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● Introdução ao carboneto de tungstênio e tungstênio
>> O que é tungstênio?
>> O que é carboneto de tungstênio?
● Composição e estrutura
● Propriedades físicas e mecânicas
>> Dureza
>> Densidade
>> Ponto de fusão
>> Condutividade térmica e elétrica
>> Resistência e fragilidade
● Processos de fabricação
>> Produção de tungstênio
>> Produção de carboneto de tungstênio
● Aplicações
>> Tungstênio usa
>> Usa o carboneto de tungstênio
● Comparação de custos
● Considerações ambientais e de segurança
● Tabela de resumo: tungstênio vs carboneto de tungstênio
● Conclusão
● Perguntas frequentes (perguntas frequentes)
>> 1. Qual é a principal diferença entre o tungstênio e o carboneto de tungstênio?
>> 2. O carboneto de tungstênio pode ser usado para aplicações elétricas como o tungstênio?
>> 3. Por que o carboneto de tungstênio é muito mais difícil que o tungstênio?
>> 4. O carboneto de tungstênio é mais caro que o tungstênio?
>> 5. O tungstênio e o carboneto de tungstênio são seguros para manusear?
● Citações:
Tungstênio e O carboneto de tungstênio são dois materiais frequentemente mencionados juntos devido a seus nomes relacionados e elemento compartilhado, o tungstênio. No entanto, eles diferem significativamente em composição, propriedades físicas, dureza, aplicações e custo. Este artigo explora essas diferenças em profundidade, fornecendo uma compreensão abrangente das características e usos únicos de cada material.
Introdução ao carboneto de tungstênio e tungstênio
O que é tungstênio?
O tungstênio (símbolo químico W, número atômico 74) é um elemento metálico puro conhecido por sua densidade excepcional, dureza e o ponto de fusão mais alto de todos os metais a 3.422 ° C (6.192 ° F). É um metal branco acinzentado com excelente condutividade térmica e elétrica e é altamente resistente à corrosão e desgaste. O tungstênio é naturalmente encontrado em minerais como Wolframite e Scheelite e é extraído por meio de processos de refino complexos.
O que é carboneto de tungstênio?
O carboneto de tungstênio (fórmula química WC) é um composto químico formado pela combinação de átomos de tungstênio e carbono na proporção de aproximadamente 1: 1. É um compósito de cerâmica-metal (cermet) frequentemente misturado com um aglutinante metálico como o cobalto para aumentar a tenacidade. O carboneto de tungstênio é conhecido por sua extrema dureza, classificando de 9 a 9,5 na escala MOHS, perdendo apenas o diamante. É sintetizado através de um processo de metalurgia em pó e é amplamente utilizado em aplicações industriais que requerem resistência ao desgaste.
de composição e
| estrutura |
de composição |
Estrutura |
| Tungstênio |
Elemento puro (W) |
Metal cúbico centrado no corpo (BCC) |
| Carboneto de tungstênio |
Composto de tungstênio e carbono (WC), geralmente com fichário de cobalto |
Compósito de cerâmica de cristal hexagonal |
O tungstênio é um metal de elemento único, enquanto o carboneto de tungstênio é um composto que inclui átomos de carbono ligados ao tungstênio, formando uma estrutura de cerâmica muito difícil. A adição de carbono e ligantes como o cobalto oferece ao carboneto de tungstênio suas propriedades únicas, distintas do tungstênio puro.
Propriedades físicas e mecânicas
Dureza
- Tungstênio: metal duro com dureza Mohs de aproximadamente 7,5 a 8, semelhante ao aço endurecido.
- Carboneto de tungstênio: extremamente difícil, com dureza Mohs de 9 a 9,5, rivalizando com o diamante.
Essa diferença na dureza significa que o carboneto de tungstênio pode cortar ou desgastar muitos outros materiais, incluindo o próprio tungstênio, tornando -o ideal para ferramentas de corte e abrasivos.
Densidade
- Tungstênio: metal muito denso, densidade de cerca de 19,3 g/cm³, mais pesado que chumbo e ferro.
- Carboneto de tungstênio: um pouco menos denso que o tungstênio, em torno de 15,6 a 15,7 g/cm³, mas ainda muito mais pesado que o aço.
A alta densidade de ambos os materiais contribui para o seu uso em aplicações que requerem massa em um pequeno volume, como contrapesos e projéteis com isca de armadura.
Ponto de fusão
- Tungstênio: ponto de fusão mais alto de qualquer metal a 3.422 ° C (6.192 ° F).
- Carboneto de tungstênio: alto ponto de fusão de aproximadamente 2.870 ° C (5.198 ° F), menor que o tungstênio, mas ainda muito alto.
A diferença de ponto de fusão reflete sua ligação atômica diferente. As ligações metálicas de tungstênio exigem mais energia para quebrar do que as ligações covalentes no carboneto de tungstênio.
Condutividade térmica e elétrica
- Tungstênio: Excelente condutividade térmica (~ 173 W/M · K) e boa condutividade elétrica.
- Carboneto de tungstênio: boa condutividade térmica (cerca de 110 W/m · k), mas menor condutividade elétrica em comparação com o tungstênio.
A condutividade elétrica superior de tungstênio o torna valioso em contatos e filamentos elétricos, enquanto a menor condutividade do carboneto de tungstênio limita seu uso em aplicações elétricas.
Resistência e fragilidade
- Tungstênio: mais dúctil e menos quebradiço, melhor resistência ao impacto.
- Carboneto de tungstênio: muito duro, mas quebradiço, propenso a lascar ou fraturar sob forte impacto.
Essa fragilidade exige que as ferramentas de carboneto de tungstênio sejam usadas com cuidado, geralmente com suporte ou em formas compostas para evitar quebras.
Processos de fabricação
Produção de tungstênio
O tungstênio é extraído de minérios como Wolframite e Scheelite através de uma série de processos químicos envolvendo assar, lixiviação e redução. O pó de tungstênio purificado é então consolidado por sinterização ou derretido e fundido em formas. Devido ao seu alto ponto de fusão, o tungstênio é frequentemente processado pela metalurgia do pó em vez de derreter.
Produção de carboneto de tungstênio
O carboneto de tungstênio é produzido combinando pó de tungstênio com preto de carbono e aquecendo a mistura em uma atmosfera de hidrogênio a 1.400 a 1.600 ° C. Esse processo, chamado de carburação, forma o composto WC. O pó é então misturado com um ligante de cobalto e sinterizado sob alta pressão e temperatura para produzir partes densas e difíceis.
Aplicações
Tungstênio usa
- Filamentos elétricos: o alto ponto de fusão e a condutividade elétrica do tungstênio o tornam ideal para filamentos incandescentes da lâmpada e elementos de aquecimento.
- ligas: adicionadas ao aço e outros metais para melhorar a dureza e a resistência ao calor nas ferramentas de corte e nos componentes aeroespaciais.
-Escudo de radiação: usado na blindagem médica e industrial de raios-X devido à sua densidade e não toxicidade em comparação com o chumbo.
- Pesos e contrabalâncias: usado em aplicações que requerem pesos densos e compactos, como em carros de corrida, aeronaves e lastro.
Usa o carboneto de tungstênio
- Ferramentas de corte: amplamente utilizadas em bits de perfuração, cortadores de moagem e lâminas de serra para trabalho de metal, mineração e construção devido à extrema dureza e resistência ao desgaste.
- Peças resistentes ao desgaste: componentes como bicos, rolamentos e placas de uso em máquinas industriais.
- Jóias: Usado em anéis e relógios para resistência e durabilidade de arranhões.
- Aplicações militares: munição e penetradores de piercing de armadura devido à dureza e densidade.
- Instrumentos cirúrgicos: ferramentas de corte de precisão e bisturis.
Comparação de custos
O metal de tungstênio é geralmente mais barato que o carboneto de tungstênio, principalmente porque o carboneto de tungstênio requer etapas adicionais de processamento e ligantes de cobalto. O preço do carboneto de tungstênio flutua com os preços do cobalto e a demanda por ferramentas industriais. Apesar do custo mais alto, a dureza superior e a resistência do desgaste de Tungstênio Carbide justifica seu uso em aplicações exigentes.
Considerações ambientais e de segurança
- Tungstênio: Geralmente considerado seguro e não tóxico, embora a poeira do tungstênio possa ser perigosa se inalada em grandes quantidades.
- Carboneto de tungstênio: os ligantes de cobalto usados no carboneto de tungstênio podem causar reações alérgicas ou problemas de saúde se tratados indevidamente. Os protocolos de segurança adequados são essenciais durante a fabricação e a usinagem.
Tabela de resumo: tungstênio vs tungstênio carboneto
| de |
tungstênio |
tungstênio carboneto |
| Composição |
Metal puro (W) |
Composto (WC) + Binder Cobalt |
| Dureza (mohs) |
7.5 - 8 |
9 - 9.5 |
| Densidade (g/cm³) |
19.3 |
15.6 - 15.7 |
| Ponto de fusão (° C) |
3.422 |
~ 2.870 |
| Condutividade elétrica |
Alto |
Moderado a baixo |
| Resistência |
Alto (dúctil) |
Baixo (quebradiço) |
| Usos típicos |
Filamentos, ligas, pesos |
Ferramentas de corte, peças de uso, jóias |
| Custo |
Mais baixo |
Mais alto |
Conclusão
Em conclusão, o tungstênio e o carboneto de tungstênio, enquanto relacionados pelo elemento tungstênio, servem a propósitos muito diferentes devido a suas propriedades físicas e químicas distintas. O tungstênio é um metal denso e dúctil, com o maior ponto de fusão de todos os metais, tornando-o ideal para aplicações de alta temperatura e elétrica. O carboneto de tungstênio, por outro lado, é um composto conhecido por sua dureza excepcional e resistência ao desgaste, tornando -o indispensável em ferramentas de corte e máquinas industriais.
A escolha entre o carboneto de tungstênio e o tungstênio depende dos requisitos específicos de dureza, resistência, estabilidade térmica e custo. A compreensão dessas diferenças permite que engenheiros, fabricantes e consumidores selecionem o material certo para suas necessidades, otimizando o desempenho e a durabilidade.
Perguntas frequentes (perguntas frequentes)
1. Qual é a principal diferença entre o tungstênio e o carboneto de tungstênio?
A principal diferença é que o tungstênio é um elemento metálico puro, enquanto o carboneto de tungstênio é um composto formado por tungstênio e átomos de carbono, geralmente misturado com cobalto. O carboneto de tungstênio é muito mais difícil e mais resistente ao desgaste, mas também mais quebradiço que o tungstênio.
2. O carboneto de tungstênio pode ser usado para aplicações elétricas como o tungstênio?
Não, o carboneto de tungstênio tem menor condutividade elétrica em comparação com o tungstênio puro e geralmente não é usado em aplicações elétricas. A excelente condutividade de Tungstênio o torna adequado para filamentos e contatos.
3. Por que o carboneto de tungstênio é muito mais difícil que o tungstênio?
A dureza do carboneto de tungstênio vem de sua estrutura cristalina do tipo cerâmica formada por fortes ligações covalentes entre os átomos de tungstênio e o carbono, enquanto as ligações metálicas do tungstênio são menos rígidas, tornando-as mais macias.
4. O carboneto de tungstênio é mais caro que o tungstênio?
Sim, o carboneto de tungstênio geralmente é mais caro devido ao seu complexo processo de fabricação e à adição de ligantes de cobalto. No entanto, sua dureza e durabilidade superiores justificam o custo em muitas aplicações industriais.
5. O tungstênio e o carboneto de tungstênio são seguros para manusear?
O tungstênio é geralmente seguro, mas a poeira do tungstênio pode ser prejudicial se inalada. O carboneto de tungstênio contém cobalto, que pode causar reações alérgicas ou problemas de saúde se não forem tratados adequadamente. As precauções de segurança são necessárias durante a fabricação e a usinagem.
Citações:
[1] https://konecarbide.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-differences-expling/
[2] https://www.linkedin.com/pulse/tungsten-vs-carbide-whats-difference-haijun-liu
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[4] https://mirror-polish.com/en/material_knowledge/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--frequently-asked-questions-daqs-about-tungsten-carbide/
[12] https://www.tungstensupply.com/faq.html
[13] https://cowsal.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-haijun-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://cowsal.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-relly mean
[38] https://www.tungco.com/insights/blog/frequently-asked-questions-used-tungsten-carbide-inserts/
[39] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-nformative-guide
[40] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and-cons-of-tungsten-carbide-a--mepprensivence-guide/
