Мени садржаја
● Увод у основне супстанце
● Историјска позадина волфстен карбида
● Састав волфраног карбида
>> Кристална структура
● Синтеза волфстен карбида
>> 1. Директна карбуризација
>> 2. Процес кревета на течни кревет
>> 3. Хемијска таложење паре (ЦВД)
● Својства волфстен карбида
>> 1. Механичка својства
>> 2 Термална и електрична проводљивост
>> 3. Отпорност на корозију
● Апликације у волфрамном карбиду
>> 1. Алати за резање индустријских резања
>> 2. Аероспаце и одбрана
>> 3. Медицински уређаји
>> 4. Енергетски сектор
● Еколошка и економска разматрања
>> 1. рударско утицај
>> 2 технике рециклирања
● Изазови и иновације
>> 1. Брушење и жилавост
>> 2 3Д штампање
>> 3. Одрживе алтернативе
● Трендови на тржишту и будући поглед
● Закључак
● Постављана питања
>> 1. Како се волфстен карбид упоређује са дијамантом у тврдоће?
>> 2 Да ли се волфстен карбид може заварати или поправити?
>> 3. Зашто је кобалт који се користи као везиво у волфрам карбиду?
>> 4. Да ли је магнетно волфрам карбид?
>> 5. Шта ограничава употребу волфстен карбида у апликацијама са високим температурама?
● Цитати:
Волфстен карбид, са хемијским формулом ВЦ, је једињење које се састоји од тунгстена и атома угљеника. Познат је на изузетну тврдоћу, отпорност на хабање и високу тачку топљења, што га чини кључним материјалом у различитим индустријским апликацијама. Међутим, питање да ли Волфстен Царбиде је основна супстанца захтева разумевање онога што представља основну супстанцу и састав самог волфраног карбида.
Увод у основне супстанце
Основна супстанца је чиста хемијска супстанца која се састоји од само једне врсте атома, одликује се његовим атомским бројем. Примери укључују елементе попут кисеоника (о '), угљеник (ц) и волфрам (В). Ове супстанце су сачињене од атома истог елемента, који се могу спојити у молекулама или постоје као бесплатни атоми. Супротно томе, једињење попут волфстен карбида садржи два или више елемената хемијски везаних у фиксне пропорције.
Историјска позадина волфстен карбида
Волфстен карбид је први пут синтетизован крајем 19. века француски хемичар Хенри Моиссан, који је комбиновао волфрам и угљеник у електричној пећи. Међутим, његов индустријски потенцијал није реализован до 1920-их, када су немачки научници развили методе Синтер Волфстен Царбиде-а са везивима кобалта, стварајући материјал довољно тежак за алате за сечење. До 1930-их то је револуционирао индустрија за обраду метала, замењујући традиционалне челичне алате у машинској машини.
Састав волфраног карбида
Волфстен карбид формиран је комбиновањем волфрана (В) и атома угљеника у атомима од 1: 1. Најчешћи облик који се користи у индустријским апликацијама садржи око 94% волфрова и 6% угљеника по маси. Овај састав потврђује да је волфстен карбид једињење, а не основна супстанца, јер се састоји од два различита елемената хемијски везана у кристалној структури.
Кристална структура
Волфстен карбид има шестерокутну кристалну решетку (слика 2), где је сваки тунгстен атом окружен шест атома угљеника. Овај аранжман доприноси њеној изузетној тврдоћи и стабилности.
Синтеза волфстен карбида
1. Директна карбуризација
Примарна метода укључује гријање од волфраног метала или праха са угљеном (нпр. Графитом) на 1.400-2.000 ° Ц у атмосфери водоника. Реакција је:
В + Ц → ВЦ
Овај процес производи фини волфстен карбидни прах, који се затим помеша са везивима попут кобалта (6-12%) и синтерован под високим притиском.
2. Процес кревета на течни кревет
Алтернатива ниже температуре користи реактор флуидизованог кревета са ЦО / ЦОГ гасном смешом и водоником. Ова метода смањује потрошњу енергије и производи уједначене величине честица.
3. Хемијска таложење паре (ЦВД)
ЦВД технике депозит угушене плоче за карбиде на подлоге, идеалне за креирање површина отпорне на хабање за ваздухопловне компоненте.
Својства волфстен карбида
1. Механичка својства
- Тврдоћа: МОХС Тврдоћа ~ 9 (у поређењу са Диамонд 10).
- Тачка топљења: 2,870 ° Ц, виши од већине метала.
- Иоунг'с Модул: 530-700 ГПА, три пута чврсти од челика.
- Густина: 15.6 г / цм³3; упоредиво са уранијумом.
2 Термална и електрична проводљивост
Упркос тврдоћи, волфстен карбид води струју (слично бронзу) и топлотно ефикасно, чинећи га погодним за обраду електричног пражњења (ЕДМ).
3. Отпорност на корозију
Очиштава оксидацију на температурама до 600 ° Ц и инерт је на већину киселина, осим хидрофлуоричне киселине и азотне киселине у високим концентрацијама.
Апликације у волфрамном карбиду
1. Алати за резање индустријских резања
- Бушилице: Волфстен Царбиде-виллс бушилице (слика 5) Оутласт Стеел за 100к у абразивним окружењима.
- Глодански уметци: Користи се за обраду титанијума и Инцонел у производњи ваздухопловства.
2. Аероспаце и одбрана
- Млазнице за ракете: издржати екстремне температуре у системима погона.
- Аммуниција оклопног пирсиона: користи густину и тврдоћу ВЦ-а за пенетраторе.
3. Медицински уређаји
- Хируршки скалпели: оштрија и трајнији од нехрђајућег челика.
- Ортопедски имплантати: пресвучени са ВЦ-ом за отпорност на хабање у заједничким замјенама.
4. Енергетски сектор
- Уметци за бушење нафте: ВЦ-пресвучене битове смањују време застоја у дубоко добро истраживање.
- Нуклеарне контролне шипке: висока ефикасност апсорпције неутрона.
Еколошка и економска разматрања
1. рударско утицај
Рударско рударство, пре свега у Кини (85% глобалне понуде), подиже забринутости због загађења крчења и загађења воде. Рециклажа ВЦ Сцлап опоравља 95% материјала, смањујући ослањање на Дегорју руде.
2 технике рециклирања
- Поступак цинка: раствара везиве кобалта да би одвојили ВЦ прах.
- Директна поновна употреба: Дробљени отпад са ВЦ-ом поново је синтерован у нове алате.
Изазови и иновације
1. Брушење и жилавост
Висока тврдоћа ВЦ-а долази са крпом. Иновације попут Наноструктурираног ВЦ-а (величине зрна <100 нм) Побољшајте жилавост прелома без жртвовања тврдоће.
2 3Д штампање
Производња адитива омогућава сложене делове ВЦ-а, као што су решетке структура за лагане компоненте ваздухопловства.
3. Одрживе алтернативе
Истраживачи развијају везива без кобалта (нпр. Никал, гвожђе) за решавање проблема са токсичностима у традиционалним композитима ВЦ-Цобалта.
Трендови на тржишту и будући поглед
Пројектује се глобално тржиште карбида у волфрану да расте на 6,2% ЦАГР (2023-2030), покреће потражњу аутомобилских и обновљивих извора енергетских сектора. Кључни играчи укључују сандвик АБ, Кеннаметал и Митсубисхи материјале.
Закључак
Волфстен карбид је недвосмислено једињење, а не основна супстанца. Његова неуспоредивана својства цементирала је његову улогу у индустријама у распону од производње до здравствене заштите. Као напредак у нанотехнологији и напретку одрживости, волфстен карбид остаће неопходан у превазилажењу инжењерских изазова.
Постављана питања
1. Како се волфстен карбид упоређује са дијамантом у тврдоћи?
Док је дијамант најтежи природни материјал (ММС 10), волфстен карбидни рангирање на ~ 9, чинећи га погодним за већину индустријских апликација без забране алате дијамантских алата.
2 Да ли се волфстен карбид може заварати или поправити?
Не-његова екстремна тврдоћа чини заваривање непрактично. Оштећене компоненте ВЦ-а обично се замењују или рециклирају.
3. Зашто је кобалт који се користи као везиво у волфрам карбиду?
Кобалт побољшава жилавост пуњењем празнина између зрна за ВЦ, спречавање пропагирања пукотина. Међутим, алтернативе попут никла стичу вучу за еколошки прихватљиву производњу.
4. Да ли је магнетно волфрам карбид?
Чисти ВЦ је не-магнетни, али варијанте везане за кобалте показују благи магнетизам због садржаја кобалта.
5. Шта ограничава употребу волфстен карбида у апликацијама са високим температурама?
Изнад 500 ° Ц, ВЦ оксидира постепено. Премази попут хромима карбида примењују се за побољшање отпорности на оксидацију.
Цитати:
[1] хттпс: //ен.википедиа.орг/вики/тунгстен_царбиде
[2] хттпс: //ввв.линде-амт.цом/ресоурце-либрари/артицлес/тунгстен-царви
[3] хттпс: //ввв.аллиед- материал.цо.јп/ен/тецхинфо/тунгстен_царбиде/Феатурес.хтмл
[4] хттпс: //ввв.истоцкпхото.цом/пхотос/тунгстен-царви
[5] хттпс: //ввв.алами.цом/стоцк-пхото/тунгстен-царбиде.хтмл
[6] хттпс: //ввв.гаутхматх.цом/солутион/ 1744724928467973/тунгстен-царбиде-цан-мод-е-то-маке-тхе-типс-оф-баллпоинт-пенс-тхе-цхемицал-фор? Ис_нев_усер = 1
[7] хттпс: //периодицтабле.цом/елементс/074/пицтурес.хтмл
[8] хттпс: //ввв.фреепик.цом/фрее-пхотос-вецторс/тунгстен
[9] хттпс: //ввв.царбидепробес.цом/вп-цонтент/уплоадс/2019/07/тунгстенцарбидедаСхеет.пдф
[10] хттпс: //ввв.дананту.цом/цхемистри/тунгстен-царви
