Menu nội dung
● Giới thiệu về cacbua vonfram
>> Tính chất chính của cacbua vonfram
● Điều gì xác định kim loại màu?
● Vonfram cacbua: kim loại, gốm, hay composite?
>> 1. Thành phần hóa học
>> 2. Tại sao nó không phải là một kim loại màu
● Quá trình sản xuất cacbua vonfram
>> Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu thô
>> Bước 2: Trộn bằng chất kết dính
>> Bước 3: Nén
>> Bước 4: thiêu kết
● Các ứng dụng công nghiệp và thương mại
>> 1. Công cụ gia công và cắt
>> 2. Hàng không vũ trụ và phòng thủ
>> 3. Thiết bị y tế
>> 4. Hàng tiêu dùng
>> 5. Lĩnh vực năng lượng
● Vonfram cacbua so với vật liệu cạnh tranh
● Tác động và tái chế môi trường
● Hiểu biết thị trường toàn cầu
● Đổi mới trong tương lai
● Phần kết luận
● Câu hỏi thường gặp
>> 1. Sự khác biệt giữa vonfram và vonfram cacbua là gì?
>> 2. Có thể vonfram cacbua hoặc bị xỉn màu không?
>> 3. Làm thế nào để vonfram cacbua so với kim cương trong độ cứng?
>> 4 .. có độc hại vonfram không?
>> 5. Những ngành công nghiệp nào phụ thuộc nhiều nhất vào vonfram cacbua?
● Trích dẫn:
Vonfram cacbua (WC) đã cách mạng hóa các ngành công nghiệp với độ cứng và độ bền vô song. Trong khi các ứng dụng của nó trải dài từ máy móc công nghiệp đến đồ trang sức sang trọng, một câu hỏi cơ bản vẫn tồn tại: là vonfram cacbua một kim loại màu không có chất hơn? Bài viết này khám phá thành phần, phân loại và ý nghĩa công nghiệp của nó trong khi gỡ bỏ những quan niệm sai lầm phổ biến.
Giới thiệu về cacbua vonfram
Carbide vonfram là một hợp chất bao gồm các nguyên tử vonfram (W) và carbon (C) theo tỷ lệ 1: 1. Đầu tiên được tổng hợp vào cuối thế kỷ 19, nó đã trở nên nổi bật trong Thế chiến II vì đã sử dụng trong đạn dược kéo dài. Ngày nay, nó là một vật liệu nền tảng trong kỹ thuật hiệu suất cao.
Tính chất chính của cacbua vonfram
- Độ cứng: Xếp hạng 9 trận9,5 trên thang điểm Mohs, chỉ vượt qua bằng kim cương.
- Mật độ: ~ 15,6 g/cm⊃3 ;, gần gấp đôi so với thép.
- Điểm nóng chảy: 2.870 ° C, lý tưởng cho môi trường khắc nghiệt.
- Kháng ăn mòn: Khắc phục quá trình oxy hóa và thoái hóa hóa học, ngoại trừ trong axit hydrofluoric.
Điều gì xác định kim loại màu?
Kim loại màu là hợp kim hoặc kim loại nguyên chất thiếu sắt làm thành phần chính. Ví dụ bao gồm nhôm, đồng và kẽm. Họ được đánh giá cao cho họ:
- Nhẹ: Quan trọng cho các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ô tô.
- Kháng ăn mòn: Thích hợp cho môi trường biển và hóa học.
- Độ dẫn điện: Đồng và nhôm thống trị hệ thống dây điện và thiết bị điện tử.
loại kim loại màu so với
| Kim |
kim loại màu (ví dụ, thép) |
kim loại màu (ví dụ, nhôm) |
| Nội dung sắt |
Cao |
Không có hoặc không đáng kể |
| Kháng ăn mòn |
Dễ bị rỉ sét |
Kháng thuốc cao |
| Tỉ trọng |
Cao (7,8 g/cm³ đối với thép) |
Thấp (2,7 g/cm³ đối với nhôm) |
Vonfram cacbua: kim loại, gốm, hay composite?
Phân loại của vonfram carbide thường được tranh luận do tính chất lai của nó:
1. Thành phần hóa học
WC là một hợp chất gốm, không phải là một kim loại nguyên chất. Tuy nhiên, trong các ứng dụng công nghiệp, nó được kết hợp với chất kết dính kim loại (ví dụ: coban hoặc niken) để tạo thành cacbua xi măng một cermet (composite gốm-kim loại).
2. Tại sao nó không phải là một kim loại màu
- Thiếu liên kết kim loại: WC thuần túy có liên kết cộng hóa trị, không giống như liên kết kim loại của kim loại.
- Yêu cầu một chất kết dính: Tính toàn vẹn cấu trúc của nó phụ thuộc vào ma trận kim loại.
- Sử dụng chính làm gốm: thống trị các ứng dụng đòi hỏi độ cứng đối với độ trung thành.
Quá trình sản xuất cacbua vonfram
Việc sản xuất cacbua xi măng liên quan đến các kỹ thuật luyện kim bột tiên tiến:
Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu thô
- Quặng vonfram (ví dụ, wolframite) được tinh chế thành bột vonfram thông qua giảm hydro.
- Black carbon được thêm vào để tạo thành bột cacbua vonfram.
Bước 2: Trộn bằng chất kết dính
- Bột WC được pha trộn với chất kết dính coban/niken 52020% để tăng cường độ dẻo dai.
Bước 3: Nén
- Hỗn hợp được ép vào khuôn dưới áp suất 100 MP400 MPa để tạo thành các phần 'màu xanh lá cây'.
Bước 4: thiêu kết
- Các bộ phận được làm nóng ở 1.300 Hàng1.500 ° C trong lò chân không, khiến chất kết dính tan chảy và liên kết các hạt WC.
Các ứng dụng công nghiệp và thương mại
Tính linh hoạt của vonfram cacbide làm cho nó không thể thiếu giữa các lĩnh vực:
1. Công cụ gia công và cắt
- Kết thúc các nhà máy và chèn: Các công cụ được phủ WC mở rộng tuổi thọ trong gia công CNC.
- Khai thác khoan bit: vượt trội so với thép trong khoan đá mài mòn.
2. Hàng không vũ trụ và phòng thủ
- Lớp phủ lưỡi tuabin chịu được nhiệt độ khắc nghiệt.
- Các viên đạn xuyên giáp tận dụng mật độ của WC.
3. Thiết bị y tế
- Các công cụ phẫu thuật (ví dụ, dao mổ) giữ độ sắc nét dài hơn thép không gỉ.
- Cuộc tập trận nha khoa giảm thiểu sự khó chịu của bệnh nhân do độ chính xác.
4. Hàng tiêu dùng
- Trang sức: Các ban nhạc đám cưới chống trầy xước (hình ảnh: Vòng cacbua vonfram được đánh bóng).
- Hàng thể thao: Câu lạc bộ golf và trọng lượng câu cá sử dụng WC cho độ bền.
5. Lĩnh vực năng lượng
- Dầu khí khoan bit chịu đựng môi trường áp suất cao.
Mật độ Vật liệu Vật liệu Vonfram
| liệu Vật |
(MOHS) |
Mật độ (G/CM⊃3;) |
Điểm nóng chảy (° C) |
| Vonfram cacbua |
9 trận9.5 |
15.6 |
2.870 |
| Kim cương |
10 |
3.5 |
3.550 (thăng hoa) |
| Titan |
6 |
4.5 |
1.668 |
| Thép tốc độ cao |
7 trận8 |
8.0 |
1.370 |
Tác động và tái chế môi trường
Vonfram cacbua có thể tái chế 100%. Các quy trình tái chế bao gồm:
1. Khai hoang cơ học: Công cụ phế liệu nghiền và mài.
2. Phục hồi hóa học: Chất kết dính hòa tan để chiết xuất bột WC.
3. Làm lại: Tái xử lý bột thành các thành phần mới.
Lợi ích kinh tế: Tái chế giảm 30 chi phí sản xuất xuống 30% so với vật liệu nguyên chất.
Hiểu biết thị trường toàn cầu
Thị trường vonfram cacbua được dự kiến sẽ tăng ở mức 6,2% CAGR từ năm 2023 đến 2030, được điều khiển bởi:
- Nhu cầu cho các công cụ gia công tiết kiệm năng lượng.
- Mở rộng trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ và điện tử.
- Trung Quốc thống trị sản xuất, chiếm 80% nguồn cung vonfram toàn cầu.
Đổi mới trong tương lai
1. Sản xuất phụ gia: Các bộ phận WC in 3D cho hình học phức tạp.
2. WC có cấu trúc nano: Độ cứng nâng cao cho các công cụ vi mô.
3. Binderless WC: Loại bỏ coban cho khả năng tương thích y sinh.
Phần kết luận
Sự pha trộn độc đáo của các đặc tính gốm và kim loại của Vonsten Carbide là một vật liệu quan trọng trong kỹ thuật hiện đại. Mặc dù không phải là một kim loại màu sắc, nhưng vai trò của nó trong các ứng dụng căng thẳng cao là không thể thay thế. Những tiến bộ trong tái chế và công nghệ nano hứa hẹn sẽ tăng thêm ý nghĩa công nghiệp của nó.
Câu hỏi thường gặp
1. Sự khác biệt giữa vonfram và vonfram cacbua là gì?
Vonfram là một kim loại tinh khiết, trong khi cacbua vonfram là một hợp chất của vonfram và carbon. Loại thứ hai khó hơn và được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền cực độ.
2. Có thể vonfram cacbua hoặc bị xỉn màu không?
Không giống như kim loại màu, cacbua vonfram chống lại quá trình oxy hóa và làm mờ đi, làm cho nó trở nên lý tưởng cho việc sử dụng biển và y tế.
3. Làm thế nào để vonfram cacbua so với kim cương trong độ cứng?
Diamond điểm số 10 trên thang điểm Mohs, trong khi vonfram cacbua xếp hạng 9 trận9,5. Tuy nhiên, WC vượt trội so với kim cương trong độ ổn định nhiệt độ cao.
4 .. có độc hại vonfram không?
Ở dạng rắn, nó trơ và an toàn. Tuy nhiên, việc hít phải bụi WC trong quá trình gia công có thể gây tổn thương phổi, đòi hỏi các biện pháp an toàn thích hợp.
5. Những ngành công nghiệp nào phụ thuộc nhiều nhất vào vonfram cacbua?
Các lĩnh vực chính bao gồm sản xuất (60%), khai thác (20%), hàng không vũ trụ (10%) và chăm sóc sức khỏe (5%).
Trích dẫn:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[3] https://www.britannica.com/science/tungsten-carbide
[4] https://www.istockphoto.com/photos/tungsten-carbide
.
.
[7] https://www.thermalspray.com/questions-pungsten-carbide/
[8] http://www.chinatungsten.com/nonferrous-metals.html
[9] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
.
.
.
.
[14] https://www.banger.com/en/tungsten-carbide
[15] https://www.totalmateria.com/en-us/articles/tungsten-carbide-metals-1/
[16] https://www.alamy.com/stock-photo/tungsten-carbide.html
[17] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html
[18] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[19)
[20] http://www.chinatungsten.com/Tungsten-Carbide/Properties-of-Tungsten-Carbide.html
[21] http://picture.chinatungsten.com/list-18.html
[22] https://www.samaterials.com/content/application-of-tungsten-in-modern-industry.html
[23] https://www.itia.info/applications-markets/
[24] https://www.carbideprobes.com/wp-content/uploads/2019/07/TungstenCarbideDataSheet.pdf
[25] https://www.vedantu.com/chemology/tungsten-carbide
[26] https://eternaltools.com/blogs/tutorials/tungsten-carbide-an-informative-guide
[27] http://machinetoolrecyclers.com/rita_hayworth.html
