Вольфрам карбидінде қандай металдар бар?

Мазмұн мәзірі

● Вольфрам карбидіне кіріспе

● Химиялық және металл композициясы

>> Негізгі компоненттер

>> Биндер металдар

>> Басқа элементтер

● Құрылымдық және кристалды формалар

● Өндіріс процесі

● Физикалық және механикалық қасиеттері

● Өнеркәсіптік қосымшалар

● Микроқұрылым және астық мөлшері

● Экологиялық және денсаулық сақтау мәселелері

● Жетілдірілген өндірістік әдістер және инновациялар

● Тарихи мәліметтер және даму

● Салыстырмалы талдау: вольфрам карбид және басқа да қатты материалдар

● Экономикалық және нарықтық пікірлер

● Қоршаған ортаға әсер ету және тұрақтылық

● Болашақ тенденциялар және зерттеу бағыттары

● Күнделікті өмірдегі вольфрам карбид

● Кейс-стади: нақты-әлемдік қосымшалар

● ��орытынды

● Жиі қойылатын сұрақтар (FAQ)

>> 1. Вольнгтен карбидте қандай металдар бар?

>> 2. Вольфрам карбиді бар ма немесе қосылыс?

>> 3. Неліктен кобальт вольфрам карбидінде байланыстырғыш ретінде қолданылады?

>> 4. Вольфрам карбидінің негізгі өндірістік мақсаттары қандай?

>> 5. Вольнгстен карбиді қайта өңделеді ме?

Вольфрам Карбид - бұл заманауи инженерлік және өндірістік, оның ерекше қаттылығына, тозуға және әмбебаптылыққа бағаланған ең керемет материалдардың бірі. Бұл мақала құрамына кіреді Вольфрам карбид , оның құрылымымен, өндірістік процеске және оның кең ауқымына қатысатын металдар. Біз сонымен қатар жалпы сұрақтарға жауап береміз және жан-жақты қорытынды жасаймыз.

Вольфрам карбидіне кіріспе

Өнеркәсіптік контексте «карбид » деп аталатын вольфрам карбиді - бұл WC формуласымен химиялық қосылыс. Ол тең бөліктерден тұрады, олардың қаттылығы мен беріктігі үшін әйгілі материалды қалыптастырады, вольфрам (в) және көміртегі (C) атомдарынан тұрады. Таза вольфрам карбиді өте қиын болғанымен, ол да сынғыш болады. Оның қаттылығы мен пайдалылығын практикалық қолдану кезінде оны жақсарту үшін, ол әдетте цементтелген карбид деп аталатын басқа металдармен үйлеседі.

Химиялық және металл композициясы

Негізгі компоненттер

- Вольфрам (В): вольфрам карбидіндегі негізгі металл, вольфрам, оның жоғары балқу және тығыздығы бар. Карбидде, бұл материалдың ерекше қаттылығына ықпал ететін көміртек атомдары бар күшті коваленттік байланыстарды қалыптастырады.

- Көміртек (c): Карбраммен көміртек атомдары қатты, кристалды құрылымды құруға мүмкіндік береді. Стийичиометриялық арақатынаста әдетте 1: 1, әр көміртек атомы үшін бір вольфен атомын білдіреді.

Биндер металдар

Вольфрам карбидінің өзі қосылыс болғанымен, цементтелген карбид деп аталатын өндірістік материалдарды байланыстырғыш ретінде қамтиды:

- Кобальт (co): қатаңдықты жақсарту және бризмді азайту үшін ең көп таралған биндер, кобальт қосылады. Кобальт үлесі қаттылық пен қаттылық арасындағы қалдық тепе-теңдікке байланысты 3% -дан 20% -ға дейін болуы мүмкін.

- Никель (NI): кейде балама немесе кобальтқа қосымша ретінде қолданылады, никель коррозияға төзімділікті арттыра алады, әсіресе кобальт аз болуы мүмкін ортада.

- Темір (FE): анда-санда аз мөлшерде қолданылады, темір аз жиі кездеседі, бірақ кейбір мамандандырылған бағаларда табуға болады.

Басқа элементтер

Белгілі бір түрлендірулерде, мысалы, титан (Ti), Cromium (CR) немесе ванадий (V) сияқты басқа металдардың мөлшері, мысалы, киюге төзімділік немесе коррозияға төзімділік сияқты қасиеттерді жақсарту үшін.

Құрылымдық және кристалды формалар

Вольфрам Карбиде екі негізгі кристалды формада бар:

- алтыбұрышты (α-WC): бөлме температурасында ең көп кездесетін және тұрақты форма. Онда асқазанның атомдары бар вольфрам атомдарының қабаттары бар.

- кубика (β-WC): өндірістік қосымшаларда жиі кездесетін жыныс-тұздың құрылымы бар жоғары температуралық форма.

Вольфрам мен көміртек атомдары арасындағы күшті коваленттік байланыстар, гауһар және қаттылық пен тығыздықтың жоғары деңгейі бар материалға ерекше қаттылық береді.

Өндіріс процесі

Цементтелген вольфрам карбидінің өндірісі - бұл жоғары сатылы процесс, ол дәлірек инженериямен озық химияны біріктіреді:

1

2

3

4. Төмендету: Таза вольфрам металл ұнтағын алу үшін вольфрам оксиді сутегі атмосферасында азаяды.

5. Карбюрация: вольфрам ұнтағы көміртегі көзімен араласады және вольфрам карбид (WC) ұнтағын құрайды.

6. Мылжың: алынған ұнтақ қалаған бөлшектердің мөлшері мен біркелкілігіне қол жеткізу үшін ұнтақталған.

7. Бекіткішпен араластыру: Ұнтақ қатаңдықты арттыру және іштей күш салу үшін металл байланыстырғышпен (әдетте кобальтпен) араласады.

8. Прескалау: Араластырылған ұнтақ гидравликалық немесе механикалық қалыптар көмегімен қажетті пішіндерге басылған.

9. Қуаттар: сығымдалған пішіндер біртұтас пеште қызады. Байсиндер ериді және вольфрам карбид дәндері, оларды тығыз, қатты массаға генерал етеді.

10. Өте өңдеу және тегістеу: қурап қалған бөлшектер нақты өлшемдер мен беттің әрлеуіне негізделеді.

11. Қосымша жабындар: Кейбір компоненттер тозуға төзімділікті одан әрі жақсарту үшін, кейбір компоненттер, мысалы, титан Нитрид (СТН) сияқты қосымша жабындар алады.

Физикалық және механикалық қасиеттері

Вольфрам карбиді өзінің ерекше қасиеттерімен танымал:

- Қаттылық: Диамонстың астында 9-9.5-тен 9-9.5 орын алады.

- тығыздық: шамамен 15,6 г / с / с / см⊃3; болаттан гөрі тығыз (7,8 г / с / с / с).

- балқу нүктесі: шамамен 2 870 ° C, бұл өте қатты температураға төтеп беруге мүмкіндік береді.

- Жас модуль: 530-700 GPA, жоғары қаттылықты білдіреді (болаттың үш еселі).

- Жылу кеңеюі: жылу кеңеюінің төмен коэффициенті (5,5 мкм / мкр), ыстықтан деформацияны азайту.

- тозуға төзімділік: абразияға және деформацияға, тіпті стресстен де, тіпті стресс жағдайында да.

- Коррозияға қарсы тұрақтылық: көптеген ортада тұрақты, бірақ гидроторлы қышқыл сияқты күшті қышқылдармен шабуылға сезімтал болса да.

- Жылу өткізгіштік: жылуды таратуда тиімді (110 Вт / м / м.), Жоғары жылдамдықты өңдеуге өте ыңғайлы.

Өнеркәсіптік қосымшалар

Вольфрам карбиді өзінің ерекше қасиеттеріне байланысты әр түрлі өнеркәсіптік қосымшаларда қолданылады:

- Кесу құралдары: қаттылық пен тозуға байланысты өңдеу, бұрғылау және фрезерлеу кезінде қолданылады.

- Тау-кен және құрылыс: рок-бұрғылау құралдары, жол құрылысы және туннельді тарту кезінде қолданылады.

- киімдер: саңылауларда қолданылады, сақиналар, сақиналар, пышақтар және кескіш жиектер.

- Зергерлік бұйымдар: Сақиналарда және басқа зергерлік бұйымдарда, оның тырнаққа төзімділігі мен беріктігіне байланысты.

- қару-жарақты пирсингтік оқтар: әскери қосымшаларда оның тығыздығы мен қаттылығына қолданылады.

- Өлшеу және матрицалар: металдарды және басқа материалдарды қалыптастыру үшін кесу процестерінде қолданылады.

Микроқұрылым және астық мөлшері

Цементтелген вольфрам карбидінің микроқұрылымы оның орындалуы үшін өте маңызды:

- WC дәндері: вольфрам карбид дәндерінің мөлшері мен таралуы нақты қосымшалар үшін бейімделуі мүмкін. Сипатрондық дәндер (0,2-0,8 мкм) ұсақ өңдеу үшін қолданылады, ал док бұрғылау үшін ірі түйірлер (2-5 мкм) пайдаланылады.

- Байланыстырғыш үлестіріліңіз: Биндер металл (әдетте кобальт) WC дәндерінің айналасында таратылады, қатаңдық пен бризмді азайтады.

- Астық шекаралары: WC дәндері мен байланыстырғыштар арасындағы интерфейс, беріктік пен беріктікті оңтайландыру үшін мұқият бақыланады.

Экологиялық және денсаулық сақтау мәселелері

Вольфрам карбиді, әдетте, оның қатты түрінде қауіпсіз деп саналады, бірақ өндіріс кезінде сақтық шаралары қажет:

- Шаңды ингаляция: жұқа вольфрам карбиді ұнтағын ингаляциялау денсаулыққа қауіп төндіруі мүмкін, сондықтан дұрыс желдету және қорғаныс құралдары қажет.

- Қайта өңдеу: вольфрам карбиді қайта өңделеді, ал сынықтар материалын қалпына келтіруге және қайта пайдалануға, қайта пайдалануға, қайта пайдалануға, қайта пайдалануға, қалдықтарды азайтуға және ресурстарды үнемдеуге болады.

Жетілдірілген өндірістік әдістер және инновациялар

Өндірістегі соңғы жетістіктер вольфрам карбидінің мүмкіндіктерін одан әрі жетілдірді:

- Наноқұрылымды карбидтер: наноқұрылымды вольфрам карбид материалдарын жасау одан да көп қаттылық пен тозуға, дәлдікке төзімділікті, дәлдік пен микро-өңдеулерде жаңа мүмкіндіктер ашуға әкелді.

- Қоспаны өндіріс: 3D басып шығару техникасы вольфрам карбидіне бейімделеді, күрделі геометриялар мен жеке құрал-саймандарға қол жеткізуге мүмкіндік бермейді.

- Жер бетіндегі инженерия: кеңейтілген жабындар және беттік емдеу, мысалы, гауһар тәрізді көміртек (DLC), мысалы, вольфрам карбиділер құралдарының қызмет ету мерзіміне және өнімділігін кеңейтуге қолданылады.

- Гибридті материалдар: Шлангты материалдардағы вольфрам карбидін басқа керамикамен немесе металдармен біріктіру аэроғарыш, қорғаныс және медицина салаларында жаңа қосымшалар қосылады.

Тарихи мәліметтер және даму

Вольфрам карбидінің тарихы заманауи саланың дамуымен байланысты:

- Ерте жаңалықтар: Вольфрам 18 ғасырда анықталды, бірақ бұл 19 ғасырдың аяғы мен 20-шы ғасырдың басына дейін оның карбид формасы синтезделген және ерекше қасиеттері үшін танылған болатын.

- Өнеркәсіптік қабылдау: вольфрам карбидінің алғашқы коммерциялық қосымшалары 1920 жылдары пайда болды, ең алдымен болаттан жасалған болат және басқа да қатты материалдарды кесу құралдарында пайда болды.

- Екінші дүниежүзілік соғыс: материал қару-жарақпен және басқа да әскери өтінімдерде, әрі қарайғы ғылыми зерттеулер мен әзірлемелерде маңызды қолданылды.

- Соғыстан кейінгі кеңейту: соғыстан кейінгі кезең вольфрам карбидін тау-кен, құрылыс және өндіріске, сондай-ақ жаңа бағалар мен тұжырымдарды әзірлеуде тез өсуді көрді.

Салыстырмалы талдау: вольфрам карбид және басқа да қатты материалдар

Басқа қатты материалдармен салыстыру вольфрам карбидінің ерекше артықшылықтарын көрсетеді:

Бұл кестеде гауһар қиын болған кезде, вольфрам карбиді көптеген өнеркәсіптік қосымшалар үшін таңдау материалын білдіретін қаттылық, тығыздығы және қаттылықтың жоғары үйлесімін ұсынады.

Экономикалық және нарықтық пікірлер

Вольнгтен карбидінің әлемдік нарығы айтарлықтай және өсуде:

- Нарық мөлшері: жаһандық вольфрам Карбид базарлары өндірістік, тау-кен өндірісі және құрылыс салаларынан сұранысқа ие миллиардтаған долларларда бағаланады.

- Жеткізу тізбегі: Қытай - вольфрамның ірі өндірушісі, бірақ айтарлықтай қорлар мен өндіріс Ресейде, Канада және Оңтүстік Америкада да бар.

- Баға факторлары: вольфрам карбидінің құны шикізат бағасына, өндірістік күрделілікке және әр қолдануға қажетті нақты баға әсер етеді.

- Қайта өңдеудің әсері: вольфрам карбидінің сынықтарын қайта өңдеу мүмкіндігі - бұл саланы тұрақтандыруға және қоршаған ортаға әсерді азайтуға көмектесетін маңызды фактор болып табылады.

Қоршаған ортаға әсер ету және тұрақтылық

Вольнгстен карбиді өз жұмысы үшін өте бағаланған кезде, оны өндіру және пайдалану экологиялық салдары бар:

- Тау-кен ісі әсерлері: вольфрам кендерін өндіру, сонымен қатар қоршаған ортаға әсер етуі мүмкін, оның ішінде тіршілік ету ортасы, судың ластануы.

- Энергияны тұтыну: өндіріс процесі энергияны көп қажет етеді, әсіресе жоғары температуралы спутниктік қадам.

- Қалдықтарды басқару: вольфрам карбидінің сынықтарын дұрыс пайдалану және кәдеге жарату қалдықтарды азайту және жаңа шикізат қажеттіліктерін азайту үшін қажет.

- Нормативтік сәйкестік: өндірушілер шығарындылар, қоқыстарды жою және жұмысшылардың қауіпсіздігі туралы экологиялық ережелерді сақтауы керек.

Болашақ тенденциялар және зерттеу бағыттары

Ағымдағы зерттеулер мен әзірлемелер вольфрам карбид технологиясының шекараларын кеңейтуде:

- Ақылды материалдар: нақты уақыт режимінде және болжамды қызмет көрсету үшін датчиктер мен ақылды жабындарды вольфрамдармен интеграциялау.

- Жасыл өндіріс: энергия үнемдейтін және экологиялық таза өндірістік процестерді дамыту.

- Биомедициналық қосымшалар: медициналық мақсаттағы бұйымдардағы вольфрам карбидін барлау, мысалы, хирургиялық аспаптар және имплантаттар, оның биокомастары және тозуы тиімділігі тиімді.

- Ғарышты барлау: вольфрам карбидін ғарыш аппараттарындағы және планетарлық барлауға арналған компоненттердегі потенциалды пайдалану, мұнда төтенше жағдайлар берік материалдарды қажет етеді.

Күнделікті өмірдегі вольфрам карбид

Индустриалды және әскери мақсаттардан тыс, вольфрам карбиді тұтынушылық өнімдерге кірді:

- Зергерлік бұйымдар: вольфрам карбидтік сақиналары олардың тырнаққа төзімділігі мен заманауи келбеті үшін танымал.

- Спорттық жабдықтар: гольф клубтарының және басқа да спорттық тауарлардың ұзақтығына арналған кеңестерде қолданылады.

- Тұтынушылар электроникасы: Кішкентай вольфрам Карбид компоненттері электрониканы өндірудің дәл бөліктерінде қолданылады.

- тұрмыстық құралдар: жоғары ұсақ пышақтар мен кесу құралдары көбінесе вольфрам карбидінің пышақтары немесе кірістірілген.

Кейс-стади: нақты-әлемдік қосымшалар

Вольфрам карбидінің әмбебаптығын көрсету үшін келесі мысалдарды қарастырыңыз:

- Тау-кен жұмыстарын жүргізу: вольфрам карбид-бұрғыланған бұрғылау биттері тау-кен өнеркәсібінде стандартты болып табылады, онда олар тау-кен бұрғылау күштеріне төтеп береді.

- Металл өңдеу құралдары: фольшкалар, кернеулер мен бұрғылаулар вольфрам карбидінен жасалған бұрғыланулар жоғары жылдамдықты, жоғары дәлдікті, жоғары дәлдетілген металдарды береді.

- Мұнай мен газды барлау: вольфрам карбидоненттері қатты қысым мен абразияға төтеп беретін бұрғылау құралдарында қолданылады.

- Медициналық құрылғылар: вольфрам карбиді хирургиялық құралдар мен стоматологиялық құралдарда, оның айқындылығы мен ұзақ өмір сүруі үшін қолданылады.

��орытынды

Вольфрам карбиді - бұл ерекше және жан-жақты материал, ол вольфрам мен көміртектің қаттылығын кобальт және никель сияқты байланыстырғыш металдардың қаттылығымен үйлестіреді. Оның ерекше қасиеттері оны заманауи индустриялық қосымшаларда, кескіш құралдар мен тау-кен жабдықтарынан зергерлік бұйымдар мен әскери техникаға бөледі. Композиция, микрокруктураны және өндірістік процестерді мұқият бақылау вольфрам карбид өнімдерінің заманауи инженерлік және өндіріс талаптарына сәйкес келетіндігін қамтамасыз етеді. Технологиялар мен материалтану саласындағы жетістіктерге жету болашақта вольфрам карбидінің рөлін одан әрі кеңейтуге уәде береді.

Жиі қойылатын сұрақтар (FAQ)

1. Вольнгтен карбидте қандай металдар бар?

Вольфрам карбидінің өзі - бұл вольфрам мен көміртек (WC). Индустриалды қосымшаларда, әдетте, ол кондиктер металымен, көбінесе кобальтпен, кейде никельмен немесе темірмен біріктіріледі. Бұл металдар қатаңдықты жақсарту және бризмді азайту үшін қосылады.

2. Вольфрам карбиді бар ма немесе қосылыс?

Вольфрам карбиді - бұл қорытпасы емес, химиялық қосылыс. Қорытпа - металдардың қоспасы, ал құрама әр түрлі элементтердің химиялық байланыстырылған атомдарымен құрылған зат болып табылады. Вольфрам Карбиде вольфрамнан және көміртек атомдарынан тұрады.

3. Неліктен кобальт вольфрам карбидінде байланыстырғыш ретінде қолданылады?

Кобальт сигнал ретінде қолданылады, өйткені ол вольфрам карбидінің қаттылығы мен соққыларына төзімділігін жақсартады, бұл оны аз етіп, өндірістік қосымшалар үшін қолайлы етеді. Кобальт мөлшері қаттылық пен қаттылық арасындағы қалаған тепе-теңдікке қол жеткізу үшін реттеуге болады.

4. Вольфрам карбидінің негізгі өндірістік мақсаттары қандай?

Вольфрам карбиді кескіш құралдар, бұрғылау және тау-кен жабдықтарында, тозу бөлшектері (мысалы, саңылаулар мен герметикалық сақиналар), сурет салу, зергерлік бұйымдар және бронь-тесу оқтары. Оның ерекше қаттылығы мен тозуға төзімділігі оны өтінімдерді талап етуге өте ыңғайлы.

5. Вольнгстен карбиді қайта өңделеді ме?

Ия, вольфрам карбиді қайта өңделеді. Сынақ материалы мен тозған құралдарды қалпына келтіруге және қайта пайдалануға, қайта пайдалануға, қайта пайдалануға, қалдықтарды азайтуға және ресурстарды үнемдеуге болады.