Menu Kandungan
● Pengenalan kepada Tungsten dan Tungsten Carbide
>> Apa itu Tungsten?
>> Apa itu Tungsten Carbide?
● Komposisi dan struktur
● Sifat fizikal dan mekanikal
>> Kekerasan
>> Ketumpatan
>> Titik lebur
>> Kekonduksian terma dan elektrik
>> Ketangguhan dan kelembutan
● Proses pembuatan
>> Pengeluaran tungsten
>> Pengeluaran karbida tungsten
● Aplikasi
>> Penggunaan Tungsten
>> Kegunaan karbida tungsten
● Perbandingan kos
● Pertimbangan Alam Sekitar dan Keselamatan
● Jadual Ringkasan: Tungsten vs Tungsten Carbide
● Kesimpulan
● Soalan Lazim (Soalan Lazim)
>> 1. Apakah perbezaan utama antara tungsten dan tungsten carbide?
>> 2. Bolehkah karbida tungsten digunakan untuk aplikasi elektrik seperti tungsten?
>> 3. Mengapa Tungsten Carbide jauh lebih sukar daripada Tungsten?
>> 4. Adakah karbida tungsten lebih mahal daripada tungsten?
>> 5. Adakah tungsten dan tungsten karbida selamat untuk dikendalikan?
● Petikan:
Tungsten dan Tungsten Carbide adalah dua bahan yang sering disebut bersama kerana nama berkaitan dan elemen bersama, tungsten. Walau bagaimanapun, mereka berbeza dengan ketara dalam komposisi, sifat fizikal, kekerasan, aplikasi, dan kos. Artikel ini menerangkan perbezaan ini secara mendalam, memberikan pemahaman yang komprehensif mengenai ciri -ciri dan kegunaan unik setiap bahan.
Pengenalan kepada Tungsten dan Tungsten Carbide
Apa itu Tungsten?
Tungsten (simbol kimia W, nombor atom 74) adalah elemen logam tulen yang dikenali untuk ketumpatan, kekerasan yang luar biasa, dan titik lebur tertinggi semua logam pada 3,422 ° C (6,192 ° F). Ia adalah logam putih kelabu dengan kekonduksian terma dan elektrik yang sangat baik dan sangat tahan terhadap kakisan dan memakai. Tungsten secara semulajadi ditemui dalam mineral seperti wolframite dan scheelite dan diekstrak melalui proses penapisan kompleks.
Apa itu Tungsten Carbide?
Tungsten carbide (formula kimia WC) adalah sebatian kimia yang dibentuk dengan menggabungkan tungsten dan atom karbon dalam nisbah kira -kira 1: 1. Ia adalah komposit logam seramik (Cermet) yang sering dicampur dengan pengikat logam seperti kobalt untuk meningkatkan ketangguhan. Tungsten Carbide terkenal dengan kekerasannya yang melampau, kedudukan 9 hingga 9.5 pada skala Mohs, kedua hanya untuk berlian. Ia disintesis melalui proses metalurgi serbuk dan digunakan secara meluas dalam aplikasi perindustrian yang memerlukan rintangan haus.
komposisi komposisi dan
| bahan |
struktur |
Struktur |
| Tungsten |
Elemen tulen (w) |
Logam padu berpusatkan badan (BCC) |
| Tungsten Carbide |
Kompaun Tungsten dan Karbon (WC), selalunya dengan pengikat kobalt |
Komposit Metal Seramik Kristal Heksagonal |
Tungsten adalah logam tunggal, manakala tungsten carbide adalah sebatian yang termasuk atom karbon yang terikat dengan tungsten, membentuk struktur seramik yang sangat keras. Penambahan karbon dan pengikat seperti Cobalt memberikan tungsten karbida sifat uniknya, berbeza dari tungsten tulen.
Sifat fizikal dan mekanikal
Kekerasan
- Tungsten: logam keras dengan kekerasan mohs kira -kira 7.5 hingga 8, sama dengan keluli keras.
- Tungsten Carbide: Sangat sukar, dengan kekerasan Mohs 9 hingga 9.5, berlian berlian.
Perbezaan kekerasan ini bermakna tungsten carbide boleh memotong atau memakai banyak bahan lain, termasuk tungsten sendiri, menjadikannya sesuai untuk alat pemotongan dan abrasive.
Ketumpatan
- Tungsten: logam yang sangat padat, ketumpatan kira -kira 19.3 g/cm³, lebih berat daripada plumbum dan besi.
- Tungsten Carbide: Sedikit kurang padat daripada tungsten, sekitar 15.6 hingga 15.7 g/cm³, tetapi masih jauh lebih berat daripada keluli.
Ketumpatan tinggi kedua-dua bahan menyumbang kepada penggunaannya dalam aplikasi yang memerlukan jisim dalam jumlah yang kecil, seperti pelanggaran dan projektil meniup perisai.
Titik lebur
- Tungsten: Titik lebur tertinggi mana -mana logam pada 3,422 ° C (6,192 ° F).
- Tungsten Carbide: Titik lebur yang tinggi kira -kira 2,870 ° C (5,198 ° F), lebih rendah daripada tungsten tetapi masih sangat tinggi.
Perbezaan titik lebur mencerminkan ikatan atom yang berbeza. Bon logam Tungsten memerlukan lebih banyak tenaga untuk memecahkan daripada ikatan kovalen di karbida tungsten.
Kekonduksian terma dan elektrik
- Tungsten: Kekonduksian terma yang sangat baik (~ 173 w/m · k) dan kekonduksian elektrik yang baik.
- Tungsten Carbide: Kekonduksian terma yang baik (kira -kira 110 w/m · k) tetapi kekonduksian elektrik yang lebih rendah berbanding tungsten.
Kekonduksian elektrik unggul Tungsten menjadikannya berharga dalam hubungan elektrik dan filamen, sedangkan kekonduksian yang lebih rendah karbida tungsten mengehadkan penggunaannya dalam aplikasi elektrik.
Ketangguhan dan kelembutan
- Tungsten: Lebih banyak mulur dan kurang rapuh, rintangan impak yang lebih baik.
- Tungsten Carbide: Sangat keras tetapi rapuh, terdedah kepada kerepek atau patah di bawah kesan berat.
Kelembutan ini memerlukan alat tungsten karbida untuk digunakan dengan teliti, selalunya dengan sokongan atau dalam bentuk komposit untuk mencegah kerosakan.
Proses pembuatan
Pengeluaran tungsten
Tungsten diekstrak dari bijih seperti wolframite dan scheelite melalui satu siri proses kimia yang melibatkan pemanggang, larut, dan pengurangan. Serbuk tungsten yang disucikan kemudian disatukan oleh sintering atau cair dan dibuang ke dalam bentuk. Oleh kerana titik lebur yang tinggi, tungsten sering diproses oleh metalurgi serbuk dan bukannya lebur.
Pengeluaran karbida tungsten
Tungsten karbida dihasilkan dengan menggabungkan serbuk tungsten dengan karbon hitam dan memanaskan campuran dalam suasana hidrogen pada 1,400-1,600 ° C. Proses ini, yang dipanggil karburisasi, membentuk sebatian WC. Serbuk kemudian dicampur dengan pengikat kobalt dan sintered di bawah tekanan tinggi dan suhu untuk menghasilkan bahagian yang padat dan keras.
Aplikasi
Penggunaan Tungsten
- Filamen Elektrik: Titik lebur tinggi Tungsten dan kekonduksian elektrik menjadikannya sesuai untuk filamen mentol lampu pijar dan unsur pemanasan.
- Aloi: Ditambah kepada keluli dan logam lain untuk meningkatkan kekerasan dan rintangan haba dalam alat pemotong dan komponen aeroangkasa.
-Perisai Sinaran: Digunakan dalam Perisai X-Ray Perubatan dan Perindustrian kerana ketumpatan dan tidak toksisinya berbanding dengan plumbum.
- Berat dan mengimbangi: Digunakan dalam aplikasi yang memerlukan berat padat, padat seperti dalam kereta lumba, pesawat, dan balast.
Kegunaan karbida tungsten
- Alat pemotongan: digunakan secara meluas dalam bit gerudi, pemotong penggilingan, dan melihat bilah untuk kerja logam, perlombongan, dan pembinaan kerana kekerasan yang melampau dan rintangan haus.
- Bahagian-bahagian yang tahan: komponen seperti muncung, galas, dan memakai plat dalam jentera perindustrian.
- Perhiasan: Digunakan dalam cincin dan jam tangan untuk rintangan gores dan ketahanan.
- Aplikasi ketenteraan: peluru dan penembusan perisai kerana kekerasan dan ketumpatan.
- Instrumen Pembedahan: Alat pemotongan ketepatan dan pisau pisau.
Perbandingan kos
Logam tungsten biasanya lebih murah daripada karbida tungsten, terutamanya kerana tungsten carbide memerlukan langkah pemprosesan tambahan dan pengikat kobalt. Harga karbida tungsten berubah -ubah dengan harga kobalt dan permintaan untuk alat perindustrian. Walaupun kos yang lebih tinggi, kekerasan unggul Tungsten Carbide dan rintangan memakai membenarkan penggunaannya dalam menuntut aplikasi.
Pertimbangan Alam Sekitar dan Keselamatan
- Tungsten: Secara amnya dianggap selamat dan tidak toksik, walaupun debu tungsten boleh berbahaya jika dihirup dalam kuantiti yang banyak.
- Tungsten Carbide: Pengikat kobalt yang digunakan dalam karbida tungsten boleh menyebabkan tindak balas alahan atau masalah kesihatan jika ditangani secara tidak wajar. Protokol keselamatan yang betul adalah penting semasa pembuatan dan pemesinan.
Jadual Ringkasan: Tungsten vs Tungsten Carbide
| Property |
Tungsten |
Tungsten Carbide |
| Komposisi |
Logam tulen (w) |
Kompaun (WC) + pengikat kobalt |
| Kekerasan (mohs) |
7.5 - 8 |
9 - 9.5 |
| Ketumpatan (g/cm³) |
19.3 |
15.6 - 15.7 |
| Titik lebur (° C) |
3,422 |
~ 2,870 |
| Kekonduksian elektrik |
Tinggi |
Sederhana hingga rendah |
| Ketangguhan |
Tinggi (mulur) |
Rendah (rapuh) |
| Kegunaan biasa |
Filamen, aloi, berat |
Alat pemotongan, memakai bahagian, perhiasan |
| Kos |
Lebih rendah |
Lebih tinggi |
Kesimpulan
Kesimpulannya, tungsten dan tungsten carbide, sementara yang berkaitan dengan elemen tungsten, berfungsi dengan tujuan yang sangat berbeza kerana sifat fizikal dan kimia yang berbeza. Tungsten adalah logam mulur yang padat dengan titik lebur tertinggi semua logam, menjadikannya sesuai untuk aplikasi suhu tinggi dan elektrik. Tungsten Carbide, sebaliknya, adalah sebatian yang terkenal dengan kekerasan yang luar biasa dan rintangan haus, menjadikannya sangat diperlukan dalam alat pemotong dan jentera perindustrian.
Memilih antara tungsten dan tungsten carbide bergantung kepada keperluan khusus kekerasan, ketangguhan, kestabilan haba, dan kos. Memahami perbezaan ini membolehkan jurutera, pengeluar, dan pengguna memilih bahan yang sesuai untuk keperluan mereka, mengoptimumkan prestasi dan ketahanan.
Soalan Lazim (Soalan Lazim)
1. Apakah perbezaan utama antara tungsten dan tungsten carbide?
Perbezaan utama ialah tungsten adalah elemen metalik yang tulen, manakala tungsten carbide adalah sebatian yang dibentuk oleh tungsten dan atom karbon, sering dicampur dengan kobalt. Tungsten Carbide jauh lebih sukar dan lebih tahan haus tetapi juga lebih rapuh daripada tungsten.
2. Bolehkah karbida tungsten digunakan untuk aplikasi elektrik seperti tungsten?
Tidak, karbida tungsten mempunyai kekonduksian elektrik yang lebih rendah berbanding dengan tungsten tulen dan biasanya tidak digunakan dalam aplikasi elektrik. Kekonduksian yang sangat baik Tungsten menjadikannya sesuai untuk filamen dan kenalan.
3. Mengapa Tungsten Carbide jauh lebih sukar daripada Tungsten?
Kekerasan tungsten karbida berasal dari struktur kristal seperti seramik yang dibentuk oleh ikatan kovalen yang kuat antara atom tungsten dan karbon, sedangkan ikatan logam tungsten kurang tegar, menjadikannya lebih lembut.
4. Adakah karbida tungsten lebih mahal daripada tungsten?
Ya, karbida tungsten umumnya lebih mahal kerana proses pembuatannya yang kompleks dan penambahan pengikat kobalt. Walau bagaimanapun, kekerasan dan ketahanannya yang unggul membenarkan kos dalam banyak aplikasi perindustrian.
5. Adakah tungsten dan tungsten karbida selamat untuk dikendalikan?
Tungsten umumnya selamat, tetapi debu tungsten boleh berbahaya jika dihirup. Tungsten Carbide mengandungi kobalt, yang boleh menyebabkan tindak balas alahan atau masalah kesihatan jika tidak ditangani dengan betul. Langkah berjaga -jaga keselamatan diperlukan semasa pembuatan dan pemesinan.
Petikan:
[1] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-explained/
[2] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-vs-carbide-whats-difference-daijun-liu
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[4] https://mirror-polish.com/en/material_nowledge/tungsten/
[5] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[6] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-metal
[7] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[8] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035
[9] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten
[10] https://cncpartsxtj.com/cnc-materials/difference-tungsten-and-tungsten-carbide/
[11] https://www.retopz.com/57-frequly-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[12] https://www.tungstensupply.com/faq.html
[13] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[14] https://shop.machinemfg.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-key-differences/
[15] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-image
[16] https://www.thermalspray.com/questions-tungsten-carbide/
[17] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[18] https://www.xometry.com/resources/materials/tungsten-metal/
[19] https://www.gettyimages.com/photos/tungsten-metal
[20] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html
[21] https://va-tungsten.co.za/pure-tungsten-vs-tungsten-carbide-whats-the-difference/
[22] https://www.tungstenworld.com/pages/tungsten-vs-tungsten-carbide
[23] https://www.vanswedenjewelers.com/blogs/education-ideas/tungsten-vs-tungsten-carbide-wedding-bands
[24] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[25] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten
[26] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html
[27] https://www.iqsdirectory.com/articles/tungsten/tungsten-metal.html
[28] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten
[29] https://www.shutterstock.com/search/tungsten
[30] https://www.gettyimages.hk/%E5%9c%96%E7%89%87/Tungsten-Carbide?page=2
[31] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-vs-carbide-whats-difference-dijun-liu
[32] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf
[33] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide-drill-bits
[34] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[35] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide
[36] https://www.aemmetal.com/news/tungsten-vs-tungsten-carbide-guide.html
[37] https://www.embr.com/blogs/news/what-does-tungsten-vs-tungsten-carbide-really-mean
[38] https://www.tungco.com/insights/blog/frequly-asked-questions-used-tungsten-carbide-inserts/
[39] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-in-informative-guide
[40] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and-cons-of-tungsten-carbide-a-comprehensive-guide/
