Meniu de conținut
● Natura carburii de tungsten
● Rezistența la rugină a carburii de tungsten
● Proprietăți care contribuie la rezistența la coroziune
● Comportamentul de coroziune al carburii de tungsten
>> Oxidare la temperatură ridicată
>> Rezistență la acid
>> Reacție cu halogeni
● Factori care afectează rezistența la coroziune
>> 1. Elemente de aliere
>> 2. Condiții de mediu
>> 3. Căldură extremă
>> 4. Impurități
● Aplicații care utilizează rezistența la coroziune a carburii de tungsten
● Comparație cu alte materiale
● Întreținere și îngrijire
● Evoluții viitoare
● Concluzie
● FAQ
>> 1. Poate fi purtată bijuteriile din carbură de tungsten în apă?
>> 2. Cum se compară duritatea carburii de tungsten cu diamantul?
>> 3. Este carbură de tungsten magnetic?
>> 4. Poate fi reciclat carbura de tungsten?
>> 5. CARBIDE Tungsten conduce electricitate?
● Citări:
Carbura de tungsten este un material remarcabil cunoscut pentru duritatea sa excepțională, durabilitatea și rezistența la uzură. Una dintre cele mai frecvente întrebări cu privire la acest compus versatil este dacă acesta ruginește. Pentru a răspunde la această întrebare și a explora proprietățile Carbură de tungsten în profunzime, să ne aprofundăm în compoziția, caracteristicile și aplicațiile sale.
Natura carburii de tungsten
Carbura de tungsten (WC) este un compus chimic format din părți egale de tungsten și atomi de carbon [2]. Nu este un aliaj metalic, ci mai degrabă un produs al metalurgiei pulberii, unde boabele foarte fine de tungsten și carbon sunt amestecate și topite la temperaturi și presiune ridicată [9].
Rezistența la rugină a carburii de tungsten
Răspunsul scurt la dacă rugini de carbură de tungsten este nu, nu ruginește în sensul tradițional [1]. Rustul este un termen utilizat special pentru coroziunea fierului și aliajelor sale, cum ar fi oțelul, care apare în prezența umidității și oxigenului. Deoarece carbura de tungsten nu conține fier, nu poate rugini în același mod în care oțelul face [1].
Cu toate acestea, este important de menționat că, în timp ce carbura de tungsten nu rugini, poate experimenta alte forme de coroziune sau oxidare în anumite condiții [3].
Proprietăți care contribuie la rezistența la coroziune
Mai multe proprietăți ale carburii de tungsten contribuie la rezistența sa excelentă la coroziune:
1. Stabilitatea chimică: carbura de tungsten este o substanță extrem de stabilă care nu se oxidează la temperaturi normale în aer [3].
2. Structura de cristal densă: formează o structură de cristal hexagonal, care este foarte densă și rezistentă la atacul chimic [3].
3. Punctul de topire ridicat: cu un punct de topire de 2.870 ° C (5.200 ° F), carbura de tungsten rămâne stabilă chiar și în condiții extreme [6].
4. Strat de oxid protector: Când este expus la aer, tungstenul formează un strat de oxid foarte stabil, care acționează ca un scut, protejând materialul de bază de oxidarea ulterioară [1].
Comportamentul de coroziune al carburii de tungsten
În timp ce carbura de tungsten nu rugini, nu este în întregime imună la toate formele de atac chimic. Iată câteva condiții în care carbura de tungsten poate experimenta coroziune sau oxidare:
Oxidare la temperatură ridicată
Oxidarea carburii de tungsten începe la temperaturi cuprinse între 500-600 ° C (773–873 K) [2]. Când este încălzit la aceste temperaturi într-o atmosferă care conține oxigen, reacționează pentru a forma trioxid de tungsten (WO₃) [3].
Rezistență la acid
Carbura de tungsten este foarte rezistentă la majoritatea acizilor. Nu se dizolvă în apă, acid clorhidric sau acid sulfuric. Cu toate acestea, poate fi atacat de un amestec de acid hidrofluoric și acid azotic (HF/HNO₃) peste temperatura camerei [2].
Reacție cu halogeni
Carbura de tungsten reacționează cu gaz fluor la temperatura camerei și cu clor la temperaturi peste 400 ° C (673 K) [2].
Factori care afectează rezistența la coroziune
În timp ce carbura de tungsten pur este foarte rezistentă la coroziune, mai mulți factori pot influența comportamentul său de coroziune:
1. Elemente de aliere
Când tungstenul este aliat cu alte metale care sunt sensibile la rugină, aliajul rezultat poate fi mai predispus la oxidare și ternisire [5].
2. Condiții de mediu
Expunerea prelungită la medii cu umiditate ridicată și conținut de oxigen poate facilita coroziunea în aliajele de carbură de tungsten [5].
3. Căldură extremă
La temperaturi cuprinse între 600 ° C și 800 ° C, tungstenul pur poate începe să oxideze și să se târască [5].
4. Impurități
Dacă carbura de tungsten conține impurități precum fierul, aceste impurități pot rugina atunci când sunt expuse la apă și oxigen [5].
Aplicații care utilizează rezistența la coroziune a carburii de tungsten
Rezistența excepțională de coroziune a carburii de tungsten îl face un material ideal pentru diverse aplicații:
1. Bijuterii: Inelele de carbură de tungsten sunt populare datorită durabilității și rezistenței lor la ternishing [5].
2. Instrumente de tăiere: Capacitatea sa de a menține integritatea structurală la temperaturi ridicate o face perfectă pentru tăierea instrumentelor utilizate în medii de mare viteză, la temperaturi ridicate [3].
3. Componente industriale: carbura de tungsten este utilizată în părți care trebuie să reziste la diverse forme de uzură, inclusiv eroziunea glisantă și coroziunea [8].
4.. Aerospațial și foraj petrolier: durabilitatea și rezistența la coroziune o fac valoroasă în medii solicitante, cum ar fi turbinele aerospațiale și echipamentele de foraj petrolier [4].
5. Electronică: carbura de tungsten este utilizată în tuburi cu raze X și electrozi datorită stabilității și conductivității sale [5].
Comparație cu alte materiale
Pentru a înțelege mai bine rezistența la coroziune a carburii de tungsten, să o comparăm cu alte materiale comune: Duritatea
| materialului |
rezistenței la coroziune a |
(scara Mohs) |
(° C) |
| Carbură de tungsten |
Excelent |
9.0-9.5 |
2.870 |
| Oţel |
Sărac (rugini ușor) |
4-4.5 |
1.370-1.530 |
| Titan |
Excelent |
6.0 |
1.668 |
| Aluminiu |
Bun |
2.5-3.0 |
660 |
După cum putem vedea, carbura de tungsten depășește multe materiale comune în ceea ce privește rezistența la coroziune și duritate, având în același timp un punct de topire excepțional de ridicat.
Întreținere și îngrijire
În ciuda rezistenței sale excelente de coroziune, îngrijirea adecvată poate ajuta la menținerea aspectului și integrității articolelor din carbură de tungsten:
1. Curățarea regulată: curățați obiectele din carbură de tungsten cu săpun ușor și apă pentru a îndepărta murdăria și uleiurile.
2. Evitați substanțele chimice dure: în timp ce este rezistent la multe substanțe chimice, cel mai bine este să evitați expunerea prelungită la acizi sau baze puternice.
3. Depozitare: Depozitați articolele din carbură de tungsten într -un loc uscat pentru a reduce la minimum expunerea la umiditate.
4. Lustruirea: Dacă se produce ternishing, lustruirea blândă poate restabili adesea strălucirea originală.
Evoluții viitoare
Cercetările privind carbura de tungsten continuă, oamenii de știință și ingineri care lucrează la:
1. Îmbunătățirea procesului de fabricație pentru îmbunătățirea purității și performanței.
2. Dezvoltarea de noi compozite de carbură de tungsten cu o rezistență la coroziune și mai bună.
3. Explorarea noilor aplicații în tehnologiile emergente, cum ar fi energia regenerabilă și explorarea spațială.
Concluzie
În concluzie, carbura de tungsten nu ruginește în sensul tradițional, deoarece nu conține fier. Rezistența sa excepțională la coroziune, combinată cu duritatea sa remarcabilă și stabilitatea la temperaturi ridicate, o face un material neprețuit în numeroase aplicații industriale și de consum. În timp ce poate experimenta oxidarea în condiții extreme, carbura de tungsten rămâne unul dintre cele mai durabile și rezistente la coroziune disponibile.
Pe măsură ce continuăm să împingem limitele științei materialelor, carbura de tungsten este un testament al ingeniozității umane, oferind soluții pentru provocări din diferite industrii. Proprietățile sale unice se asigură că va rămâne un material crucial în peisajul nostru tehnologic pentru anii următori.
FAQ
1. Poate fi purtată bijuteriile din carbură de tungsten în apă?
Da, bijuteriile din carbură de tungsten pot fi purtate în siguranță în apă. Nu rugini sau nu se încurcă atunci când este expus la apă, ceea ce îl face ideal pentru uzura de zi cu zi, inclusiv înot și duș [5].
2. Cum se compară duritatea carburii de tungsten cu diamantul?
Carbura de tungsten este extrem de grea, clasându -se aproximativ 9,0–9,5 pe scara MOHS. În timp ce acest lucru îl face unul dintre cele mai grele materiale disponibile, este încă mai moale decât Diamond, care se află pe 10 pe scara Mohs [2].
3. Este carbură de tungsten magnetic?
Nu, carbura de tungsten nu este magnetică. Această proprietate, combinată cu rezistența sa la coroziune, o face potrivită pentru utilizare în medii în care materialele magnetice ar putea provoca interferențe [4].
4. Poate fi reciclat carbura de tungsten?
Da, carbura de tungsten poate fi reciclată. Există procese specializate pentru recuperarea și reprocesarea carburii de tungsten, în special din instrumente și componente industriale [2].
5. CARBIDE Tungsten conduce electricitate?
Da, carbura de tungsten are o rezistivitate electrică relativ scăzută de aproximativ 0,2 μω · m, care este comparabilă cu unele metale. Acest lucru îl face util în anumite aplicații electrice [2].
Citări:
[1] https://www.boyiprototyping.com/materials-guide/does-tungsten-rust/
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[3] https://www.alied-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-cororosion
[8] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[9] http://www.chinatungsten.com/tungsten-carbide/properties-of-tungsten-carbide.html
