Menu Kandungan
● Komposisi dan pembuatan karbida tungsten hitam
>> Apa itu Tungsten Carbide?
>> Bagaimana ia berubah 'hitam '?
● Sifat karbida tungsten hitam
>> Ciri -ciri fizikal dan kimia
>> Batasan
● Proses pembuatan
● Aplikasi Karbida Tungsten Hitam
>> 1. Perhiasan
>> 2. Alat Perindustrian
>> 3. Ketenteraan dan Pertahanan
>> 4. Teknologi nuklear
● Black Tungsten Carbide vs Seramik Hitam
● Penyelenggaraan dan penjagaan
● Pertimbangan Alam Sekitar dan Kesihatan
● Kesimpulan
● Soalan Lazim
>> 1. Adakah karbida tungsten hitam pudar atau calar?
>> 2. Adakah karbida tungsten hitam selamat untuk kulit sensitif?
>> 3. Bolehkah salutan hitam semula?
>> 4. Bagaimanakah ia dibandingkan dengan seramik hitam?
>> 5. Adakah ia akan retak jika jatuh?
● Petikan:
Black Tungsten Carbide adalah bentuk khusus karbida tungsten, sebuah kompaun yang terkenal dengan kekerasan dan ketahanannya yang luar biasa. Walaupun karbida tungsten tradisional mempunyai warna kelabu logam semula jadi, Black Tungsten Carbide menjalani proses salutan lanjutan untuk mencapai penampilan gelap tandatangannya. Bahan ini digunakan secara meluas dalam perhiasan, alat perindustrian, dan aplikasi berprestasi tinggi kerana rintangan, kekuatan, dan estetika moden. Di bawah ini, kami meneroka komposisi, sifat, kegunaannya, dan bagaimana ia membandingkan dengan alternatif seperti seramik hitam.
Komposisi dan pembuatan karbida tungsten hitam
Apa itu Tungsten Carbide?
Tungsten carbide (WC) adalah sebatian tungsten dan atom karbon, dibentuk di bawah haba dan tekanan yang melampau. Ia berpangkat 9-9.5 pada skala kekerasan Mohs, kedua hanya untuk berlian [1] [5]. Karbida tungsten tulen adalah serbuk, jadi ia digabungkan dengan pengikat seperti nikel atau kobalt (6-10%) untuk menghasilkan aloi tahan lama [2] [6].
Bagaimana ia berubah 'hitam '?
Warna hitam dicapai melalui rawatan permukaan seperti:
- Pemendapan wap fizikal (PVD): Proses vakum suhu tinggi yang mengikat zirkonium titanium atau salutan karbida titanium ke permukaan [7] [19].
- Penyaduran ion: Membombardir permukaan dengan zarah -zarah yang dikenakan untuk membenamkan lapisan nipis, tahan lama [8].
Tidak seperti seramik, yang sememangnya hitam, warna tungsten hitam adalah salutan. Dari masa ke masa, lapisan ini mungkin habis, mendedahkan kelabu semulajadi di bawah [8] [12].
Sifat karbida tungsten hitam
Ciri -ciri fizikal dan kimia
- Kekerasan: 9-9.5 Mohs, menjadikannya sangat tahan awal [1] [4].
- Ketumpatan: Heavyweight (14.7-15.1 g/cm³), memberikan rasa yang besar [1] [11].
- Titik lebur: 2,870 ° C (5,200 ° F), sesuai untuk persekitaran suhu tinggi [1] [5].
- Kekonduksian terma: 110 w/m · k, membolehkan pelesapan haba yang cekap [1].
- Resistiviti elektrik: 0.2 μΩ · m, setanding dengan logam seperti vanadium [1].
Batasan
- Brittleness: terdedah kepada retak di bawah kesan melampau [12] [16].
- Tidak dapat diwujudkan: tidak boleh diubah saiznya kerana kekerasannya [16].
Proses pembuatan
Pengeluaran karbida tungsten hitam melibatkan beberapa langkah yang tepat [2] [6] [10]:
1. Penyediaan bahan mentah: tungsten oksida (WO₃) dikurangkan dalam hidrogen untuk menghasilkan serbuk tungsten [10].
2. Karbonisasi: Serbuk tungsten dicampur dengan karbon hitam dan dipanaskan hingga 1,300-1,600 ° C dalam relau tiub karbon, membentuk karbida tungsten [2] [14].
3. Pengilangan bola: Serbuk karbida adalah tanah dengan kobalt atau pengikat nikel selama 2-4 jam untuk memastikan keseragaman [6] [18].
4. Menekan dan Sintering: Campuran ditekan ke dalam bentuk dan sintered pada 1,500 ° C, menyebabkan zarah untuk berserabut ke dalam struktur padat [6] [14].
5. Lapisan: PVD atau penyaduran ion digunakan untuk mencapai kemasan hitam [7] [19].
Aplikasi Karbida Tungsten Hitam
1. Perhiasan
Black Tungsten Carbide popular untuk band perkahwinan lelaki kerana rupa dan ketahanan moden yang ramping. Ciri -ciri utama termasuk [7] [11] [17]:
- Rintangan gores untuk gaya hidup aktif.
- sifat hypoallergenic (jika bebas nikel).
- Kemampuan berbanding emas atau platinum.
Teknik moden seperti Mokume Gane menggabungkan tungsten dengan logam berlapis untuk corak yang unik, menggabungkan ketukangan tradisional dengan bahan kontemporari [7].
2. Alat Perindustrian
- Alat pemotongan: digunakan dalam latihan dan gergaji untuk keluli pemesinan [1] [13].
- Peralatan perlombongan: Meningkatkan ketahanan dalam bit gerudi dan alat penggalian [1] [6].
- Mesin Boring Tunnel: Tungsten Carbide Teeth membolehkan pemotongan batu yang cekap dalam projek berskala besar [1].
3. Ketenteraan dan Pertahanan
- Amunisi Piercing Armor: Menggunakan ketumpatan dan kekerasannya untuk teras penembusan [1] [13].
4. Teknologi nuklear
- Reflektor Neutron: Keupayaan Tungsten Carbide untuk mencerminkan neutron menjadikannya kritikal dalam penyelidikan nuklear awal [1].
Black Tungsten Carbide vs Ciri Seramik Hitam
| Hitam |
Tungsten Karbida |
Hitam Seramik |
| Sumber warna |
Salutan (penyaduran pvd/ion) |
Warna bahan yang wujud |
| Kekerasan (mohs) |
9-9.5 |
7 |
| Berat |
Berat (15.1 g/cm³) |
Ringan (3-4 g/cm³) |
| Ketahanan |
Tahan calar, boleh cip |
Kurang tahan terhadap kesan, boleh menghancurkan |
| Harga |
$ 100- $ 300 |
$ 150- $ 400 |
Seramik menawarkan warna kekal tetapi kurang sesuai untuk aktiviti berimpak berat [4] [8].*
Penyelenggaraan dan penjagaan
- Pembersihan: Gunakan sabun ringan dan air suam; Elakkan pembersih kasar [16].
- Recoating: Perkhidmatan khusus boleh memulihkan kemasan hitam untuk $ 20- $ 50 [8].
- Penyingkiran Kecemasan: Hospital boleh memotong cincin tungsten menggunakan alat berlian [4].
Pertimbangan Alam Sekitar dan Kesihatan
- Kitar semula: Tungsten carbide boleh dikitar semula, mengurangkan permintaan perlombongan [13].
- Bahaya habuk: Penyedutan serbuk karbida semasa pembuatan memerlukan gear perlindungan [1].
Kesimpulan
Black Tungsten Carbide menggabungkan kekerasan tungsten yang tidak dapat ditandingi dengan kemasan hitam moden, sesuai untuk perhiasan dan penggunaan perindustrian. Walaupun salutannya boleh dipakai dari masa ke masa, rintangan gores dan kemampuannya menjadikannya pilihan utama bagi mereka yang mengutamakan ketahanan dan gaya. Untuk warna kekal, seramik hitam adalah alternatif, walaupun kurang sukar.
Soalan Lazim
1. Adakah karbida tungsten hitam pudar atau calar?
Lapisan hitam boleh haus dengan lelasan berat, mendedahkan kelabu semulajadi di bawahnya. Walau bagaimanapun, bahan asas kekal tahan awal [8] [12].
2. Adakah karbida tungsten hitam selamat untuk kulit sensitif?
Kebanyakan aloi adalah hypoallergenic, tetapi periksa pengikat bebas nikel jika anda mempunyai alahan [11] [17].
3. Bolehkah salutan hitam semula?
Ya, barang kemas khusus menawarkan perkhidmatan recoating untuk $ 20- $ 50 [8] [19].
4. Bagaimanakah ia dibandingkan dengan seramik hitam?
Tungsten lebih berat dan lebih keras, manakala seramik lebih ringan dengan warna kekal tetapi kurang tahan lama [4] [8].
5. Adakah ia akan retak jika jatuh?
Ya -kekerasan menjadikannya rapuh. Elakkan kesan pada permukaan keras [12] [16].
Petikan:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-made-.html
[3] https://www.embr.com/en-de/blogs/news/what-does-tungsten-vs-tungsten-carbide-really-mean
[4] https://hanoverjewelers.com/blogs/education/tungsten-carbide-vs-ceramic-rings-whats-the-difference
[5] https://www.britannica.com/science/tungsten-carbide
[6] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-pips.html
[7] https://www.jewelry-Auctioned.com/learn/buying-jewelry/tungsten-jewelry
[8] https://www.tungstenringsco.com/blog/2012/05/black-tungsten-vs-black-ceramic-whats-better/
[9] https://theartisanrings.com/blogs/news/what-is-tungsten-carbide-characteristics-of-tungsten-carbide-rings
[10] https://repository.up.ac.za/bitstream/handle/2263/24896/03chapter3.pdf?sequence=4
[11] https://www.nobbier.com/blogs/Editorial/tungsten-in-jewelry-everything-you-need-to-know/
[12] https://www.reddit.com/r/jewelry/comments/ds9jy8/question_about_black_alternative_metals_and_other/
[13] https://www.azom.com/properties.aspx?articleid=1203
[14] https://www.yatechmaterials.com/en/news/production-process-and-equipment-of-tungsten-carbide-powder/
[15] https://www.tungstenringsco.com/blog/2013/06/the-first-uses-of-tungsten-carbide/
[16] https://www.larsonjewelers.com/pages/tungsten-rings-pros-cons-facts-myths
[17] https://www.justmensrings.com/blogs/justmensrings/what-are-the-benefits-of-tungsten-carbide-rings
[18] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/process.html
[19] https://www.larsonjewelers.com/pages/about-tungsten
[20] https://www.justmensrings.com/blogs/justmensrings/variations-of-style-for-black-tungsten-rings
