コンテンツメニュー
● タングステンの起源
>> 歴史的文脈
● タングステンカーバイドの化学構造
>> 分子特性
● タングステンカーバイドの生産プロセス
>> タングステン鉱石の採掘と準備
>> タングステン酸化物の還元
>> 浸炭
>> 焼結
>> 品質管理と仕上げ
● タングステンカーバイドの特性
>> 他の材料との比較
● タングステンカーバイドの用途
>> 切削工具
>> ジュエリー
>> 産業機械
>> 軍事申請
● 環境上の考慮事項
>> マイニングインパクト
>> リサイクルの可能性
● 結論
● よくある質問
>> 1.タングステンカーバイドは何に使用されていますか？
>> 2。タングステンカーバイドはどのように作られていますか？
>> 3.タングステンはどこから来たのですか？
>> 4.タングステン炭化物の特性は何ですか？
>> 5.なぜタングステンカーバイドは宝石に人気があるのですか？
● 引用：
タングステンと炭素の等しい部分から作られた化合物であるタングステン炭化物は、その並外れた硬度と耐久性で有名です。この材料は、工業用機械、切削工具、宝石、さらには鎧を張る弾薬など、さまざまな用途で広く使用されています。タングステンカーバイドの起源と生産プロセスを理解することは、現代のテクノロジーと産業におけるその重要性を理解するために不可欠です。
タングステンの起源
タングステンは、1783年にスウェーデンの化学者カール・ウィルヘルム・シーレによってタングステン酸化物の形で発見されました。名前 'Tungsten 'は、スウェーデンの単語 'Tung sten、'を意味する 'の重い石に由来しています。これらの鉱物は、主に大きな堆積物が存在する中国、カナダ、ポルトガルなどの国で採掘されています。
歴史的文脈
タングステンの採掘の歴史は18世紀後半にさかのぼりますが、第二次世界大戦中に軍事応用での使用により非常に重要になりました。タングステンの戦略的重要性は、採掘努力の増加と抽出方法の技術的進歩をもたらしました。
タングステンカーバイドの化学構造
タングステン金属が高温で炭素と反応すると、通常は1400°Cから2000°Cの間に炭素と反応すると、タングステン炭化物（WC）が形成されます。この反応は、さまざまな形にさらに処理できる細かい灰色の粉末を作成します。炭化タングステンの化学式は、タングステンと炭素原子の1：1の比率を示しており、これはそのユニークな特性に寄与しています。
分子特性
タングステン炭化物の分子構造は、その硬度を提供する結晶格子で構成されています。タングステンと炭素原子の間の強力な共有結合は、その並外れた強度と変形に対する抵抗に寄与します。
タングステンカーバイドの生産プロセス
タングステンカーバイドの生産には、いくつかの重要なステップが含まれます。
タングステン鉱石の採掘と準備
タングステン炭化物を生産する最初のステップは、その鉱石からのタングステンの抽出です。鉱石を砕いて化学物質で処理して、タングステン酸化物（WO₃）を生成します。このプロセスにはいくつかの段階が含まれます。
- 粉砕：鉱石は小さな断片に押しつぶされます。
- 化学処理：化学物質は、砕いた鉱石からタングステン酸化物を抽出するために使用されます。
- 焼成：タングステン酸化物を加熱して不純物を除去します。
タングステン酸化物の還元
タングステン酸化物が得られると、タングステン金属を生成するために還元プロセスを受けます。これには、水素または炭素の存在下で酸化物を加熱することが含まれ、酸素を除去し、純粋なタングステンを置き去りにします。
WO 3+3H 2→W +3H 2o
浸炭
次のステップは、純粋なタングステン金属が高温で炭素と混合される浸炭です。
- 混合：タングステンパウダーは、カーボンブラックまたはグラファイトと混合されます。
- 加熱：混合物は、1400°Cから2000°Cの範囲の温度で炉で加熱されます。
- 反応：タングステンと炭素を組み合わせてタングステン炭化物を形成する化学反応が発生します。
W+C→WC
焼結
浸炭後、タングステン炭化物粉末は焼結を受けます。
- 押す：粉末は目的の形に押し込まれます。
- 加熱：押された形状は、粒子を約1500°Cの炉で加熱して粒子を融合させ、密な材料を作成します。
品質管理と仕上げ
焼結すると、タングステン炭化物製品は品質管理チェックを受けて、業界の基準を確実に満たします。これには、硬度、密度、構造の完全性のテストが含まれる場合があります。品質チェックに合格した後、製品を接地または研磨して、アプリケーションに必要な特定の仕上げを実現できます。
タングステンカーバイドの特性
Tungsten Carbideにはいくつかの顕著な特性があります。
- 硬度： MOHSスケールで8から9の間でランク付けされているため、利用可能な最も困難な材料の1つとなっています。
- 密度： 鋼の約2倍の密度です。
- 耐摩耗性： 摩耗に対する抵抗は、切削工具や産業用途に最適です。
- 腐食抵抗： タングステンカーバイドは、腐食に対する優れた耐性を示し、さまざまな環境で寿命を延ばします。
他の材料との比較
セラミックや鋼の合金などの他の硬い材料と比較すると、タングステンカーバイドは、その優れた靭性と硬度を組み合わせて際立っています。セラミックは炭化タングステンよりも難しいかもしれませんが、それらもより脆いです。したがって、それらはストレス下で骨折する可能性があります。
タングステンカーバイドの用途
Tungsten Carbideのユニークな特性により、さまざまなアプリケーションに適しています。
切削工具
タングステン炭化物の最も重要な用途の1つは、ドリル、ソーブレード、フライスカッターなどの切削工具です。その硬度により、これらのツールは、他の材料から作られたものよりも長く鋭利なエッジを維持できます。
ジュエリー
タングステン炭化物は、特に抵抗力のある性質とモダンな外観のために、特にウェディングバンドやファッションリングで宝石製造でますます人気があります。
産業機械
産業環境では、タングステンカーバイドは、ベアリング、バルブ、ノズルなどの高い耐摩耗性を必要とするさまざまなコンポーネントに使用されます。
軍事申請
密度と硬度のため、タングステンカーバイドは、装甲の弾薬や保護具などの軍事用途で採用されています。
環境上の考慮事項
多くの産業プロセスと同様に、タングステンカーバイドの採掘と生産には環境への影響があります。
マイニングインパクト
採掘作業は、責任を持って管理されない場合、生息地の破壊と汚染につながる可能性があります。より持続可能な慣行を採用するために、業界内で努力が払われています。
リサイクルの可能性
タングステンカーバイドには、リサイクルの可能性が優れています。摩耗したツールは、タングステンとコバルトの両方を回復する特殊なプロセスを通じて、使用可能な原材料にリサイクルできます（存在する場合）。
結論
結論として、タングステンカーバイドは、タングステン鉱石の採掘に由来し、その後、この信じられないほど耐久性のある材料に変換する一連の化学プロセスが発生します。硬度、密度、耐摩耗性、汎用性のユニークな組み合わせにより、製造の切削工具からスタイリッシュなジュエリーピースの作成まで、複数の業界で非常に貴重なものになります。技術が進歩し、産業が進化するにつれて、炭化物のような高性能材料の需要が増加し続けます。
よくある質問
1.タングステンカーバイドは何に使用されていますか？
タングステンカーバイドは、主に、硬度と耐久性のために、切削工具、産業機械コンポーネント、宝石（特にリング）、および軍事用途に使用されます。
2。タングステンカーバイドはどのように作られていますか？
タングステン炭化物は、高温（1400°C〜2000°C）で炭素でタングステン金属を加熱することで作られ、続いて固体材料を形成します。
3.タングステンはどこから来たのですか？
タングステンは、主に中国、カナダ、ポルトガルなどの国で採掘されているウルフラマイトやシーライトなどの鉱物から来ています。
4.タングステン炭化物の特性は何ですか？
タングステン炭化物は、その例外的な硬度（MOHSスケールで8-9）、高密度（鋼の2倍）、優れた摩耗抵抗、耐食性で知られています。
5.なぜタングステンカーバイドは宝石に人気があるのですか？
Tungsten Carbideは、金や銀などの従来の金属と比較して非常に耐久性があり、傷耐性があるため、ジュエリーに人気があります。
引用：
[1] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html
[2] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[4] https://edu.rsc.org/magnificent-molecules/tungsten-carbide/3008556.article
[5] https://todaysmachiningworld.com/magazine/how-it-works-making-tungsten-cutting-tools/
[6] https://scienceinfo.com/tungsten-carbide-poperties-applications/
[7] https://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/24896/03Chapter3.pdf?Sequence=4
[8] https://konecarbide.com/what-is-tungsten-carbide/
[9] https://www.youtube.com/watch?v=wqwc5-mg4b4
