Menu treści
● Natura węgliku wolframu
● Odporność na rdzę z węglika wolframowego
● Właściwości przyczyniające się do odporności na korozję
● Zachowanie korozji węglika wolframowego
>> Utlenianie w wysokiej temperaturze
>> Oporność kwasu
>> Reakcja z halogenami
● Czynniki wpływające na odporność na korozję
>> 1. Elementy stopowe
>> 2. Warunki środowiskowe
>> 3. Ekstremalne ciepło
>> 4. Zanieczyszczenia
● Aplikacje wykorzystujące odporność na korozję węglików wolframowych
● Porównanie z innymi materiałami
● Konserwacja i opieka
● Przyszłe zmiany
● Wniosek
● FAQ
>> 1. Czy biżuterię z węglika wolframowego można nosić w wodzie?
>> 2. W jaki sposób twardość węglików wolframowych porównuje się do Diamond?
>> 3. Czy węglika wolframowe jest magnetyczne?
>> 4. Czy węglika wolframowe można poddać recyklingowi?
>> 5. Czy węglika wolframowe prowadzi energię elektryczną?
● Cytaty:
Węglenie wolframowe to niezwykły materiał znany z wyjątkowej twardości, trwałości i odporności na zużycie. Jednym z najczęstszych pytań dotyczących tego wszechstronnego związku jest to, czy rdzewieje. Odpowiedzieć na to pytanie i zbadać właściwości Węglenie wolframowe nagle, zagłębiajmy się w jego skład, cechy i zastosowania.
Natura węgliku wolframu
Węglenie wolframowe (WC) to związek chemiczny składający się z równych części atomów wolframu i węgla [2]. Nie jest to stop metalowy, ale raczej produkt metalurgii proszku, w którym bardzo drobne ziarna wolframu i węgla są mieszane i flokowane pod wysoką temperaturą i ciśnieniem [9].
Odporność na rdzę z węglika wolframowego
Krótka odpowiedź na to, czy rdza z węglików wolframowych to nie, nie rdzewieje w tradycyjnym sensie [1]. Rdza jest terminem specjalnie stosowanym do korozji żelaza i jego stopów, takich jak stal, która występuje w obecności wilgoci i tlenu. Ponieważ węglik wolframowy nie zawiera żelaza, nie może rdzewieć w taki sam sposób, jak robi to stal [1].
Należy jednak zauważyć, że chociaż węglik wolframowy nie rdzewieje, może doświadczać innych form korozji lub utleniania w określonych warunkach [3].
Właściwości przyczyniające się do odporności na korozję
Kilka właściwości węglików wolframowych przyczynia się do jego doskonałej odporności na korozję:
1. Stabilność chemiczna: Węglenie wolframowe jest wyjątkowo stabilną substancją, która nie utlenia się w normalnych temperaturach w powietrzu [3].
2. Gęsta struktura krystaliczna: tworzy sześciokątną strukturę krystaliczną, która jest bardzo gęsta i odporna na atak chemiczny [3].
3. Wysoka temperatura topnienia: Z temperaturą topnienia 2870 ° C (5200 ° F) węgiel wolframowy pozostaje stabilny nawet w ekstremalnych warunkach [6].
4. Ochronna warstwa tlenku: po wystawieniu na powietrze wolfram tworzy bardzo stabilną warstwę tlenku, która działa jak tarcza, chroniąc materiał bazowy przed dalszym utlenianiem [1].
Zachowanie korozji węglika wolframowego
Podczas gdy węgliek wolframowy nie rdzewieje, nie jest całkowicie odporny na wszystkie formy ataku chemicznego. Oto kilka warunków, w których węgiel wolframowy może doświadczać korozji lub utleniania:
Utlenianie w wysokiej temperaturze
Utlenianie węglika wolframowego rozpoczyna się w temperaturach między 500–600 ° C (773–873 K) [2]. Po podgrzaniu do tych temperatur w atmosferze zawierającej tlen reaguje on, tworząc trójkołowce wolframu (WO₃) [3].
Oporność kwasu
Węglenie wolframowe jest wysoce odporne na większość kwasów. Nie rozpuszcza się w wodzie, kwasie solnym ani kwasie siarkowym. Można go jednak zaatakować przez mieszaninę kwasu hydrofluorowego i kwasu azotowego (HF/Hno₃) powyżej temperatury pokojowej [2].
Reakcja z halogenami
Węglenie wolframowe reaguje z gazem fluoru w temperaturze pokojowej i chlorem w temperaturach powyżej 400 ° C (673 K) [2].
Czynniki wpływające na odporność na korozję
Podczas gdy czysty węglik wolframowy jest wysoce odporny na korozję, kilka czynników może wpływać na jego zachowanie korozji:
1. Elementy stopowe
Gdy wolfram jest stopowany z innymi metali, które są podatne na rdzewieństwo, powstały stop może być bardziej podatny na utlenianie i plamę [5].
2. Warunki środowiskowe
Przedłużona ekspozycja na środowiska o wysokiej zawartości wilgoci i tlenu może ułatwić korozję w stopach węglika wolframowego [5].
3. Ekstremalne ciepło
W temperaturach od 600 ° C do 800 ° C czysty wolfram może zacząć utleniać się i zmatykać [5].
4. Zanieczyszczenia
Jeśli węglik wolframowy zawiera zanieczyszczenia, takie jak żelazo, zanieczyszczenia te mogą rdzewieć po wystawieniu na wodę i tlenu [5].
Aplikacje wykorzystujące odporność na korozję węglików wolframowych
Wyjątkowa odporność na korozję węglika wolframowego sprawia, że jest to idealny materiał do różnych zastosowań:
1. Biżuteria: Pierścienie z węglików wolframowych są popularne ze względu na ich trwałość i odporność na zmęczenie [5].
2. Narzędzia tnące: jego zdolność do utrzymywania integralności strukturalnej w wysokich temperaturach sprawia, że jest idealny do narzędzi tnący używanych w dużych, wysokiej, wysokiej temperaturze [3].
3. Komponenty przemysłowe: Węglenie wolframowe jest stosowane w częściach, które muszą wytrzymać różne formy zużycia, w tym przesuwną erozję i korozję [8].
4. Wiercenie lotnicze i ropy: jego trwałość i odporność na korozję sprawiają, że jest cenna w wymagających środowiskach, takich jak turbiny lotnicze i sprzęt do wiercenia oleju [4].
5. Elektronika: Węglenie wolframowe jest stosowane w rurkach i elektrodach rentgenowskich ze względu na jego stabilność i przewodność [5].
Porównanie z innymi materiałami
Aby lepiej zrozumieć odporność na korozję węglika wolframowego, porównajmy go z niektórymi innymi powszechnymi materiałami: twardość
| odporności |
na korozję |
(Skala MOHS) |
temperatura topnienia (° C) |
| Węglenie wolframowe |
Doskonały |
9.0-9.5 |
2870 |
| Stal |
Biedne (rdzy łatwo) |
4-4,5 |
1 370-1 530 |
| Tytan |
Doskonały |
6.0 |
1668 |
| Aluminium |
Dobry |
2.5-3.0 |
660 |
Jak widzimy, węglik wolframowy przewyższa wiele wspólnych materiałów pod względem odporności na korozję i twardości, a jednocześnie ma wyjątkowo wysoką temperaturę topnienia.
Konserwacja i opieka
Pomimo doskonałej odporności na korozję właściwa opieka może pomóc utrzymać wygląd i integralność przedmiotów z węglików wolframowych:
1. Regularne czyszczenie: Wyczyść przedmioty z węglika wolframowego z łagodnym mydłem i wodą, aby usunąć brud i oleje.
2. Unikaj ostrych chemikaliów: Chociaż odporne na wiele chemikaliów najlepiej unikać przedłużonej ekspozycji na silne kwasy lub zasady.
3. Przechowywanie: Przechowuj przedmioty z węglików wolframowych w suchym miejscu, aby zminimalizować ekspozycję na wilgoć.
4. Polerowanie: Jeśli nastąpi zmęczenie, delikatne polerowanie często może przywrócić oryginalny połysk.
Przyszłe zmiany
Badania nad węglikiem wolframu trwają, a naukowcy i inżynierowie pracują nad:
1. Poprawa procesu produkcyjnego w celu zwiększenia czystości i wydajności.
2. Opracowywanie nowych kompozytów z węglika wolframu z jeszcze lepszą odpornością na korozję.
3. Badanie nowych zastosowań w rozwijających się technologiach, takich jak eksploracja energii odnawialnej i eksploracja przestrzeni.
Wniosek
Podsumowując, węglik wolframowy nie rdzewieje w tradycyjnym sensie, ponieważ nie zawiera żelaza. Jego wyjątkowa odporność na korozję, w połączeniu z niezwykłą twardością i stabilnością w wysokiej temperaturze, czyni go nieocenionym materiałem w wielu zastosowaniach przemysłowych i konsumenckich. Chociaż może doświadczyć utleniania w ekstremalnych warunkach, węglika wolframowa pozostaje jednym z najtrwalszych dostępnych materiałów opornych na korozję.
Gdy nadal przekraczamy granice nauki materialnej, węglika wolframu stanowi świadectwo ludzkiej pomysłowości, zapewniając rozwiązania wyzwaniom w różnych branżach. Jego unikalne nieruchomości zapewniają, że pozostaną kluczowym materiałem w naszym krajobrazie technologicznym przez wiele lat.
FAQ
1. Czy biżuterię z węglika wolframowego można nosić w wodzie?
Tak, biżuteria z węglika wolframowego można bezpiecznie nosić w wodzie. Nie rdzewieje ani nie niszczy po wystawieniu na wodę, co czyni ją idealną do codziennego noszenia, w tym pływanie i prysznic [5].
2. W jaki sposób twardość węglików wolframowych porównuje się do Diamond?
Węglenie wolframowe jest niezwykle trudne, zajmując około 9,0–9,5 w skali MOHS. Chociaż sprawia, że jest to jeden z najtrudniejszych dostępnych materiałów, jest nadal bardziej miękki niż Diamond, który zajmuje 10 w skali MOHS [2].
3. Czy węglika wolframowe jest magnetyczne?
Nie, węglik wolframowy nie jest magnetyczny. Ta właściwość, w połączeniu z odpornością na korozję, sprawia, że nadaje się do stosowania w środowiskach, w których materiały magnetyczne mogą powodować zakłócenia [4].
4. Czy węglika wolframowe można poddać recyklingowi?
Tak, Carbide Tungsten można poddać recyklingowi. Istnieją wyspecjalizowane procesy odzyskiwania i przetwarzania węglików wolframowych, szczególnie z narzędzi i komponentów przemysłowych [2].
5. Czy węglika wolframowe prowadzi energię elektryczną?
Tak, węglik wolframowy ma stosunkowo niską rezystywność elektryczną około 0,2 μΩ · m, co jest porównywalne z niektórymi metaliami. To sprawia, że jest to przydatne w niektórych zastosowaniach elektrycznych [2].
Cytaty:
[1] https://www.boyiprototyping.com/materials-guide/does-tungsten-rust/
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[3] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[4] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[5] https://kdmfab.com/does-tungsten-rust/
[6] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide
[7] https://www.hpnonline.com/sterile-processing/article/55233008/tungsten-carbide-versus-villains-is-it-rust-or-corrosion
[8] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[9] http://www.chinatungsten.com/tungsten-carbide/properties-of-tungsten-carbide.html
