컨텐츠 메뉴
● 텅스텐 및 텅스텐 카바이드 소개
>> 텅스텐은 무엇입니까?
>> 텅스텐 카바이드 란 무엇입니까?
● 구성과 구조
● 물리적, 기계적 특성
>> 경도
>> 밀도
>> 녹는 점
>> 열 및 전기 전도성
>> 강인함과 브리티 니스
● 제조 공정
>> 텅스텐 생산
>> 텅스텐 카바이드 생산
● 응용 프로그램
>> 텅스텐 사용
>> 텅스텐 카바이드 사용
● 비용 비교
● 환경 및 안전 고려 사항
● 요약 테이블 : 텅스텐 vs 텅스텐 카바이드
● 결론
● 자주 묻는 질문 (FAQ)
>> 1. 텅스텐과 텅스텐 카바이드의 주요 차이점은 무엇입니까?
>> 2. 텅스텐 카바이드를 텅스텐과 같은 전기 응용 분야에 사용할 수 있습니까?
>> 3. 왜 텅스텐 카바이드가 텅스텐보다 훨씬 더 어렵습니까?
>> 4. 텅스텐 카바이드가 텅스텐보다 더 비쌉니까?
>> 5. 텅스텐과 텅스텐 카바이드가 처리 할 수 있습니까?
● 인용 :
텅스텐과 텅스텐 카바이드는 관련 이름과 공유 요소 인 텅스텐으로 인해 종종 함께 언급 된 두 가지 재료입니다. 그러나 구성, 물리적 특성, 경도, 응용 프로그램 및 비용이 크게 다릅니다. 이 기사는 이러한 차이를 깊이 탐구하여 각 자료의 고유 한 특성과 용도에 대한 포괄적 인 이해를 제공합니다.
텅스텐 및 텅스텐 카바이드 소개
텅스텐은 무엇입니까?
텅스텐 (화학 기호 W, 원자 번호 74)은 탁월한 밀도, 경도 및 3,422 ° C (6,192 ° F)에서 모든 금속의 가장 높은 용융점으로 알려진 순수한 금속 요소입니다. 열 및 전기 전도도가 우수한 회백색의 흰색 금속이며 부식 및 마모에 매우 저항력이 있습니다. 텅스텐은 자연적으로 wolframite 및 scheelite와 같은 미네랄에서 발견되며 복잡한 정제 공정을 통해 추출됩니다.
텅스텐 카바이드 란 무엇입니까?
텅스텐 카바이드 (화학식 WC)는 텅스텐과 탄소 원자를 대략 1 : 1 비율로 결합하여 형성된 화학 화합물이다. 세라믹-금속 복합재 (Cermet)는 종종 코발트와 같은 금속 바인더와 혼합되어 강인성을 향상시킵니다. Tungsten Carbide는 극도의 경도로 유명하며 Mohs 규모에서 9 ~ 9.5, Diamond에 이어 두 번째입니다. 분말 야금 공정을 통해 합성되며 내마모가 필요한 산업 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
조성 및 구조
| 재료 |
구성 |
구조 |
| 텅스텐 |
순수 요소 (W) |
신체 중심 입방 (BCC) 금속 |
| 텅스텐 카바이드 |
텅스텐 및 탄소 (WC)의 화합물, 종종 코발트 바인더 |
육각 결정 세라믹-금속 복합재 |
텅스텐은 단일 요소 금속이며, 텅스텐 카바이드는 텅스텐과 결합 된 탄소 원자를 포함하여 매우 단단한 세라믹 유사 구조를 형성하는 화합물이다. 코발트와 같은 탄소 및 바인더를 첨가하면 텅스텐 카바이드가 순수한 텅스텐과 구별되는 고유 한 특성을 제공합니다.
물리적, 기계적 특성
경도
-Tungsten : 강화 강과 유사한 약 7.5 ~ 8의 MOHS 경도가있는 하드 메탈.
-Tungsten Carbide : Mohs 경도가 9 ~ 9.5 인 다이아몬드와 비교하여 매우 단단합니다.
경도의 차이는 텅스텐 카바이드가 텅스텐 자체를 포함한 다른 많은 재료를 자르거나 마모시킬 수 있다는 것을 의미합니다.
밀도
-Tungsten : 매우 밀도가 높은 금속, 밀도는 19.3 g/cm³ 납과 철보다 무겁습니다.
- 텅스텐 카바이드 : 텅스텐보다 약간 덜 밀도가 낮습니다.
두 재료의 고밀도는 카운터 웨이트 및 갑옷 피어싱 발사체와 같은 소량으로 질량을 요구하는 응용 분야에서 사용하는 데 기여합니다.
녹는 점
-Tungsten : 3,422 ° C (6,192 ° F)에서 금속의 최고 용융점.
- 텅스텐 카바이드 : 약 2,870 ° C (5,198 ° F)의 높은 융점은 텅스텐보다 낮지 만 여전히 매우 높습니다.
용융점 차이는 다른 원자 결합을 반영합니다. 텅스텐의 금속 결합은 텅스텐 카바이드의 공유 결합보다 더 많은 에너지가 파괴되어야한다.
열 및 전기 전도성
- 텅스텐 : 우수한 열 전도도 (~ 173 w/m · k) 및 우수한 전기 전도도.
- 텅스텐 카바이드 : 우수한 열전도율 (약 110 w/m · k)이지만 텅스텐에 비해 전기 전도성이 낮습니다.
Tungsten의 우수한 전기 전도성은 전기 접촉 및 필라멘트에서 가치가있는 반면, Tungsten의 카바이드의 낮은 전도도는 전기 응용 분야에서의 사용을 제한합니다.
강인함과 브리티 니스
- 텅스텐 : 더 연성이 있고 부서지기 쉬운 저항.
-Tungsten Carbide : 매우 단단하지만 부서지기 쉬우 며 충격이 심하면서 치우거나 골절하기 쉽습니다.
이러한 Brittleness는 텅스텐 카바이드 도구가 종종 지원 또는 복합 형태로 파손을 방지하기 위해 신중하게 사용할 수 있어야합니다.
제조 공정
텅스텐 생산
텅스텐은 로스팅, 침출 및 감소와 관련된 일련의 화학 공정을 통해 울 프라 마이트 및 실라이트와 같은 광석에서 추출됩니다. 정제 된 텅스텐 분말은 소결 또는 녹고 모양으로 주조된다. 녹는 점으로 인해 텅스텐은 종종 녹는 대신 분말 야금으로 가공됩니다.
텅스텐 카바이드 생산
텅스텐 카바이드는 텅스텐 분말을 탄소 검은 색과 결합하고 1,400-1,600 ° C에서 수소 대기에서 혼합물을 가열함으로써 생산됩니다. 기화라고하는이 과정은 WC 화합물을 형성합니다. 이어서, 분말을 코발트 바인더와 혼합하고 고압 및 온도 하에서 소결시켜 밀도가 높고 단단한 부분을 생성한다.
응용 프로그램
텅스텐 사용
- 전기 필라멘트 : 텅스텐의 높은 융점 및 전기 전도도는 백열 전구 필라멘트 및 가열 요소에 이상적입니다.
- 합금 : 절단 도구 및 항공 우주 성분의 경도 및 내열성을 향상시키기 위해 강철 및 기타 금속에 추가됩니다.
-방사선 차폐 : 리드와 비교하여 밀도와 비 독성으로 인해 의료 및 산업용 X- 선 차폐에 사용됩니다.
- 무게 및 반동 : 경주 용 자동차, 항공기 및 밸러스트와 같은 밀도가 높고 소형 무게가 필요한 응용 분야에서 사용됩니다.
텅스텐 카바이드 사용
- 절단 도구 : 드릴 비트, 밀링 커터 및 극심한 경도 및 내마모성으로 인한 금속 가공, 광업 및 구조를위한 블레이드에 널리 사용됩니다.
- 내마모성 부품 : 노즐, 베어링 및 마모 플레이트와 같은 구성 요소는 산업 기계에서 접시를 착용합니다.
- 보석 : 흠집과 내구성을 위해 고리와 시계에 사용됩니다.
- 군사 응용 분야 : 경도와 밀도로 인한 갑옷 피어싱 탄약 및 침투기.
- 수술기구 : 정밀 절단 도구 및 메스.
비용 비교
텅스텐 금속은 일반적으로 텅스텐 카바이드보다 저렴합니다. 주로 텅스텐 카바이드에는 추가 가공 단계와 코발트 바인더가 필요하기 때문입니다. 텅스텐 카바이드의 가격은 코발트 가격과 산업 도구에 대한 수요로 변동합니다. 더 높은 비용에도 불구하고, 텅스텐 카바이드의 우수한 경도와 내마모성은 까다로운 응용 분야에서의 사용을 정당화합니다.
환경 및 안전 고려 사항
-Tungsten : 일반적으로 안전하고 무독성으로 간주되지만 텅스텐 먼지는 대량으로 흡입하면 위험 할 수 있습니다.
- 텅스텐 카바이드 : 텅스텐 카바이드에 사용되는 코발트 바인더는 부적절하게 처리되면 알레르기 반응 또는 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 제조 및 가공 중에 적절한 안전 프로토콜이 필수적입니다.
요약 테이블 : 텅스텐 대 텅스텐 카바이드
| 속성 |
텅스텐 |
텅스텐 카바이드 |
| 구성 |
순수 금속 (W) |
화합물 (WC) + 코발트 바인더 |
| 경도 (Mohs) |
7.5 - 8 |
9 - 9.5 |
| 밀도 (g/cm³) |
19.3 |
15.6 - 15.7 |
| 녹는 점 (° C) |
3,422 |
~ 2,870 |
| 전기 전도성 |
높은 |
보통에서 낮은 |
| 강인함 |
높은 (연성) |
낮은 (부서지기) |
| 일반적인 용도 |
필라멘트, 합금, 무게 |
절단 도구, 마모 부품, 보석 |
| 비용 |
낮추다 |
더 높은 |
결론
결론적으로, 텅스텐과 텅스텐 카바이드는 텅스텐 요소와 관련이 있지만, 뚜렷한 물리적 및 화학적 특성으로 인해 매우 다른 목적을 제공합니다. 텅스텐은 모든 금속의 융점이 가장 높은 조밀하고 연성 금속으로, 고온 및 전기 응용에 이상적입니다. 반면에 텅스텐 카바이드는 탁월한 경도와 내마모성으로 알려진 화합물로 절단 도구와 산업 기계에 필수 불가결합니다.
텅스텐과 텅스텐 카바이드 중에서 선택하는 것은 경도, 인성, 열 안정성 및 비용의 특정 요구 사항에 따라 다릅니다. 이러한 차이를 이해하면 엔지니어, 제조업체 및 소비자가 요구에 맞는 자료를 선택하여 성능과 내구성을 최적화 할 수 있습니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
1. 텅스텐과 텅스텐 카바이드의 주요 차이점은 무엇입니까?
주요 차이점은 텅스텐은 순수한 금속 요소이며, 텅스텐 카바이드는 종종 코발트와 혼합 된 텅스텐 및 탄소 원자에 의해 형성된 화합물이다. 텅스텐 카바이드는 훨씬 단단하고 내마모가 많지만 텅스텐보다 더 부서 지기도합니다.
2. 텅스텐 카바이드를 텅스텐과 같은 전기 응용 분야에 사용할 수 있습니까?
아니요, 텅스텐 카바이드는 순수한 텅스텐에 비해 전기 전도도가 낮으며 일반적으로 전기 응용 분야에서 사용되지 않습니다. 텅스텐의 우수한 전도도는 필라멘트와 접촉에 적합합니다.
3. 왜 텅스텐 카바이드가 텅스텐보다 훨씬 더 어렵습니까?
텅스텐 카바이드의 경도는 텅스텐과 탄소 원자 사이의 강한 공유 결합에 의해 형성된 세라믹 유사 결정 구조에서 비롯된 반면, 텅스텐의 금속 결합은 덜 단단하므로 더 부드럽습니다.
4. 텅스텐 카바이드가 텅스텐보다 더 비쌉니까?
예, 텅스텐 카바이드는 복잡한 제조 공정과 코발트 바인더의 추가로 인해 일반적으로 더 비쌉니다. 그러나 우수한 경도와 내구성은 많은 산업 응용 분야의 비용을 정당화합니다.
5. 텅스텐과 텅스텐 카바이드가 처리 할 수 있습니까?
텅스텐은 일반적으로 안전하지만 텅스텐 먼지는 흡입하면 해로울 수 있습니다. 텅스텐 카바이드에는 코발트가 포함되어있어 알레르기 반응이나 건강 문제가 제대로 처리되지 않으면 건강 문제가 발생할 수 있습니다. 제조 및 가공 중에 안전 예방 조치가 필요합니다.
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