかった色合いの密な金属のような物質です[7]。その独特の外観は、それを特定するのに役立ちます[7]。
密度テスト
タングステン炭化物の密度は高く（水の密度のほぼ19倍）[4]。この特性は、他の材料と区別するために使用できます[4]。
硬度テスト
タングステン炭化物は非常に硬く、MOHSスケールで上位にランクされています[2]。硬度テストは、そのアイデンティティを確認するのに役立ちます[2]。
環境内のタングステン炭化物
炭化タングステンの環境行動と安全性を理解することが不可欠です。
環境への影響
タングステン炭化物は、一般に、その安定性と不活性のために環境への影響が低いと考えられています[9]。ただし、タングステン炭化物の生産と処理には、エネルギー消費や廃棄物の生成など、環境への影響があります[9]。
安全上の考慮事項
タングステン炭化物を処理するときは、適切な安全プロトコルに従い、ほこりや粒子への暴露を最小限に抑えることが不可欠です[9]。タングステン炭化物粉塵の吸入は、呼吸器の問題につながる可能性があります[9]。
規制情報
タングステン炭化物は、さまざまな環境および安全規制の下で規制されています[9]。責任ある使用と廃棄を確保するために、これらの規制を遵守することが不可欠です[9]。
結論
要約すると、金属検出器はタングステン炭化物を検出できますが、検出の容易さは、検出器の感度、タングステン炭化物の組成、および環境条件に依存します。コバルトやニッケルなどの金属製のバインダーの存在は、検出可能性を高めることができます。他の金属ほど導電性ではありませんが、Tungsten Carbideのユニークな特性により、切削工具からジュエリーまで、幅広い用途に適しています。
マイクロ波消化やICP-AESなどの高度な分析技術の使用は、炭化タングステンの純度と組成を定量化するために重要です。潜在的な環境と健康への影響を最小限に抑えるには、適切な取り扱いと処分の慣行が不可欠です。
よくある質問
1。標準の金属探知機はタングステンカーバイドリングを見つけますか？
はい、標準的な金属探知器は、タングステン炭化物リングを検出できます[5]。ただし、信号は、金や銀などのより導電性金属で作られたリングほど強力ではない場合があります。コバルトのようなバインダー金属の存在は、検出可能性を改善できます[3] [6]。
2。土壌の鉱化作用は、炭化タングステンの検出に影響を与える可能性がありますか？
はい、土壌の鉱化作用は、炭化タングステンの検出を妨げる可能性があります[4]。高度に鉱化された土壌は誤った信号を生成する可能性があり、タングステン炭化物を特定することがより困難になります。金属検出器の適切な地上バランスと識別設定は、これらの効果を軽減するのに役立ちます[4]。
3.化学分析のためにタングステンカーバイドサンプルを準備する最良の方法は何ですか？
化学分析のためにタングステン炭化物サンプルを調製する最良の方法は、高圧密閉条件下で硝酸とリン酸を使用したマイクロ波消化によるものです[1]。この方法により、タングステンが溶液中に安定したイオン形態のままであることを保証し、降水を防ぎます[1]。
4.タングステン炭化物のトレース要素を検出するために使用される分析手法は何ですか？
いくつかの分析技術を使用して、炭化タングステンの微量元素を検出できます[1] [6]。これらには、ICP-AEE（誘導結合プラズマ原子発光分光測定）、GF-AAS（グラファイト炉原子吸収分光法）、ICP-MS（誘導結合プラズマ質量分析）、およびDCアーク分析[1] [6]が含まれます。
5。タングステンカーバイドは環境に有害ですか？
タングステン炭化物は、一般に、その安定性と不活性のために環境への影響が低いと考えられています[9]。ただし、炭化タングステンの生産と加工には環境に影響があります。潜在的な影響を最小限に抑えるには、適切な取り扱いと廃棄慣行が不可欠です[9]。
引用：
[1] https://patents.google.com/patent/cn102213657b/en
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[3] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[4] https://detectingschool.com/can-metal-detectors-detect-tungsten/
[5] https://www.reddit.com/r/metaldetecting/comments/3k44ae/can_i_use_a_metal_detector_on_my_tungsten_carbide/
[6] https://info.teledynelabs.com/blog/tungsten-carbide-quantification-of-purity-dc-arc
[7] https://www.carbideprobes.com/wp-content/uploads/2019/07/tungstencarbidedatasheet.pdf
[8] https://metaldetectingforum.com/index.php
[9] https://hpvchemicals.oecd.org/ui/handler.axd?id=ed1c76bf-dad9-4baa-8d1b-70fed7f92862
[10] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
