Menu nội dung
● Bản chất của cacbua vonfram
● Kháng gỉ của cacbua vonfram
● Tính chất góp phần chống ăn mòn
● Hành vi ăn mòn của cacbua vonfram
>> Quá trình oxy hóa nhiệt độ cao
>> Kháng axit
>> Phản ứng với halogen
● Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn
>> 1. Các yếu tố hợp kim
>> 2. Điều kiện môi trường
>> 3. Nhiệt độ cực cao
>> 4. Vụm
● Các ứng dụng tận dụng khả năng chống ăn mòn của vonfram
● So sánh với các vật liệu khác
● Bảo trì và chăm sóc
● Sự phát triển trong tương lai
● Phần kết luận
● Câu hỏi thường gặp
>> 1. Đồ trang sức cacbua vonfram có thể được đeo trong nước không?
>> 2. Độ cứng của cacbua vonfram so sánh với kim cương?
>> 3. Có phải từ trường vonfram không?
>> 4. Có thể tái chế cacbua vonfram không?
>> 5. Vonfram cacbua có dẫn điện không?
● Trích dẫn:
Vonfram cacbua là một vật liệu đáng chú ý được biết đến với độ cứng, độ bền và khả năng chống mòn đặc biệt. Một trong những câu hỏi phổ biến nhất về hợp chất đa năng này là liệu nó có bị rỉ không. Để trả lời câu hỏi này và khám phá các thuộc tính của Vonfram cacbua theo chiều sâu, hãy đi sâu vào thành phần, đặc điểm và ứng dụng của nó.
Bản chất của cacbua vonfram
Carbide vonfram (WC) là một hợp chất hóa học bao gồm các phần bằng nhau của các nguyên tử vonfram và carbon [2]. Nó không phải là một hợp kim kim loại mà là một sản phẩm của luyện kim bột, trong đó các hạt vonfram và carbon rất mịn được trộn và hợp nhất dưới nhiệt độ và áp suất cao [9].
Kháng gỉ của cacbua vonfram
Câu trả lời ngắn gọn về việc liệu gỉ cacbua vonfram là không, nó không rỉ sét theo nghĩa truyền thống [1]. Rust là một thuật ngữ được sử dụng đặc biệt cho sự ăn mòn của sắt và hợp kim của nó, chẳng hạn như thép, xảy ra với sự hiện diện của độ ẩm và oxy. Vì cacbua vonfram không chứa sắt, nên nó không thể bị rỉ giống như cách thép làm [1].
Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là trong khi cacbua vonfram không bị rỉ sét, nó có thể trải nghiệm các hình thức ăn mòn hoặc oxy hóa khác trong một số điều kiện nhất định [3].
Tính chất góp phần chống ăn mòn
Một số tính chất của cacbua vonfram góp phần chống lại sự ăn mòn tuyệt vời của nó:
1. Tính ổn định hóa học: cacbua vonfram là một chất cực kỳ ổn định không oxy hóa ở nhiệt độ bình thường trong không khí [3].
2. Cấu trúc tinh thể dày đặc: Nó tạo thành một cấu trúc tinh thể hình lục giác, rất dày đặc và chống lại cuộc tấn công hóa học [3].
3. Điểm nóng chảy cao: Với điểm nóng chảy là 2.870 ° C (5.200 ° F), cacbua vonfram vẫn ổn định ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt [6].
4.
Hành vi ăn mòn của cacbua vonfram
Mặc dù vonfram cacbua không rỉ sét, nhưng nó không hoàn toàn miễn nhiễm với tất cả các hình thức tấn công hóa học. Dưới đây là một số điều kiện theo đó cacbua vonfram có thể bị ăn mòn hoặc oxy hóa:
Quá trình oxy hóa nhiệt độ cao
Quá trình oxy hóa cacbua vonfram bắt đầu ở nhiệt độ trong khoảng 500 nhiệt600 ° C (773 Ném873 K) [2]. Khi được làm nóng đến các nhiệt độ này trong khí quyển chứa oxy, nó phản ứng để tạo thành vonfram trioxide (WO₃) [3].
Kháng axit
Carbide vonfram có khả năng chống lại hầu hết các axit. Nó không hòa tan trong nước, axit clohydric hoặc axit sunfuric. Tuy nhiên, nó có thể bị tấn công bởi hỗn hợp axit hydrofluoric và axit nitric (HF/HNO₃) trên nhiệt độ phòng [2].
Phản ứng với halogen
Carbide vonfram phản ứng với khí flo ở nhiệt độ phòng và với clo ở nhiệt độ trên 400 ° C (673 K) [2].
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn
Trong khi cacbua vonfram nguyên chất có khả năng chống ăn mòn cao, một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến hành vi ăn mòn của nó:
1. Các yếu tố hợp kim
Khi vonfram được hợp kim với các kim loại khác dễ bị rỉ sét, hợp kim kết quả có thể dễ bị oxy hóa và làm mờ hơn [5].
2. Điều kiện môi trường
Tiếp xúc kéo dài với các môi trường có độ ẩm cao và hàm lượng oxy có thể tạo điều kiện ăn mòn trong hợp kim cacbua vonfram [5].
3. Nhiệt độ cực cao
Ở nhiệt độ từ 600 ° C đến 800 ° C, vonfram tinh khiết có thể bắt đầu oxy hóa và làm mờ [5].
4. Vụm
Nếu cacbua vonfram chứa các tạp chất như sắt, các tạp chất này có thể bị rỉ sét khi tiếp xúc với nước và oxy [5].
Các ứng dụng tận dụng khả năng chống ăn mòn của vonfram
Khả năng chống ăn mòn đặc biệt của cacbua vonfram làm cho nó trở thành một vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng khác nhau:
1
2. Các công cụ cắt: Khả năng duy trì tính toàn vẹn cấu trúc ở nhiệt độ cao làm cho nó hoàn hảo cho các công cụ cắt được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao, tốc độ cao [3].
3. Các thành phần công nghiệp: cacbua vonfram được sử dụng trong các phần phải chịu được các dạng hao mòn khác nhau, bao gồm xói mòn trượt và ăn mòn [8].
4. Hàng không vũ trụ và khoan dầu: Độ bền và khả năng chống ăn mòn của nó làm cho nó có giá trị trong các môi trường đòi hỏi như tua -bin hàng không vũ trụ và thiết bị khoan dầu [4].
5. Điện tử: cacbua vonfram được sử dụng trong các ống tia X và điện cực do tính ổn định và độ dẫn của nó [5].
So sánh với các vật liệu khác
Để hiểu rõ hơn về khả năng chống ăn mòn của cacbua vonfram, hãy so sánh nó với một số vật liệu phổ biến khác: Độ cứng
| vật liệu |
chống ăn mòn |
(tỷ lệ MOHS) |
điểm nóng chảy (° C) |
| Vonfram cacbua |
Xuất sắc |
9.0-9,5 |
2.870 |
| Thép |
Tội nghiệp (dễ bị rỉ sét) |
4-4,5 |
1.370-1,530 |
| Titan |
Xuất sắc |
6.0 |
1.668 |
| Nhôm |
Tốt |
2.5-3.0 |
660 |
Như chúng ta có thể thấy, cacbua vonfram vượt trội so với nhiều vật liệu phổ biến về khả năng chống ăn mòn và độ cứng, đồng thời có điểm nóng chảy đặc biệt cao.
Bảo trì và chăm sóc
Mặc dù có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, chăm sóc đúng cách có thể giúp duy trì sự xuất hiện và tính toàn vẹn của các vật phẩm vonfram cacbua:
1
2. Tránh các hóa chất khắc nghiệt: Trong khi kháng nhiều hóa chất, tốt nhất là tránh tiếp xúc kéo dài với các axit hoặc bazơ mạnh.
3.
4
Sự phát triển trong tương lai
Nghiên cứu về cacbua vonfram tiếp tục, với các nhà khoa học và kỹ sư làm việc:
1. Cải thiện quy trình sản xuất để tăng cường độ tinh khiết và hiệu suất.
2. Phát triển vật liệu tổng hợp cacbua vonfram mới với khả năng chống ăn mòn thậm chí còn tốt hơn.
3. Khám phá các ứng dụng mới trong các công nghệ mới nổi, chẳng hạn như năng lượng tái tạo và thăm dò không gian.
Phần kết luận
Tóm lại, cacbua vonfram không rỉ sét theo nghĩa truyền thống, vì nó không chứa sắt. Kháng đặc biệt của nó để ăn mòn, kết hợp với độ cứng và độ ổn định nhiệt độ cao đáng chú ý của nó, làm cho nó trở thành một vật liệu vô giá trong nhiều ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng. Mặc dù nó có thể trải nghiệm quá trình oxy hóa trong điều kiện khắc nghiệt, cacbua vonfram vẫn là một trong những vật liệu bền và chống ăn mòn nhất hiện có.
Khi chúng tôi tiếp tục đẩy các ranh giới của khoa học vật liệu, vonfram cacbua là một minh chứng cho sự khéo léo của con người, cung cấp giải pháp cho các thách thức trong các ngành công nghiệp khác nhau. Các đặc tính độc đáo của nó đảm bảo rằng nó sẽ vẫn là một vật liệu quan trọng trong bối cảnh công nghệ của chúng tôi trong nhiều năm tới.
Câu hỏi thường gặp
1. Đồ trang sức cacbua vonfram có thể được đeo trong nước không?
Vâng, đồ trang sức cacbua vonfram có thể được đeo an toàn trong nước. Nó không rỉ sét hoặc xỉn màu khi tiếp xúc với nước, làm cho nó lý tưởng cho trang phục hàng ngày, bao gồm cả bơi lội và tắm [5].
2. Độ cứng của cacbua vonfram so sánh với kim cương?
Vonfram cacbua cực kỳ khó khăn, xếp hạng khoảng 9.0. Mặc dù điều này làm cho nó trở thành một trong những vật liệu khó nhất hiện có, nhưng nó vẫn mềm hơn kim cương, xếp hạng 10 trên thang đo MOHS [2].
3. Có phải từ trường vonfram không?
Không, cacbua vonfram không phải là từ tính. Tính chất này, kết hợp với khả năng chống ăn mòn của nó, làm cho nó phù hợp để sử dụng trong các môi trường nơi vật liệu từ tính có thể gây nhiễu [4].
4. Có thể tái chế cacbua vonfram không?
Vâng, vonfram cacbua có thể được tái chế. Có các quy trình chuyên dụng để phục hồi và tái xử lý cacbua vonfram, đặc biệt là từ các công cụ và thành phần công nghiệp [2].
5. Vonfram cacbua có dẫn điện không?
Có, cacbua vonfram có điện trở suất tương đối thấp khoảng 0,2 μ · m, tương đương với một số kim loại. Điều này làm cho nó hữu ích trong các ứng dụng điện nhất định [2].
Trích dẫn:
.
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[3] https://www.allied-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-pungsten-rust/
[6] https://www.vedantu.com/chemology/tungsten-carbide
[7] https://www.hpnonline.com/sterile-processing/article/55233008/tungsten-carbide-versus-villains-is-it-rust-or-corrosion
[8] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[9] http://www.chinatungsten.com/Tungsten-Carbide/Properties-of-Tungsten-Carbide.html
