Menu nội dung
● Hiểu vonfram cacbua
● Khả năng chống ăn mòn của cacbua vonfram
● Điều gì gây ra rỉ sét?
● Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn
● Tính chất của cacbua vonfram
● Ứng dụng của cacbua vonfram
● Mẹo bảo trì cho các sản phẩm cacbua vonfram
● Xu hướng tương lai trong việc sử dụng cacbua vonfram
● Các thuộc tính bổ sung của cacbua vonfram
>> Tính chất cơ học
>> Tính chất nhiệt
● So sánh với các vật liệu khác
● Bối cảnh lịch sử
● Đổi mới trong tương lai
>> 1. Kỹ thuật sản xuất nâng cao:
>> 2. Cân nhắc môi trường:
>> 3. Vật liệu thông minh:
● Phần kết luận
● Câu hỏi thường gặp
>> 1. Tất cả có bị rỉ sét cacbua không?
>> 2. Điều gì gây ra sự mờ nhạt trong vòng vonfram?
>> 3 Tôi có thể đeo nhẫn vonfram của mình khi bơi không?
>> 4. Làm cách nào để làm sạch đồ trang sức cacbua vonfram của tôi?
>> 5. Tôi nên tránh gì khi sử dụng các công cụ vonfram cacbua?
● Trích dẫn:
Vonfram cacbua là một vật liệu được sử dụng rộng rãi được biết đến với độ cứng và độ bền đặc biệt. Thường thấy trong các ứng dụng công nghiệp, đồ trang sức và các công cụ cắt, điều cần thiết là phải hiểu các tính chất của nó, đặc biệt là liên quan đến rỉ sét và ăn mòn. Bài viết này khám phá liệu liệu các loại gỉ cacbua vonfram, các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn của nó và ý nghĩa thực tế đối với người tiêu dùng và ngành công nghiệp.
Hiểu vonfram cacbua
Carbide vonfram (WC) là một hợp chất hóa học bao gồm các phần bằng nhau và các nguyên tử carbon. Nó thường được sản xuất bằng cách thiêu kết bột vonfram với carbon ở nhiệt độ cao. Kết quả là một vật liệu dày đặc, cứng gần bằng kim cương, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng khác nhau bao gồm các công cụ cắt, máy móc công nghiệp và trang sức.
Khả năng chống ăn mòn của cacbua vonfram
Một trong những lợi thế quan trọng nhất của cacbua vonfram là khả năng chống ăn mòn của nó. Tuy nhiên, mức độ kháng thuốc có thể thay đổi dựa trên hợp kim cụ thể được sử dụng:
- Carbide vonfram cấp trang sức: Loại này thường sử dụng niken làm chất kết dính. Nó trơ về mặt hóa học và không bị rỉ sét hoặc mờ nhạt trong điều kiện bình thường. Vòng cacbua vonfram cấp trang sức được thiết kế để duy trì độ bóng và hoàn thiện của chúng theo thời gian.
- Carbide vonfram cấp độ công nghiệp: Thường liên kết với coban, loại này có thể dễ bị rỉ sét và ăn mòn hơn. Cobalt có thể phản ứng với độ ẩm và một số hóa chất, dẫn đến quá trình oxy hóa. Do đó, nếu bạn đang xem xét việc mua các sản phẩm vonfram cacbua, điều quan trọng là phải biết mức độ được sử dụng.
Điều gì gây ra rỉ sét?
Rusting xảy ra khi kim loại phản ứng với oxy và độ ẩm trong môi trường. Đối với hầu hết các kim loại, điều này dẫn đến quá trình oxy hóa, một quá trình có thể gây ra sự suy giảm đáng kể theo thời gian. Tuy nhiên, thành phần độc đáo của vonfram cacbide làm cho nó chống lại các phản ứng này trong các điều kiện điển hình.
- Nhiệt độ oxy hóa: Vonfram tinh khiết sẽ bắt đầu oxy hóa ở nhiệt độ vượt quá 600 nhiệt800 ° C (1112 nhiệt1472 ° F). Trong điều kiện sử dụng bình thường, chẳng hạn như trong đồ trang sức hoặc các công cụ tiếp xúc với không khí và độ ẩm, cacbua vonfram không bị rỉ sét.
- Vật liệu chất kết dính: Loại chất kết dính được sử dụng trong cacbua vonfram ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chống ăn mòn của nó. Carbide vonfram liên kết niken có khả năng chống lại nhiều hơn so với các biến thể liên kết coban.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn
Một số yếu tố môi trường có thể ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn của cacbua vonfram:
- Mức độ pH: Khả năng chống ăn mòn của vonfram carbide thay đổi theo mức độ pH. Nói chung, nó thể hiện sức đề kháng tốt trong môi trường trung tính với kiềm (pH trên 7). Tuy nhiên, tiếp xúc với điều kiện axit (pH dưới 6) có thể dẫn đến tăng hao mòn và ăn mòn tiềm năng.
- Phơi nhiễm hóa học: Một số hóa chất có thể đẩy nhanh sự xuống cấp của cacbua vonfram, đặc biệt là những hóa chất có chứa axit hoặc bazơ mạnh. Ví dụ, việc tiếp xúc với hydrochloric hoặc axit sunfuric có thể dẫn đến thiệt hại đáng kể.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ cao cũng có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của cacbua vonfram. Mặc dù nó có thể chịu được nhiệt độ cao mà không bị rỉ sét, việc tiếp xúc với nhiệt độ khắc nghiệt kéo dài có thể dẫn đến quá trình oxy hóa.
Tính chất của cacbua vonfram
Vonfram cacbua sở hữu một số thuộc tính độc đáo góp phần sử dụng rộng rãi của nó:
- Độ cứng cao: Với mức độ cứng Mohs từ 8,5 đến 9, cacbua vonfram là một trong những vật liệu cứng nhất hiện có. Điều này làm cho nó lý tưởng để cắt các công cụ và các ứng dụng chống hao mòn.
- Mật độ: cacbua vonfram có mật độ lớn hơn khoảng 1,5 lần so với thép. Mật độ cao này góp phần vào sức mạnh và độ bền của nó.
- Kháng mòn: Cacbua vonfram dài hơn tới 100 lần so với thép trong điều kiện bao gồm mài mòn, xói mòn và galling.
- Tính ổn định nhiệt: Nó giữ lại các tính chất của nó ngay cả ở nhiệt độ cao, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao.
Ứng dụng của cacbua vonfram
Các thuộc tính của vonfsten cacbide làm cho nó phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau:
- Công cụ cắt: Độ cứng của nó cho phép cắt hiệu quả trong các quy trình sản xuất.
- Trang sức: Các ban nhạc đám cưới được làm từ cacbua vonfram cấp trang sức rất phổ biến do khả năng chống trầy xước và độ bóng lâu dài.
- Máy móc công nghiệp: Được sử dụng trong các thành phần yêu cầu khả năng chống mài mòn cao như vòng bi và vòi phun.
- Khai thác và khoan: Carbide vonfram được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khai thác do độ bền của nó đối với môi trường khắc nghiệt.
Mẹo bảo trì cho các sản phẩm cacbua vonfram
Để đảm bảo tuổi thọ và duy trì sự xuất hiện của các vật phẩm vonfram cacbua:
- Làm sạch thường xuyên: Trang sức sạch với xà phòng và nước nhẹ; Tránh các hóa chất khắc nghiệt có thể phản ứng với bất kỳ Cobalt hiện tại.
- Tránh điều kiện khắc nghiệt: Giữ các vật phẩm tránh xa môi trường nhiệt độ hoặc axit cực độ bất cứ khi nào có thể.
- Lưu trữ: Lưu trữ các vật phẩm ở nơi khô ráo để giảm thiểu tiếp xúc với độ ẩm.
Xu hướng tương lai trong việc sử dụng cacbua vonfram
Khi công nghệ tiến bộ, các ứng dụng của vonfram cacbua dự kiến sẽ mở rộng hơn nữa:
- In 3D: Sự gia tăng của sản xuất phụ gia có thể dẫn đến việc sử dụng mới cho cacbua vonfram trong việc tạo ra các hình học phức tạp rất khó đạt được thông qua các phương pháp truyền thống.
- Các ứng dụng y sinh: Khả năng tương thích sinh học của vật liệu có thể mở ra cánh cửa để sử dụng nó trong các thiết bị y tế như cấy ghép hoặc dụng cụ phẫu thuật.
- Thực tiễn bền vững: Với sự nhấn mạnh ngày càng tăng vào tính bền vững, việc tái chế cacbua vonfram sẽ trở nên phổ biến hơn khi các ngành công nghiệp tìm kiếm các lựa chọn thay thế thân thiện với môi trường mà không ảnh hưởng đến hiệu suất.
Các thuộc tính bổ sung của cacbua vonfram
Tính chất cơ học
Vonfram cacbua thể hiện các tính chất cơ học đáng chú ý làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu:
- Cường độ nén: Nó có cường độ nén cao hơn hầu như tất cả các kim loại tan chảy, điều này làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng hạng nặng trong đó cường độ rất quan trọng.
- Độ cứng: Với độ cứng lớn hơn hai đến ba lần so với thép, nó hoạt động đặc biệt tốt khi bị căng thẳng mà không bị biến dạng.
- Kháng va chạm: Mặc dù cực kỳ cứng và cứng, nhưng nó vẫn duy trì khả năng chống va đập cao tương đương với thép công cụ cứng.
Sự kết hợp của các thuộc tính này cho phép các thành phần cacbua vonfram phải chịu được căng thẳng cơ học đáng kể mà không bị hỏng, một tính năng thiết yếu trong các ngành công nghiệp trong đó độ tin cậy là tối quan trọng.
Tính chất nhiệt
Vonfram cacbua cũng tự hào có đặc tính nhiệt ấn tượng:
- Nó có thể hoạt động tốt lên tới khoảng $$ 1000 ° F $$ (khoảng $$ 538 ° C $$) trong khí quyển oxy hóa.
- Trong môi trường không oxy hóa, nó chịu được nhiệt độ lên tới $$ 1500 ° F $$ (xấp xỉ $$ 815 ° C $$) mà không mất tính toàn vẹn cấu trúc.
Những đặc điểm nhiệt này làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng liên quan đến phơi nhiễm nhiệt cực độ như các thành phần lò hoặc dụng cụ cắt được sử dụng ở tốc độ cao.
So sánh với các vật liệu khác
Khi so sánh cacbua vonfram với các vật liệu khác như titan cacbua (TIC), một số sự khác biệt phát sinh:
| tài sản |
vonfram cacbua |
titan cacbua |
| Độ cứng |
8,5 - 9 trên thang điểm Mohs |
9 - 9.5 trên thang đo Mohs |
| Tỉ trọng |
~ 15,6 g/cm³ |
~ 4,93 g/cm³ |
| Độ dẫn nhiệt |
Vừa phải (~ 110 W/m · k) |
Cao (~ 120 - 170 W/m · K) |
| Đang đeo điện trở |
Xuất sắc |
Rất tốt |
| Ứng dụng |
Công cụ cắt & Công nghiệp |
Lớp phủ & Biomedical |
Trong khi titan cacbua cung cấp mức độ cứng cao hơn, làm cho nó phù hợp cho lớp phủ hoặc các ứng dụng y sinh do mật độ thấp hơn; Tuy nhiên, khi độ bền dưới ứng suất cơ học được yêu cầu, thì cacbua tung không thể so sánh được chủ yếu do mật độ cao hơn được kết hợp với các đặc tính chống mài mòn vượt trội [4] [18].
Bối cảnh lịch sử
Sự phát triển của vonfram như một vật liệu công nghiệp bắt đầu vào cuối thế kỷ 19 khi các nhà khoa học xác định các tài sản độc đáo của nó, cuối cùng dẫn đến việc tạo ra các cacbua của Thế chiến II khi có nhu cầu về vật liệu bền bỉ có khả năng thực hiện trong điều kiện khắc nghiệt [15].
Kể từ đó, các ngành công nghiệp khác nhau đã áp dụng vật liệu này rộng rãi từ các hoạt động khai thác sử dụng các bit khoan được cấu tạo hoàn toàn từ các cacbua xi măng đối với các lĩnh vực hàng không vũ trụ sử dụng chúng trong động cơ tuabin, nơi cả hai độ phân giải nhiệt kết hợp với tính toàn vẹn cấu trúc là rất quan trọng [11] [12].
Đổi mới trong tương lai
Nhìn về phía trước những đổi mới trong tương lai xung quanh hợp chất đáng chú ý này:
1. Kỹ thuật sản xuất nâng cao:
- Sự gia tăng của công nghệ sản xuất phụ gia mở ra các cơ hội trong đó các hình học phức tạp được làm từ bột vonfram tinh khiết có thể được sử dụng hiệu quả trong các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau.
2. Cân nhắc môi trường:
- Khi tính bền vững ngày càng trở nên quan trọng giữa các lĩnh vực, các phương pháp điều trị đặc biệt phù hợp với việc đòi lại các vật liệu phế liệu từ các quy trình sản xuất sẽ đạt được lực kéo đảm bảo tạo chất thải tối thiểu trong khi tối đa hóa việc sử dụng tài nguyên [8] [10].
3. Vật liệu thông minh:
- Nghiên cứu trong tương lai có thể khám phá việc tích hợp các công nghệ thông minh trong sử dụng truyền thống, cho phép các khả năng giám sát thời gian thực được nhúng vào các thành phần được làm từ các vật liệu này, do đó tăng cường hiệu quả hoạt động trên các ứng dụng khác nhau [19].
Bằng cách hiểu các khía cạnh này xung quanh cả hai cách sử dụng hiện tại cùng với các tiến bộ tiềm năng, các bên liên quan trong các ngành công nghiệp có thể đánh giá cao hơn mức độ quan trọng mà hợp chất này vẫn còn trên nhiều lĩnh vực trong khi cũng chuẩn bị đầy đủ trước những thách thức tiềm năng được đặt ra bằng cách phát triển động lực thị trường tiến tới những thập kỷ trong tương lai!
Phần kết luận
Tóm lại, trong khi bản thân cacbua vonfram không rỉ sét trong điều kiện bình thường do tính chất hóa học độc đáo của nó, sự hiện diện của một số chất kết dính như coban có thể dẫn đến các vấn đề oxy hóa. Hiểu được sự khác biệt giữa cacbua vonfram cấp trang sức và cấp công nghiệp là rất quan trọng đối với người tiêu dùng đang tìm kiếm độ bền và tuổi thọ trong các sản phẩm của họ. Bảo trì đúng cách có thể tăng cường hơn nữa tuổi thọ của các mặt hàng cacbua vonfram. Khi các ngành công nghiệp phát triển theo hướng thực hành bền vững hơn và các ứng dụng sáng tạo phát sinh, vonfram cacbua có thể sẽ vẫn là một vật liệu quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau.
Câu hỏi thường gặp
1. Tất cả có bị rỉ sét cacbua không?
Không, không phải tất cả các gỉ cacbua vonfram. Carbide vonfram cấp trang sức thường không rỉ sét do chất kết dính niken của nó, trong khi cấp công nghiệp có thể rỉ sét nếu nó chứa cobalt.
2. Điều gì gây ra sự mờ nhạt trong vòng vonfram?
Hamnishing thường xảy ra do tiếp xúc với hóa chất hoặc độ ẩm phản ứng với các chất kết dính coban trong vòng vonfram chất lượng thấp hơn.
3 Tôi có thể đeo nhẫn vonfram của mình khi bơi không?
Có, nhưng sau đó nên rửa sạch nó nếu tiếp xúc với nước mặn hoặc nước clo để ngăn chặn bất kỳ phản ứng tiềm năng nào.
4. Làm cách nào để làm sạch đồ trang sức cacbua vonfram của tôi?
Sử dụng xà phòng nhẹ và nước ấm với một miếng vải mềm để làm sạch; Tránh các vật liệu mài mòn hoặc hóa chất khắc nghiệt.
5. Tôi nên tránh gì khi sử dụng các công cụ vonfram cacbua?
Tránh phơi chúng ra môi trường axit hoặc nhiệt độ cao vượt quá ngưỡng oxy hóa của chúng (600 nhiệt800 ° C).
Trích dẫn:
[1] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[2] https://www.linkedin.com/pulse/corrosion-resistance-tungsten-carbide-shijin-lei
[3] https://www.samaterials.com/content/application-of-tungsten-in-modern-industry.html
[4] https://heegermaterials.com/blog/79_tungsten-carbide-vs-titanium-carbide.html
.
.
.
.
[9] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[10] https://www.hyperionmt.com/en/products/wear-parts/corrosion-resistant-carbide/
[11] https://www.itia.info/applications-markets/
.
[13] https://htscoatings.com/blogs/our-craft-our-culture/three-tungsten-carbide-thermal-spray-coatings-and-their-uses
.
[15] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[16] https://www.tungstenman.com/tungsten-carbide-edm-blocks.html
[17] https://forums.tripwireinteractive.com/index.php
.
[19] https://www.researchgate.net/post/Tungsten-Carbide-Corrosion-in-Sea-Water
[20] https://www.sollex.se/en/blog/post/about-cemented-tungsten-carbide-applications-part-1
.
