İçerik Menüsü
● Tungsten karbür nedir?
>> Kompozisyon ve özellikler
>> Üretim süreci
>> Tungsten karbür türleri
>> Tungsten karbür uygulamaları
● Metal dedektörleri nasıl çalışır?
>> Metal tespiti etkileyen faktörler
● Metal dedektörleri tungsten karbürü tespit edebilir mi?
>> Elektriksel iletkenlik
>> Kompozisyon ve bağlayıcılar
>> Metal Dedektörü Hassasiyeti
>> Çevre koşulları
>> Pratik düşünceler
● Örnek hazırlama ve algılama yöntemleri
>> Sindirim yöntemleri
>> Algılama yöntemleri
>> Örnek: ICP-AES analizi
● Saflık niceliği için gelişmiş teknikler
>> DC ark spektrometrisi
● Muayene ve kimlik
>> Dış görünüş
>> Yoğunluk Testi
>> Sertlik testi
● Çevrede Tungsten Karbür
>> Çevresel etki
>> Güvenlik Hususları
>> Düzenleyici bilgiler
● Çözüm
● SSS
>> 1. Standart bir metal dedektörü bir tungsten karbür halkası bulacak mı?
>> 2. Toprak mineralizasyonu tungsten karbürün tespitini etkileyebilir mi?
>> 3. Kimyasal analiz için bir tungsten karbür örneği hazırlamanın en iyi yolu nedir?
>> 4. Tungsten karbüründeki eser elemanları tespit etmek için hangi analitik teknikler kullanılır?
>> 5. Tungsten karbür çevreye zararlı mı?
● Alıntılar:
Tungsten karbür, sertliği, aşınma direnci ve çok sayıda endüstriyel uygulaması ile tanınan çok yönlü bir malzemedir [3]. Eşsiz özellikleri, kesme aletlerinden mücevherlere kadar her şey için uygun hale getirir [2]. Sık sık soru ortaya çıkar: metal dedektörleri algılayabilir mi? Tungsten karbür ? Bu makale, Tungsten karbürünün özelliklerini, kullanımlarını ve metal dedektörleri tarafından tespit edilebilirliğini araştırmaktadır.
Tungsten karbür nedir?
Tungsten karbür (WC), tungsten ve karbon atomlarının eşit kısımlarını içeren kimyasal bir bileşiktir [2]. Temel haliyle, endüstriyel kullanımlar için çeşitli şekillere basılabilecek ve sindirilebilen ince gri bir tozdur [2]. Tungsten karbür çelikten yaklaşık üç kat daha sert ve iki kat daha yoğundur [2].
Kompozisyon ve özellikler
Tungsten karbür bir seramik ve metalik malzemelerin bir bileşimidir [3]. Genellikle belirli özellikleri arttırmak için genellikle% 94 tungsten ve ağırlıkça% 6 karbondan oluşur, genellikle kobalt veya nikel gibi bağlayıcı malzemelerdir [3]. Ortaya çıkan malzeme, seramik tungsten karbürün yüksek sertliğini metalik bağlayıcıların tokluğu ile birleştirir [3].
Tungsten Karbürün Temel Özellikleri:
- Sertlik: MOHS ölçeğinde 9.0 ile 9.5 arasındadır [2].
- Erime noktası: 2.870 ° C (3.140 K) yüksek erime noktası [2].
- Yoğunluk: Çelikten yaklaşık iki kat daha yoğun [2].
- Sertlik: Çelikten üç kat daha sert, yaklaşık 530-700 GPa'lık bir genç modülü ile [2].
- Termal iletkenlik: 110 w/m · k [2].
- Elektriksel iletkenlik: Takım çeliğine ve karbon çeliğine benzer [8] [10].
- Sıkıştırma mukavemeti: Hemen hemen tüm erimiş, dökme veya dövme metallerinden daha yüksektir [7] [10].
- Isı direnci: Oksitleyici atmosferlerde yaklaşık 1000 ° F'ye ve oksitleyici olmayan atmosferlerde 1500 ° F'ye kadar iyi performans gösterir [10].
Üretim süreci
Tungsten karbür üretimi birkaç adım içerir [6]:
1. Hammadde ayırma: Tungsten, amonyum paratungstat (APT) elde etmek için scheelit veya wolframit gibi cevherlerden ayrılır [6].
2. Toz yaratımı: Tungsten, tungsten karbür tozu oluşturmak için karbon ile karıştırılır [6].
3. Bağlayıcı ile karıştırma: Tungsten karbür tozu, genellikle bir bağlayıcı metal, genellikle kobalt veya nikel ile karıştırılır [6].
4. Sıkıştırma ve sinterleme: Karışım bir fırında sıkıştırılır ve sindirilir [6].
Tungsten karbürün özellikleri, tozun ve bağlayıcının bileşimini değiştirerek ayarlanabilir, bu da olağanüstü malzeme mukavemeti, aşınma direnci ve korozyon direnci seviyelerine izin verir [6].
Tungsten karbür türleri
Tungsten ve karbonun iyi karakterize edilmiş iki bileşiği vardır:
- Tungsten karbür (WC): Tungsten ve karbonun eşit kısımlarını içerir [2].
- Tungsten Semikarbid (W2C): Kaplama yöntemine bağlı olarak kaplamalarda bulunabilecek başka bir bileşik [2].
Tungsten karbür uygulamaları
Tungsten karbür, üstün özellikleri nedeniyle çok çeşitli uygulamalarda kullanılır [3]:
- Kesme aletleri: Yüksek hızlı çelikten daha yüksek hızlarda çalışma kabiliyeti nedeniyle işlenmede kullanılır [2].
- aşındırıcılar: Taşlama ve parlatma uygulamalarında istihdam edilir [2].
- Aşınmaya dayanıklı kaplamalar: Zorlu ortamlardaki kritik bileşenleri korur [3].
- Takı: Sertliği ve dayanıklılığı nedeniyle halkalarda ve diğer mücevherlerde kullanılır [2].
- Endüstriyel Makineler: Çeşitli makine bileşenlerinin dayanıklılığını ve performansını arttırır [2].
- Zırh delici mühimmat: Yüksek yoğunluk ve sertliği için mermilerde kullanılır [2].
- Petrol Sondaj Ekipmanı: Sert koşullarda ekipmanı aşınma ve yıpranmaya karşı korur [3].
- Havacılık ve uzay türbinleri: türbin bıçaklarının güvenilirliğini ve uzun ömürlülüğünü sağlar [3].
Metal dedektörleri nasıl çalışır?
Metal dedektörler elektromanyetik indüksiyon prensibi üzerinde çalışır [4]. Alternatif bir manyetik alan üretmek için bir bobin içinden geçen alternatif bir akım üreten bir osilatörden oluşur [4]. Metalik bir nesne bu alana girdiğinde, metal içindeki girdap akımlarını indükler [4]. Bu girdap akımları, birincil alana karşı çıkan kendi manyetik alanlarını yaratır [4].
Dedektör manyetik alandaki bu değişikliği algılar ve metalin varlığına işaret eder [4]. Zeminde metalin tespit edilmesi, güvenlik taraması ve endüstriyel uygulamalar dahil olmak üzere çeşitli amaçlar için farklı metal dedektörleri tasarlanmıştır [4].
Metal tespiti etkileyen faktörler
Birkaç faktör, bir metal dedektörünün belirli bir metal nesneyi tespit etme yeteneğini etkileyebilir [4]:
- Nesnenin boyutu ve şekli: Daha büyük nesnelerin tespit edilmesi genellikle daha küçük olanlardan daha kolaydır [4].
- Nesnenin derinliği: Bir nesne ne kadar derin gömülürse, tespit etmek o kadar zordur [4].
- Metal tipi: Farklı metaller, saptayabilirliklerini etkileyen farklı elektriksel iletkenliklere ve manyetik özelliklere sahiptir [4].
- Toprak koşulları: Topraktaki mineralizasyon ve nem içeriği tespit sinyaline müdahale edebilir [4].
- Dedektör Ayarları: Metal dedektöründeki hassasiyet ve ayrımcılık ayarları performansı optimize etmek için ayarlanabilir [4].
Metal dedektörleri tungsten karbürü tespit edebilir mi?
Bir metal dedektörün tungsten karbürü tespit etme yeteneği, tungsten karbürünün bileşimi, dedektörün hassasiyeti ve çevresel koşullar dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır [5].
Elektriksel iletkenlik
Tungsten karbür, takım çeliği ve karbon çeliğine benzer bir elektrik iletkenliğine sahiptir [8] [10]. Bu iletkenlik seviyesi, metal dedektörleri tarafından tespit edilebileceği anlamına gelir, ancak bakır veya gümüş gibi daha yüksek iletkenliğe sahip metaller kadar kolay değildir [4].
Kompozisyon ve bağlayıcılar
Tungsten karbür genellikle bağlayıcı olarak hareket etmek için kobalt veya nikel gibi diğer metallerle birleştirilir [3]. Bu metalik bağlayıcıların varlığı, kompozit malzemenin saptanabilirliğini artırabilir [6]. Metal dedektörler, tungsten karbürün kendisi yerine bağlayıcı malzemeyi tespit edebilir [6].
Metal Dedektörü Hassasiyeti
Metal dedektörünün hassasiyeti önemli bir rol oynar [4]. Yüksek hassasiyetli dedektörlerin, özellikle küçük miktarlarda veya daha fazla derinlikte mevcutsa, tungsten karbürü tespit etme olasılığı daha yüksektir [4]. Dedektör ayarlarının hassasiyeti en üst düzeye çıkarmak için ayarlanması, algılama şansını artırabilir [4].
Çevre koşulları
Toprak mineralizasyonu, nem içeriği ve diğer çevresel faktörler metal dedektörlerinin performansını etkileyebilir [4]. Yüksek mineralize topraklarda, dedektör yanlış sinyaller üretebilir, bu da tungsten karbürü tanımlamayı zorlaştırır [4]. Uygun zemin dengeleme ve ayrımcılık ayarları bu etkileri azaltmaya yardımcı olabilir [4].
Pratik düşünceler
- Takı: Tungsten karbür halkaları ve diğer mücevher maddeleri metal dedektörleri tarafından tespit edilebilir, ancak sinyal diğer metalik mücevherlerde olduğu kadar güçlü olmayabilir [5].
- Endüstriyel uygulamalar: Endüstriyel ortamlarda, metal dedektörleri makinedeki tungsten karbür bileşenlerini tanımlamak veya kontaminasyonu tespit etmek için kullanılabilir [3].
- Güvenlik taraması: Güvenlik metal dedektörleri genellikle tungsten karbürü tespit edecek kadar hassastır, özellikle metalik bağlayıcılarla birleştirilirse [4].
Örnek hazırlama ve algılama yöntemleri
Analitik kimyada, farklı matrislerde tungsten karbür hazırlamak ve tespit etmek için çeşitli yöntemler kullanılır [1].
Sindirim yöntemleri
Yaygın bir yöntem, yüksek basınçlı kapalı koşullar altında nitrik asit ve fosforik asit ile mikrodalga sindirimi kullanarak tungsten karbür örneklerinin sindirilmesini içerir [1]. Bu işlem, tungstenin çözeltide stabil, iyonik bir formda kalmasını ve yağışın önlenmesini sağlar [1].
Mikrodalga Sindirim Prosedürü:
1. Örnek hazırlama: 0.5000g tungsten karbür örneği [1].
2. Asit ilavesi: 10.0ml kırmızı fuming nitrik asit (RFNA) ve 5.0ml güçlü fosforik asit ekleyin [1].
3. Mikrodalga prosedürü: 6 dakika içinde 190 ° C'ye ısın ve 20 dakika inkübe edin [1].
Algılama yöntemleri
Sindirimden sonra, numunede bulunan elemanları tespit etmek ve ölçmek için çeşitli analitik teknikler kullanılabilir [1].
- ICP-AES (endüktif olarak bağlanmış plazma atomik emisyon spektrometrisi): Bu yöntem, TA, Fe, V, Ti, Mn, Mg, Si, CO, Ni, AS, MO, NB, CR, Zn ve Cu [1] gibi elementlerin çözeltisini analiz etmek için kullanılır.
- GF-AAS (grafit fırın atomik absorpsiyon spektrometrisi): element analizinde kullanılan başka bir teknik [1].
- ICP-MS (endüktif olarak bağlanmış plazma kütle spektrometrisi): eser elemanları tespit etmek için oldukça hassas bir yöntem [1].
Örnek: ICP-AES analizi
Bir düzenekte, hazırlanan tungsten numune çözeltisinin süpernatant likörü, ICP-AES ile doğrudan analiz için kullanılır [1]. ICP-AES tespiti, yüksek saflıkta tungsten kullanılarak matris eşleşmesi ile olağan bir şekilde gerçekleştirilir [1]. Her elemanın karışık standart çözeltileri, algılama aralığına göre hazırlanır [1].
Tespit edilebilir konsantrasyon aralığı:
- TA, FE, V, TI, MN, MG, SI, AS, MO, NB, CR, Zn, Cu [1] için% 1 ～% 0.001
- CO, Ni için% 6 ～% 0.001 [1]
Saflık niceliği için gelişmiş teknikler
Tungsten karbürün saflığının ölçülmesi birçok uygulama için çok önemlidir [6]. DC ARC spektrometresi gibi gelişmiş teknikler, yüksek saflıkta tungsten karbürdeki eser elemanları belirlemek için kullanılır [6].
DC ark spektrometrisi
Bu yöntem, tespit sınırlarını iyileştirmek için bir taşıyıcı olarak bir grafit, baryum florür ve germanyum (IV) oksit karışımını kullanmayı içerir [6]. Tungsten metali, tungsten karbür yerine kalibrasyon için kullanılır [6].
Anahtar adımlar:
1. Örnek hazırlama: 50: 4: 1 oranında grafit, baryum florür ve germanyum (iv) oksit karıştırın [6].
2. Analiz: İz elemanlarını belirlemek için Teledyne Leeman Lab'ın Prodigy DC arkını kullanın [6].
3. Kalibrasyon: Kalibrasyon için tungsten metal kullanın [6].
Bu teknik, tungsten karbüründeki eser elementler için tekrarlanabilir tespit sınırlarına izin vererek malzemenin bütünlüğünü sağlar [6].
Muayene ve kimlik
Metal dedektörler tungsten karbür varlığının bir göstergesini sağlayabilirken, inceleme ve diğer tanımlama yöntemleri de önemlidir.
Dış görünüş
Tungsten karbür, açık gri renk ve mavimsi bir renk tonu olan yoğun, metal benzeri bir maddedir [7]. Ayırt edici görünümü, onu tanımlamaya yardımcı olabilir [7].
Yoğunluk Testi
Tungsten karbür yüksek bir yoğunluğa sahiptir (su yoğunluğunun neredeyse 19 katı) [4]. Bu özellik onu diğer malzemelerden ayırmak için kullanılabilir [4].
Sertlik testi
Tungsten karbür son derece zordur, MOHS ölçeğinde yüksektir [2]. Bir sertlik testi kimliğini doğrulamaya yardımcı olabilir [2].
Çevrede Tungsten Karbür
Tungsten karbürünün çevresel davranış ve güvenlik yönlerini anlamak esastır.
Çevresel etki
Tungsten karbür, stabilitesi ve inertliği nedeniyle genellikle düşük çevresel etkiye sahip olduğu düşünülmektedir [9]. Bununla birlikte, tungsten karbürün üretimi ve işlenmesi, enerji tüketimi ve atık üretimi gibi çevresel sonuçlara sahip olabilir [9].
Güvenlik Hususları
Tungsten karbürü kullanırken, toz ve parçacıklara maruz kalmayı en aza indirmek için uygun güvenlik protokollerini takip etmek önemlidir [9]. Tungsten karbür tozunun solunması solunum sorunlarına yol açabilir [9].
Düzenleyici bilgiler
Tungsten karbür çeşitli çevre ve güvenlik düzenlemeleri altında düzenlenmiştir [9]. Sorumlu kullanım ve bertarafı sağlamak için bu düzenlemelere uymak önemlidir [9].
Çözüm
Özetle, metal dedektörler tungsten karbürü tespit edebilir, ancak tespit kolaylığı dedektörün hassasiyetine, tungsten karbürünün bileşimine ve çevre koşullarına bağlıdır. Kobalt veya nikel gibi metalik bağlayıcıların varlığı tespit edilebilirliği artırabilir. Diğer metaller kadar iletken olmasa da, Tungsten Carbide'ın benzersiz özellikleri, kesme aletlerinden mücevherlere kadar çok çeşitli uygulamalar için uygun hale getirir.
Mikrodalga sindirimi ve ICP-AES gibi gelişmiş analitik tekniklerin kullanılması, tungsten karbürün saflığını ve bileşimini ölçmek için çok önemlidir. Potansiyel çevre ve sağlık etkilerini en aza indirmek için uygun kullanım ve bertaraf uygulamaları gereklidir.
SSS
1. Standart bir metal dedektörü bir tungsten karbür halkası bulacak mı?
Evet, standart bir metal dedektörü bir tungsten karbür halkasını tespit edebilir [5]. Bununla birlikte, sinyal, altın veya gümüş gibi daha iletken metallerden yapılmış halkalarda olduğu kadar güçlü olmayabilir. Kobalt gibi bağlayıcı metallerin varlığı tespit edilebilirliği artırabilir [3] [6].
2. Toprak mineralizasyonu tungsten karbürün tespitini etkileyebilir mi?
Evet, toprak mineralizasyonu tungsten karbürün tespitine müdahale edebilir [4]. Yüksek mineralize topraklar sahte sinyaller üretebilir, bu da tungsten karbürü tanımlamayı zorlaştırır. Metal dedektör üzerindeki uygun zemin dengeleme ve ayrımcılık ayarları bu etkileri azaltmaya yardımcı olabilir [4].
3. Kimyasal analiz için bir tungsten karbür örneği hazırlamanın en iyi yolu nedir?
Kimyasal analiz için bir tungsten karbür örneği hazırlamanın en iyi yolu, yüksek basınçlı kapalı koşullar altında nitrik asit ve fosforik asit kullanılarak mikrodalga sindiriminden dolayıdır [1]. Bu yöntem, tungstenin çözeltide stabil, iyonik bir formda kalmasını ve yağışın önlenmesini sağlar [1].
4. Tungsten karbüründeki eser elemanları tespit etmek için hangi analitik teknikler kullanılır?
Tungsten karbüründeki eser elemanları tespit etmek için birkaç analitik teknik kullanılabilir [1] [6]. Bunlar ICP-AES (endüktif olarak birleştirilmiş plazma atomik emisyon spektrometrisi), GF-AAS (grafit fırın atomik absorpsiyon spektrometrisi), ICP-MS (endüktif olarak bağlanmış plazma kütle spektrometresi) ve DC ark spektrometrisi [1] [6] bulunur.
5. Tungsten karbür çevreye zararlı mı?
Tungsten karbür, stabilitesi ve inertliği nedeniyle genellikle düşük çevresel etkiye sahip olduğu düşünülmektedir [9]. Bununla birlikte, tungsten karbürün üretimi ve işlenmesi çevresel sonuçlara sahip olabilir. Herhangi bir potansiyel etkiyi en aza indirmek için uygun kullanım ve bertaraf uygulamaları şarttır [9].
Alıntılar:
[1] https://patents.google.com/patent/cn102213657b/en
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[3] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[4] https://dettingschool.com/can-etetal-detectors-detect-tungsten/
[5] https://www.reddit.com/r/metaldetecting/comments/3k44ae/can_i_use_a_metal_dettector_on_my_tungsten_carbide/
[6] https://info.telleynelabs.com/blog/tungsten-carbide-quantification-of-dc-art
[7] https://www.carbideprobes.com/wp-content/uploads/2019/07/tungstencarbidedataSheet.pdf
[8] https://metaldettingforum.com/index.php
[9] https://hpvchemicals.oecd.org/ui/handler.axd?id=ed1c76bf-dad9-4baa-8d1b-70fed7f92862
[10] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
