Välkommen till vår Zhongbo

Xiangjiang Industrial Park, Xiangjiang Street,

Honghuagang -distriktet, Zunyi City, Guizhou, Kina.

Ring oss

+86-15599297368
Vad är den kemiska sammansättningen av volframkarbid?
Hem » Nybörjare » Kunniga » Vad är den kemiska sammansättningen av volframkarbid?

Vad är den kemiska sammansättningen av volframkarbid?

Visningar: 222     Författare: Hazel Publish Time: 2025-02-08 Ursprung: Plats

Fråga

Facebook -delningsknapp
Twitter -delningsknapp
linjedelningsknapp
WeChat Sharing -knapp
LinkedIn Sharing -knapp
Pinterest Sharing -knapp
whatsapp delningsknapp
Sharethis Sharing -knapp

Innehållsmeny

Sammansättning och struktur

Volframkarbid

Råvaror för att producera volframkarbid

Tillverkningsprocesser

Applikationer av volframkarbid

Cementerade karbider

Slutsats

Vanliga frågor (FAQ)

>> 1. Vad är den kemiska formeln för volframkarbid?

>> 2. Vilka är de primära råvarorna som används vid produktionen av volframkarbid?

>> 3. Hur svårt är volframkarbid jämfört med andra material?

>> 4. Vilka är några vanliga tillämpningar av volframkarbid?

>> 5. Vad är processen att göra cementerad karbid?

Citeringar:

Volframkarbid (WC) är en kemisk förening innefattande lika delar av volfram- och kolatomer [6] [7]. I sin mest grundläggande form, Volframkarbid är ett fint grått pulver som kan pressas och formas till former genom en process som kallas sintring för användning i industriell utrustning, skärverktyg, slipmedel, pansarträngande skal och smycken [1] [6] [7]. Det är känt för sin anmärkningsvärda hårdhet och slitstyrka, det är ett avgörande material i olika industriella tillämpningar [1] [3].

Volframkarbidpellets

Sammansättning och struktur

Volframkarbid, med den kemiska formeln WC, består av lika delar av volfram (W) och kol (C) [3]. Den har en stark trippelbindning mellan volfram -IV -katjonen (W⁴⁺) och kolanjonen (C⁴⁻), och bildar antingen en hexagonal eller kubisk struktur beroende på syntesförhållanden [3]. Molmassan är ungefär 195,85 g/mol [3]. För a-volframkarbid måste det stökiometriska förhållandet mellan volfram till kol vara nästan exakt, vanligtvis inom 49,5-50,5 mol % C [3] [4]. Denna exakta sammansättning bidrar till dess exceptionella hårdhet och motstånd mot höga temperaturer och slipande förhållanden [3].

Volframkarbid

Volframkarbid är känd för sina exceptionella fysiska och kemiska egenskaper, vilket gör den lämplig för ett brett utbud av applikationer.

- Hårdhet: Volframkarbid är exceptionellt hård och rankas mellan 9 och 9,5 på Mohs hårdhetsskala, vilket gör det till ett av de svåraste materialen som finns, näst för diamanter [3]. Den har en Vickers hårdhet på cirka 2600, vilket indikerar dess överlägsna hårdhet jämfört med de flesta industriella material [3].

- Densitet: Med en densitet på cirka 15,6 g/cm⊃3 ;, volframkarbid är signifikant tätare än karbider såsom kiselkarbid, som har en densitet på cirka 3,21 g/cm³ [1].

- Styvhet: Volframkarbid är ungefär tre gånger styvare än stål, med en Youngs modul mellan 530–700 GPa [3].

- Slitmotstånd: Den uppvisar enastående slitstyrka och varar betydligt längre under slipande förhållanden [3]. Dessa egenskaper gör det idealiskt för applikationer med hög stress som skärverktyg och slitsträckta delar, där att upprätthålla en skarp kant är avgörande [3].

- Smältpunkt: Volframkarbid har en hög smältpunkt, allt från 2780 till 2830 ℃ [1].

- Kemisk stabilitet: Volframkarbid interagerar inte med klor när det är under 400 ° C. Den reagerar våldsamt med fluor vid rumstemperatur och oxideras till volframoxid när den värms upp i luften [5].

Råvaror för att producera volframkarbid

Produktionen av volframkarbid involverar flera råvaror, var och en spelar en avgörande roll i slutprodukten [1].

1. Tungsten malm: Svartmalm är den primära källan till volfram [1].

2. Ammonium paratungstate (APT): En renad kemisk förening härrörande från volframmalm som fungerar som en mellanprodukt i produktionen av volframmetall och volframkarbid [1].

3. Tungstenoxid: producerad genom att beräkna APT vid höga temperaturer, vilket sedan reduceras till volframmetallpulver i en väteatmosfär [1].

4. Kolkällor: Soot eller grafit används för att omvandla volframmetallpulver till volframkarbid genom en högtemperaturförgasningsprocess [1].

Tillverkningsprocesser

Tillverkningen av volframkarbid involverar flera metoder, var och en utformade för att producera material med specifika egenskaper och applikationer [4] [6].

1. Direkt förgasning: Volframmetall reageras med kol vid temperaturer mellan 1400 och 2000 grader Celsius [6].

W + C → WC

2. Fluid Bed Process: En lägre temperatur vätskesängprocess reagerar volframmetall eller blå WO3 med en CO/CO2 -blandning och H2 mellan 900 och 1200 ° C [6].

3. Tungsten oxidreduktion: WO3 upphettas med grafit vid 900 grader Celsius direkt eller i väte vid 670 grader Celsius, följt av förgasning i argon vid 1000 grader Celsius [6].

WO3 + 4C → WC + 3CO

4. Kemisk ångavsättning (CVD): Vid 670 ° C reageras volframhexaklorid med väte och metan [6].

WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL

5. Förgasning av volframoxider och salter: volframoxider, volframsyra, ammonium paratungstat och scheelite kan också förgasas direkt [4].

WO3 + 4 C → WC + 3 CO

H2WO4 + 4 C → WC + 3 CO + H2O

(NH4) 10W12O41 X 5 H2O + 48 C → 12 WC + 10 NH3 + 10 H2O + 36 CO

CAWO4 + 4 C → WC + CAO + 3 CO

sfärisk volframkarbid kobolt hård legering pulver

Applikationer av volframkarbid

Tungsten Carbides unika egenskaper gör det viktigt i många branscher [2] [5] [8]. Dess tillämpningar sträcker sig över olika fält på grund av dess hårdhet, slitmotstånd och termisk stabilitet [2] [3].

1. Skärverktyg: Känd för sin extrema hårdhet och hållbarhet, volframkarbid används för att tillverka slitbeständiga slipmedel och skärverktyg som knivar, borrar, cirkelsågar och malningsverktyg [2] [3] [8]. Dessa verktyg är avgörande inom sektorer som metallbearbetning, träbearbetning, gruvdrift, petroleum och konstruktion [2] [8].

2. Slitresistenta delar: Volframkarbid används i komponenter som kräver hög slitmotstånd, såsom munstycken, lager och ventilsäten [3] [5].

3. Smycken: Tungsten Carbide hittar applikationer i smyckesindustrin och producerar hållbara och nötningsresistenta ringar [2] [6]. Volframkarbidringar är mycket mer hållbara än guld- och silverringar [6]. Volframringar är rankade mellan 8 och 9 på Mohs -hårdhetens skala [6].

4. Militära tillämpningar: Tungsten -legeringar, ofta i kombination med nickel, järn eller kobolt, används i kinetiska energipenetratorer och andra militära projektiler [2]. Dessa legeringar föredras framför utarmat uran eftersom de undviker radioaktiva faror [2]. Volfram används också i täta inerta metallexplosiva ämnen, utformade för att minimera säkerhetsskadorna samtidigt som dödligheten ökar i en begränsad radie [2].

5. Elektronik och elektrisk industri: Tungstens höga smältpunkt och utmärkta elektriska konduktivitet gör den lämplig för olika högtemperaturapplikationer [2]. Det används vanligtvis i glödlampans filament, äldre tv-rör (katodstrålarnas rör), vakuumrör och raketmotor munstycken [2]. Volfram är också viktigt i TIG (volfram inert gas) svetsprocesser [2]. Inom elektroniksektorn används volfram i integrerade kretsar och produktion av halvledare, röntgenrör och andra elektroniska instrument [2].

6. Förbättrande stålegenskaper: Genom att legera volfram med stål ökade det resulterande materialet styrkan, hårdheten och slitmotståndet [2]. Exempel inkluderar höghastighetsstål, volframstål och volframkoboltmagnetiskt stål [2]. Dessa legeringar används för att tillverka verktyg som borrar, fräsar och trådteckningsdies, där hållbarhet och precision är av största vikt [2].

7. Kemiska tillämpningar: Volframföreningar används i flera kemiska tillämpningar på grund av deras unika egenskaper [2]. Volfram (IV) sulfid fungerar som ett högtemperatursmörjmedel och används i hydrodesulfuriseringskatalysatorer [2]. Volframoxider, som volframtrioxid (WO₃), används i keramiska glasurer, fluorescerande belysning och som komponenter i katalysatorer i koleldade kraftverk för att minska kväveoxider [2].

8. Medicinskt fält: Volfram används för strålningsskydd på grund av dess höga täthet och utmärkta strålningsabsorptionsfunktioner [2]. Det används i röntgenmål och GAMMA-avbildningsanordningar, vilket säkerställer patientens och operatörens säkerhet vid medicinska avbildningsprocedurer [2]. Volframkarbid används ofta för att skapa kirurgiska instrument eftersom det förbättrar deras prestanda och också är korrosionsbeständig [8].

9. Aerospace and Automotive: I flyg- och rymd används volfram som ett ballastmaterial för att balansera flygplan och rymdskepp [2]. Dess höga densitet gör den också lämplig för fordonsapplikationer, där den används i komponenter designade för vibrationsdämpning och balansering [2].

Cementerade karbider

Cementerad karbid är ett material tillverkat av 'cementerande ' volframkarbidkorn i en bindematris av koboltmetall genom vätskefas sintring [4]. Ofta kallas 'cementerad karbid, ' Det är ett sammansatt material bildat genom en pulvermetallurgiprocess [3]. Denna process involverar blandning av volframkarbidpulver med en bindemedel såsom kobolt eller nickel, sedan komprimerar och sintar blandningen vid höga temperaturer för att uppnå ett starkt, sammanhängande material [3] [9]. Sintring utförs vanligtvis under smältningstemperaturen, så att en vätskefas normalt inte är närvarande [9]. Sintring väljs ofta som formningsprocessen för material med extremt höga smältpunkter som volfram, molybden eller urandioxid keramik [9].

Slutsats

Volframkarbid är ett anmärkningsvärt material med en unik kemisk sammansättning och exceptionella egenskaper som gör det nödvändigt i olika branscher. Dess höga hårdhet, slitmotstånd och termisk stabilitet bidrar till dess breda utbud av applikationer, från skärverktyg och slitstarka delar till smycken och militära projektiler. Den pågående forskningen och utvecklingen i Tungsten Carbide Manufacturing Processes fortsätter att utöka sin potential och säkerställer sin betydelse i modern teknik och teknik.

Volframkarbidbollar

Vanliga frågor (FAQ)

1. Vad är den kemiska formeln för volframkarbid?

Den kemiska formeln för volframkarbid är WC, vilket indikerar att den består av lika delar av volfram- och kolatomer [1] [3] [7].

2. Vilka är de primära råvarorna som används vid produktionen av volframkarbid?

De primära råvarorna inkluderar volframmalm, ammonium paratungstate (APT), volframoxid och kolkällor såsom sot eller grafit [1].

3. Hur svårt är volframkarbid jämfört med andra material?

Volframkarbiden rankas mellan 9 och 9,5 på Mohs hårdhetsskala, vilket gör det till ett av de svåraste materialen som bara finns, som bara är diamanter [3].

4. Vilka är några vanliga tillämpningar av volframkarbid?

Vanliga tillämpningar inkluderar skärverktyg, slitsträckta delar, smycken, militära projektiler och komponenter inom elektroniken och medicinska områden [2] [5] [6] [8].

5. Vad är processen att göra cementerad karbid?

Cementerad karbid tillverkas genom att 'cementera ' volframkarbidkorn i en bindemedelsmatris av koboltmetall genom vätskefas sintring, involvera blandning av volframkarbidpulver med en bindemedel, komprimerande och sintring av blandningen vid höga temperaturer [3] [4] [9].

Citeringar:

[1] https://heegermaterials.com/blog/90_how-is-tungsten-carbide-time-.html

[2] https://shop.machinemfg.com/understanding-tungsten-properties-appications-and-stability/

[3] https://shop.machinemfg.com/tungsten-carbide-an-overview/

]

[5] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html

[6] https://www.vedantu.com/chemistry/tungsten-carbide

[7] https://www.insaco.com/Material/Tungsten-Carbide/

[8] https://www.tungco.com/insights/blog/5-tungsten-carbide-applications/

[9] https://materialproperties.org/tungsten-carbide-properties-application-price/

Tabell över innehållslistan
  • Registrera dig för vårt nyhetsbrev
  • Gör dig redo för den framtida
    registreringen för vårt nyhetsbrev för att få uppdateringar direkt till din inkorg