Меню вмісту
● Вступ до карбіду вольфраму
>> Хімічний склад та структура
● Ковалентні зв’язки в карбіді вольфраму
>> Характеристики ковалентних зв’язків
● Фізичні властивості карбіду вольфраму
>> Застосування карбіду вольфраму
● Промислові програми
● Процес виробництва
>> Проблеми у виробництві
● Вплив на навколишнє середовище
>> Переробка та стійкість
● Висновок
● Часті запитання
>> 1. Яка хімічна формула карбіду вольфраму?
>> 2. Яка твердість карбіду вольфраму?
>> 3. Які основні застосування карбіду вольфраму?
>> 4. Як синтезується карбід вольфраму?
>> 5. Яка точка плавлення карбіду вольфраму?
● Цитати:
Карбід вольфраму з хімічною формулою WC - це сполука, яка складається з рівних частин вольфраму та атомів вуглецю. Він відомий своєю винятковою твердим, високою щільністю та стійкістю до корозії, що робить його найважливішим матеріалом у різних промислових програмах, включаючи ріжучі інструменти, абразиви та навіть ювелірні вироби. Питання про те Карбід вольфраму є ковалентним, передбачає розуміння його атомної структури та природи зв’язків між його складовими атомами.
Вступ до карбіду вольфраму
Карбід вольфраму синтезується шляхом поєднання вольфраму та вуглецю в точному співвідношенні. Отриманий матеріал демонструє шестикутну кристалічну структуру, що сприяє її твердності та стабільності. Сполука вперше була синтезована Анрі Мойсаном у 1893 році, і його промислове виробництво розпочалося близько 1913-1918 років.
Хімічний склад та структура
Хімічний склад карбіду вольфраму в основному складається з вольфраму та вуглецю, з типовим співвідношенням близько 94% вольфраму та 6% вуглецю на вагу. Шестикутна структура WC характеризується шарами вольфраму атомів з атомами вуглецю, що наповнюють половину проміжків, що призводить до тригональної призматичної координації як для вольфраму, так і для вуглецю.
Ілюстрація шестикутної кристалічної структури карбіду вольфраму, що демонструє вольфрамові атоми (сині) та атоми вуглецю (чорний) у тригональному призматичному розташуванні.
Ковалентні зв’язки в карбіді вольфраму
Твердість і стабільність карбіду вольфраму значною мірою пов'язані з сильними ковалентними зв’язками між вольфрамом та атомами вуглецю. Ці зв’язки мають високу міцність зв’язку, що надає матеріалу виняткову стійкість до деформації та зносу. Довжина зв'язку вольфраму-приблизно 220 вечора, порівнянна з єдиним зв’язком у W (CH 3) 6.
Характеристики ковалентних зв’язків
Ковалентні зв’язки утворюються, коли атоми поділяють електрони для досягнення стабільної електронної конфігурації. У випадку карбіду вольфраму ковалентні зв’язки особливо сильні через різницю в електронегативності між вольфрамом та вуглецем, що підвищує міцність зв’язку.
Схематичне зображення ковалентного зв’язку між вольфрамом та атомами вуглецю в вольфрамованому карбіді.
Фізичні властивості карбіду вольфраму
Карбід вольфраму відомий своєю високою температурою плавлення (приблизно 2870 ° C), високою щільністю (близько 15,6 г/см⊃3;) та винятковою твердістю (твердість MOHS близько 9). Він також демонструє модуль високого юнака (близько 550 ГПа), що вказує на його жорсткість і стійкість до деформації.
Застосування карбіду вольфраму
Завдяки унікальній комбінації твердості, стійкості до зносу та термічної стійкості, карбід вольфраму широко використовується в ріжучих інструментах, абразивах та стійких до зносу деталей. Він також використовується в ювелірних виробах через його довговічність та естетичну привабливість.
Промислові програми
Властивості карбіду вольфраму роблять його важливим матеріалом у різних промислових секторах:
- РОЗШИРЕННЯ: Карбід вольфраму використовується в ріжучих інструментах завдяки його здатності протистояти високій температурі та підтримувати свою твердість під час обробки.
-Аерокосмічна спектакля: його високе співвідношення сили до ваги та стійкість до носіння роблять його придатним для компонентів в аерокосмічному застосуванні.
- Свердіння нафти: покриття з карбіду з вольфраму використовуються для захисту бурового обладнання від зносу в суворих умовах.
- ювелірні вироби: Кільця з карбіду вольфраму та інші ювелірні вироби популярні завдяки стійкості до подряпин та довговічності.
Процес виробництва
Виробничий процес карбіду вольфраму зазвичай включає такі кроки:
1. Підготовка порошку: вольфраму та вуглецеві порошки змішуються у відповідному співвідношенні.
2. Спікання: Потім суміш спікається при високих температурах (близько 1500 ° C) під тиском, утворюючи твердий компакт.
3. Шліфування та формування: Спіклий матеріал заземлений і формується у потрібну форму.
Проблеми у виробництві
Однією з проблем у виробництві карбіду вольфраму є досягнення рівномірної щільності та запобігання дефектам під час процесу спікання. Це вимагає точного контролю над температурою та умовами тиску.
Вплив на навколишнє середовище
Виробництво карбіду вольфраму може мати наслідки для навколишнього середовища, в першу чергу через видобуток вольфраму та енергоємного процесу спікання. Досягнення зусиль для поліпшення стійкості за рахунок зменшення відходів та використання більш ефективних методів виробництва.
Переробка та стійкість
Переробка карбіду з переробки вольфраму стає все більш важливим для зменшення відходів та збереження ресурсів. Це передбачає збір вживаних інструментів карбіду вольфраму та переробку їх у нові продукти.
Схема процесу переробки для карбіду вольфраму, показуючи стадії збору, сортування та переробки.
Висновок
Карбід вольфраму - це справді ковалентна сполука, його твердість і стабільність випливають із сильних ковалентних зв’язків між вольфрамовими та атомами вуглецю. Його унікальні властивості роблять його універсальним матеріалом для широкого спектру промислових застосувань. У міру просування технологій зусилля щодо підвищення ефективності та стійкості виробництва продовжуватимуть підвищувати його роль у сучасних галузях.
Часті запитання
1. Яка хімічна формула карбіду вольфраму?
Карбід вольфраму має хімічну формулу WC, що складається з рівних частин вольфраму та атомів вуглецю.
2. Яка твердість карбіду вольфраму?
Карбід вольфраму має твердість MOHS близько 9, що робить його однією з найскладніших речовин, поступаючись лише алмазу.
3. Які основні застосування карбіду вольфраму?
Карбід вольфраму в основному використовується в ріжучих інструментах, абразивах, стійких до зносу деталей та ювелірних виробах через її твердість та довговічність.
4. Як синтезується карбід вольфраму?
Карбід вольфраму синтезується шляхом поєднання вольфраму та вуглецю в точному співвідношенні, часто через процеси спікання.
5. Яка точка плавлення карбіду вольфраму?
Температура плавлення карбіду вольфраму становить приблизно 2870 ° C, що робить його придатним для високотемпературних застосувань.
Цитати:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[3] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide
[4] https://www.retopz.com/erstanding-the-chemical-properties-of-tungsten-carbide-an-explanatory-overview/
[5] https://www.retopz.com/57-frequenty-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[6] https://www.reekecarbide.com/blog/the-mystery-of-hardness-uncoing-the-secrets-of-tungsten-carbide.html
[7] https://www.carbideprobes.com/wp-content/uploads/2019/07/tungstencarbiendateseet.pdf
[8] https://www.tungco.com/insights/blog/frequenty-asked-questions-use-tugsten-carbide-insert/
[9] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/
[10] https://eternaltools.com/blogs/tutories/tungsten-carbide-an-informative-guide
[.
[12] https://tuncomfg.com/about/faq/
[13] https://www.nature.com/articles/S41467-018-03429-Z
[14] https://www.nature.com/articles/srep01646
[15] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/
[16] https://www.nature.com/articles/nature08730
[17] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-properties.html
[18] https://www.gettyimages.hk/ Після
[19] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[20] https://www.vedantu.com/chemistry/carbide
[21] https://shop.machinemfg.com/tungsten-vs-tungsten-carbide-key-differences/
[22] https://nocmetals.com/conclusion-mastery-of-tungsten-carbide-processing/
[23] https://www.linkedin.com/pulse/7-questions-tungsten-carbide-burrs-shijin-lei
[24] https://eternaltungsten.com/frequenty-asked-questions-faqs
[25] https://www.tungstenworld.com/pages/tungsten-news-common-questions-about-tungsten
[26] https://www.tungstenringsco.com/faq
[27] https://www.yatechmaterials.com/en/cegenced-carbide-industry/answers-to-questions-about-the-us-tugsten-carbide-edm-blocks/
[28] https://www.linkedin.com/pulse/3-questions-tungsten-carbide-buttons-shijin-lei
[29] https://www.carbide-part.com/blog/carbide-vs-tungsten-carbide/
[30] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
[31] https://periodicble.com/elements/074/pictures.html
[32] https://create.vista.com/photos/tungsten-carbide/
[33] https://www.freepik.com/free-photos-vectors/tungsten-carbide
[34] http://picture.chinatungsten.com/list-18.html
[35] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uses-properties.html
[36] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[37] https://www.mdpi.com/2079-4991/15/3/170
[38] http://machinetoolrecyclers.com/rita_hayworth.html
