Мазмұн мәзірі
● Құрамы және қасиеттері
● Вольфрам карбидін өндіруге арналған шикізат
● Вольфрам карбидін синтездеу
● Астық мөлшерін бақылау
● Цементтелген вольфрам карбид
● Вольфрам карбидінің қосымшалары
● Вольфрам карбидінің артықшылықтары
● Қорытынды
● Жиі қойылатын сұрақтар
>> 1. Вольнгтен карбид дегеніміз не?
>> 2. Вольфрам карбиді қалай синтезделді?
>> 3. Вольнгстен карбидін шығаратын алғашқы шикізат қандай?
>> 4. Вольнгтен карбидінің негізгі қасиеттері қандай?
>> 5. Вольнгтен карбидінің ортақ қолданылуы қандай?
● Сілтемелер:
Вольфрам карбид (WC) - бұл вольфрам және көміртек атомдарынан тұратын химиялық қосылыс. Ол өзінің негізгі формасындағы жұқа сұр ұнтақ ретінде бар, бірақ оны өндіруге және өндірістік техникада қолдану арқылы пішіндермен құрылуы мүмкін. Ерекше қаттылығымен, тозуға және жылу қасиеттерімен танымал, Вольфрам карбиді өндірістік тұрақтылық үшін қажет және әртүрлі қосымшаларда, соның ішінде кескіш құралдармен, тозуға төзімді бөліктермен және жабындармен кеңінен қолданылады.
Құрамы және қасиеттері
Вольфрам карбид (ДК) вольфрамнан және алтыбұрышты кристалды құрылымда жасалған көміртек атомдарынан тұрады. Өнеркәсіптік қосымшаларда қолданылатын ең көп таралған нысанда шамамен 94% вольфрам және салмағы бойынша 6% көміртегі бар. Оның химиялық формуласы WC, 195,85 молекулалық салмағы бар. Бұл атомдардың нақты орналасуы өзінің ерекше және қалаулы қасиеттерін тудырады.
Кілт қасиеттері:
- Қаттылық: вольфрам карбиді гауһармен салыстырғанда қаттылыққа ие, көбінесе викчер шкаласында 2000 гв-нан асатын викчер шкаласында өлшенеді. Бұл экстремалды қаттылық оны абразияға төзімділік пен енудің шешуші болып табылатын қолданбаларға өте ыңғайлы.
- Тығыздық: тығыздығы шамамен 15,6 г / см3, бұл кремний карбиді сияқты басқа карбидтерге қарағанда едәуір тығыздайды (шамамен 3,2 г / с / с / см3), тіпті көптеген болаттардан да тығыз (шамамен 7,8 г / с / с / см3). Бұл жоғары тығыздық оның тұрақтылығына және талап етілетін ортадағы тұрақтылыққа ықпал етеді.
- Күш: бұл қатты және қатаң материал үшін өте жоғары беріктігі бар. Оның сығымдау күші барлық ерігеннен, құйылған немесе жалған металдар мен қорытпалардан гөрі, бұл маңызды қысым мен деформацияға қарсы тұруға мүмкіндік береді.
- қаттылық: вольфрам карбиді болаттан екі-үш есе көп, ал төрт-алты есе, төрт-алты есе, шойын мен жезден қатты. Бұл қаттылық өлшемді тұрақтылық және минималды ауытқу, мысалы, дәл өңдеу сияқты маңызды фактор болып табылады.
- Жылу қасиеттері: ол өзінің құрылымдық тұтастығын және бөлме температурасынан экстремалды жылудан, инженерлік материалдар арасында ең жоғары балқыту нүктелерімен (2780-2830 ℃) сақтайды. Бұл жоғары балқу нүктесі және жылу деформациясына төзімділік жоғары температуралы қосымшаларда құнды етеді.
- ҚАУІПСІЗДІКТІГІ: Вольфрам карбиді ерекше тозуға қарсы тұру үшін әйгілі, бұл оны кесу құралдары сияқты өндірістік қосымшалар үшін, мұнда өндірістік қосымшалар үшін жарамды, мұнда материал үнемі үйкеліс пен абразияға ұшырайды.
- Химиялық инерстер: ол суда, тұз қышқылында, ал күкірт қышқылымен, бірақ азот қышқылы мен гидрофланың қоспаларында ериді. Бұл химиялық инерстер оны басқа материалдар тозатын коррозиялық ортада пайдалануға жарамды етеді.
Вольфрам карбидін өндіруге арналған шикізат
Вольфрам карбидінің өндірісі бірнеше негізгі шикізатты қамтиды, олардың әрқайсысы түпкілікті өнімнің қасиеттеріне ықпал етеді:
- Вольфрамит сияқты қара кен, мысалы, вольфрамит ((Fe, fe, mn) және schelite (cawo4), вольфрамның негізгі көзі болып табылады. Бұл кендер шайғыштар бар қосылыстарды алу үшін өндіріліп, өңделеді.
- Аммонийдің паратонгстаты (APT): вольфрам кендерінен алынған тазартылған химиялық қосылыс вольфрам металл және вольфрам карбидінің өндірісінде аралық болып табылады. SPT сілтілендіру, еріткіш алу және кристалданумен байланысты бірнеше химиялық процестер арқылы шығарылады.
- вольфрам оксиді: жоғары температурада өтеледі, ол сутек атмосферасындағы вольфрам металл ұнтағына дейін азаяды. Калькация процесі аммиак пен суды жояды, вольфрам оксидінің артында қалады.
- Көміртек көздері: SOOT немесе графит вольфрам металл ұнтағын вольфрам карбидіне вольфрам карбидіне ауыстыру үшін қолданылады. Бұл көміртегі көздері қоспаларды түпкілікті өнімге қоспау үшін жоғары тазалық болуы керек.
Вольфрам карбидін синтездеу
Вольфрам карбидін бірнеше әдістермен синтездеуге болады, олардың әрқайсысы оның артықшылықтары мен шектеулері бар. Бұл әдістер түпкілікті өнімнің сапасы мен қасиеттерін бақылау үшін өте маңызды.
1. вольфрам мен көміртектің реакциясы: вольфрам металы (немесе ұнтақ) және көміртегі жоғары температурада, әдетте, 1400 ° C және 2000 ° C аралығында болады
.
Графитпен вольфрам оксиді: вольфрам триоксиді (WO3) графитпен (WO3) 670 ° C температурада 800 ° C-да қызады, ал 670 ° C температурада 270 ° C температурада қызады
4. Кремдік будың тұндыруы (CVD): вольфрам гексахлориді сутегімен (төмендететін агент) және метан (көмір көзі ретінде) және 670 ° C (943 K)
Астық мөлшерін бақылау
Карбидтік дәндердің мөлшері соңғы өнімнің механикалық қасиеттерін едәуір анықтайды. Астық астық мөлшері, әдетте, қатты қаттылық пен беріктікке әкеледі, ал астық сызықтары қатты әсер етуі мүмкін. Астық мөлшері вольфрам оксидінің бөлшектерінің мөлшеріне және оксидтің / көміртегі қоспасының ұзақтығына және температурасына байланысты. Нуклесу жылдамдығын және жалпыларды пайдалану сияқты әдістер астықтың өсуіне әсер ету үшін де қолданылуы мүмкін.
Цементтелген вольфрам карбид
Оның қаттылығы мен ыңғайлылығын арттыру үшін вольфрам карбиді жиі «цементтелген » түрінде қолданылады. Бұл вольфрам карбидінің дәндерін металл байланыстырғышпен бірге, әдетте кобальтпен байланыстыруды қамтиды. Металл байланыстырғыш вольфрам карбидінің мүддесінен өтемақы және қатаңдық, қатаңдықпен қамтамасыз етеді.
Процесс:
1 Араластыру процесі вольфонның вольфонды карбид матрицасында біртекелі бөлігін таратуды қамтамасыз ету үшін өте маңызды.
2. Басып шығару: қоспаны қажетті пішінге басады. Басып шығару, соның ішінде, соның ішінде, соның ішінде уайылықты басу, изостатикалық басу және экструзия, қалаған пішін мен тығыздыққа байланысты, одан да уақтана жасауға болады.
3 Қарағай кезінде, байлауштастық ерітеді, қасқыр ериді және вольфрам карбидтік дәндерін бір-біріне байланыстырады. Тотығудың алдын алу және қажетті микроқұрылымды сақтау үшін, біртұтас процесс бақыланатын атмосферада жүзеге асырылады.
4. Нәтижесі: цементтелген карбид деп аталатын туындайтын композициялық материал вольфрам карбидінің қаттылығын металл байланыстырғыштың қаттылығымен үйлестіреді. Цементтелген карбидтің қасиеттерін композиция, астық мөлшері және агрегаттарды реттеу арқылы бейімдеуге болады.
Вольфрам карбидінің қосымшалары
Вольфрам карбидінің ерекше қасиеттері оны әртүрлі салалардағы көптеген қосымшалар үшін қолайлы етеді. Оның қаттылығы, тозуға төзімділігі және жылу тұрақтылығы, әсіресе сұранысқа ие ортада бағаланады.
- Кесу құралдары: жоғары жылдамдықты кесу құралдары, фрезерлік кескіштер, бұрғылау биттері және кірістірулер үшін қолданылады. Вольфрам карбидінің жоғары қаттылығы мен тозуына төзімділік осы құралдарды ұзақ уақыт бойы өткір жиектерді ұстап, өңдеу тиімділігі мен дәлдікке әкеледі.
- тозуға төзімді бөліктер: тығыздайтын компоненттерде, мысалы, пломбалар, саңылаулар, мойынтіректер, мойынтіректер және өледі. Бұл бөліктер үнемі үйкеліске және абразияға ұшырайды, ал вольфрам карбидінің жоғары тозуға төзімділігі ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді.
- пеш пешінің құрылымдық материалдары: жылу тұрақтылығына және деформацияға төзімділікке байланысты жоғары температуралы ортада жұмыс істейді. Вольфрам карбид компоненттері өндірістік пештерде табылған тым температура мен коррозиялық атмосфераларға төтеп бере алады.
- Jet қозғалтқышының құрамдас бөліктері: жылу тұрақтылығына және температуралық тұрақтылыққа байланысты аэроғарыштық қосымшаларда қолданылады. Вольфрам Карбид компоненттері жетілдірілген өнімділік пен беріктікке ықпал ететін реактивті қозғалтқыштарда кездесетін кернеулер мен кернеулерге төтеп бере алады.
- Цермет материалдары: керамикалық және металл қасиеттерін біріктіретін композициялық материалдарда қолданылады. Cermets жоғары қаттылықтың ерекше үйлесімін ұсынады, олардың төзімділігі мен қаттылығы, оларды әр түрлі талап етілетін қосымшалар үшін қолайлы етеді.
- Қозғалыс қыздыру элементтері: электр өткізгіштік пен жылу кедергісіне байланысты жылу элементтерінде қолданылады. Вольфрам карбид қыздыру элементтері жоғары температураны тиімді және сенімді түрде тудыруы мүмкін, оларды өндірістік жылытуға жарамды етеді.
- Мальтациялық балқыту: мыс, кобальт және висмут сияқты металдар үшін қолданылады. Вольфрам карбидінің айқыштары балқытылған металдардың минималды ластануын қамтамасыз ете отырып, металл балқытумен айналысатын жоғары температура мен коррозиялық орталарға төтеп бере алады.
- тозуға төзімді жартылай өткізгіш фильмдер: сезімтал компоненттерді тозу мен коррозиядан қорғау үшін жартылай өткізгіш өндіріс кезінде қолданылады. Вольфрам Карбидтік фильмдер CVD техникаларын қолдана отырып, өте жақсы тозуға төзімді жұқа, біркелкі жабынмен қамтамасыз ете алады.
- аэроғарыш материалдары: NBC-C және TAC-C TAC-C лагерлерінің модификацияланған қоспасы ретінде. Вольфрам карбиді бұл композициялық материалдардың жоғары температуралы күші мен тотығу кедергісін жақсартады, оларды экстремалды аэроғарыштық қосымшаларға қолайлы етеді.
Вольфрам карбидінің артықшылықтары
Вольфрам карбиді көптеген салаларда оны таңдаулы материалға айналдыратын бірнеше артықшылықтарды ұсынады. Бұл артықшылықтар басқа материалдардың қайталанбас қасиеттерінен туындаған, оны ерекше қасиеттерінен тудырады.
- Жоғары қаттылық: тозу мен абразияға өте төзімділікті қамтамасыз етеді, компоненттердің қызмет ету мерзімін ұзарту және техникалық қызмет көрсету шығындарын азайту.
- Жоғары беріктігі: жоғары стресс жағдайында жоғары көрсеткіштер ұсынады, құрылымдық тұтастықты қамтамасыз етеді және сәтсіздікке жол бермейді.
- Жоғары қаттылық: өлшемді дәлдік пен дәлдікті сақтау үшін минималды деформация және ауытқуды қамтамасыз етеді.
- Жылу тұрақтылығы: экстремалды ортада тозу ортада қолдануға мүмкіндік беретін құрылымдық тұтастықты сақтайды.
- Химиялық тұрақтылық: көптеген коррозиялық заттарға төзімді, олардың беріктігін қамтамасыз етіп, коррозияға байланысты сәтсіздіктерге жол бермейді.
- Тамаша температура: қатты, цементтелген вольфрам карбиді, мысалы, электр разрядты өңдеу (ЭДМ) және ұнтақтау, күрделі пішіндер мен нақты өлшемдерді жасауға мүмкіндік беретін мамандандырылған әдістерді қолдана отырып өңдеуге болады.
Қорытынды
Вольфрам карбиді - бұл қазіргі заманғы саладағы әмбебап және маңызды материал, оның ерекше қаттылығына, қарсылық пен жылу тұрақтылығына байланысты. Ол әр түрлі әдістер, соның ішінде тікелей реакция, сұйық керует процестері және химиялық будың тұндыруы, әрқайсысы бақылау және масштабталушылық жағынан бірегей артықшылықтар ұсынады. Вольгонды вольфрам карбид, вольфрам карбидін металл байланыстырғыштарымен біріктіреді, оның қаттылығы мен қолданылуын жақсартады, бұл талапшылдық қосымшалардың кең спектріне қолайлы. Оның кесу құралдарында, тозуға төзімді бөліктерде және аэроғарыш компоненттерінде кеңінен қолданылуы өндірістік ортада өз маңыздылығын көрсетеді. Вольнгтен карбид материалдарындағы жүргізіліп жатқан зерттеулер мен әзірлемелер оның қосымшаларын кеңейтуді және оның орындалуын жақсартуды, оның болашақтағы өзектілігін қамтамасыз етуді жалғастыруда.
Жиі қойылатын сұрақтар
1. Вольнгтен карбид дегеніміз не?
Вольфрам карбид (WC) - бұл вольфрам және көміртек атомдарынан тұратын химиялық қосылыс. Бұл оның ерекше қаттылығымен, тозуға төзімділігі мен жылу тұрақтылығымен танымал, оны әр түрлі өнеркәсіптік қосымшаларға қолайлы етеді. Ол көбінесе цементтелген карбид түрінде қолданылады, мұнда вольфрам карбид дәндері металл байланыстырғышпен, әдетте кобальтпен байланыстырады.
2. Вольфрам карбиді қалай синтезделді?
Вольфрам карбиді бірнеше әдістермен синтездеуге болады, соның ішінде вольфрам мен көміртектің жоғары температурада, вольфрам оксидін қолданып, вольфрам оксидін қолдана отырып, сұйық кереуеттер процедуралары және вольфрам галидтерімен химиялық бумен тұндыру әдістері. Әр әдіс астық мөлшері, тазалық және масштабталуын бақылау бойынша әр түрлі артықшылықтарды ұсынады.
3. Вольнгстен карбидін шығаратын алғашқы шикізат қандай?
Бастапқы шикізатқа вольфрамит және шикізат, мысалы, вольфрамит және шелектер, олар вольфрам бар қосылыстарды алу үшін өңделеді. Содан кейін бұл қосылыстар аммонийдің ақысыз (APT), вольфрам оксидіне, ақырында вольфрам металл ұнтағына айналдырады. Көміртек көздері, мысалы, шот немесе графит сияқты көздер вольфрам карбидін қалыптастыру үшін вольфрам металл ұнтағымен әрекет ету үшін қолданылады.
4. Вольнгтен карбидінің негізгі қасиеттері қандай?
Кілт қасиеттері көбінесе алмазбен салыстырылатын жоғары қаттылыққа ие; жоғары тығыздық, оны көп металдардан гөрі жасырады; жоғары беріктігі, бұл оған айтарлықтай қысымға төтеп беруге мүмкіндік береді; жоғары қаттылық, минималды деформацияны қамтамасыз ету; жылу тұрақтылығы, оның қасиеттерін жоғары температурада ұстау; және қарсылық киіңіз, бұл абразивті ортаға қолайлы.
5. Вольнгтен карбидінің ортақ қолданылуы қандай?
Вольфрам карбиді металлдар мен басқа материалдарды, мысалы, металлдар мен мойынтіректер, мысалы, металлдар мен мойынтіректер, мысалы, эроғасатын модельдер, керамикалық материалдар, церамдық материалдар, өндірістік жылу элементтері, өндірістік жылу элементтері, электронды түрде тозуға төзімді жартылай өткізгіш пленкалар Жоғары сапалы қолдануға арналған құрылғылар және аэроғарыштық материалдар.
Сілтемелер:
[1] https://todaysmachiningworld.com/magazine/howhhazine-it-works-making-tungsten-cartide-cling-tools/
[2] https://www.linde-amt.com/resource-library/artliclls/tungsten-carbidide
[3] https://scienceinfo.com/tungsten-carbiddies-Applications/
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbidide
[5] https://www.refractorymental.org/tungsten-carddide-sense-properties.html
[6] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbidide
[7] https://repossistory.up.ac.za/bitsdream/handle/2263/24899999999999996/03CHAPTER3.PDFZESENESE=4
[8] https://carbideprocessors.com/pages/carbidde-parts/tungsten-carbidde-properties.html
[9] https://heegermateatry.com/blog/90_hblog/90_hlog-is-tungsten-carddide-made-.html
