内容菜单
● 碳化钨简介
>> 为什么密度很重要
>> 纯钨碳化物（WC）
>>> 表：碳化钨和相关材料的密度
>> 水泥碳化物等级
>> 制造过程及其影响
● 测量密度的方法
>> 阿基米德的原则
>> 氦气计量法
>> X射线计算机断层扫描
● 密度很重要的应用
>> 切割工具
>> 采矿和钻探
>> 航空航天和防御
>> 穿零件
>> 珠宝和奢侈品
>> 原子结构
● 环境和经济考虑
>> 资源可用性
>> 回收和可持续性
>> 成本含义
>> 加工和塑造
>> 加入和组装
>> 脆性
● 结论
>> 4。高密度会使碳化碳化碳化碳化碳化碳化物更好地适用于工业工具吗？
● 引用：
碳化通碳化物是现代工程中最引人注目的材料之一，它以其出色的硬度，耐磨性和令人印象深刻的密度而备受赞誉。但是到底是什么 碳化钨，为什么在工业和科学应用中如此重要？这篇全面的文章深入研究了碳化钨的密度，探索了其物理特性，与其他材料的比较及其在各个行业中的意义。一路上，我们将用图表和图像来说明关键概念，以增强理解。
碳化钨（WC）是由相等部分钨和碳原子组成的化合物。它以极端的硬度，高熔点和对磨损和腐蚀的极大抵抗而闻名。这些属性使其在从金属加工，采矿到航空航天和防御的行业中必不可少。
碳化钨不是金属，而是一种类似陶瓷的化合物，通常与金属粘合剂结合形成胶结碳化物。其独特的性质组合是由钨与碳原子之间的强共价键以及其晶体晶格中原子的致密堆积。
密度是一种基本的物理特性，定义为每单位体积的质量，通常以每立方厘米的克（g/cm³）或每立方米（kg/m³）千克表示。对于碳化钨等固体，密度是直接指示原子在材料结构中的紧密堆积。
公式：
密度=质量/体积
更高的密度意味着将更多的质量包装到给定的体积中，这通常转化为工程应用中的强度和稳定性。
- 性能：高密度材料通常提供更大的惯性，稳定性和对变形的阻力。
- 耐用性：较密集的材料不太可能被穿透或磨损，使其非常适合切割，钻孔和耐磨性。
- 设计注意事项：密度会影响组件的重量，这在航空航天和汽车工程等行业至关重要。
- 密度：纯碳化钨的最广泛引用的值为15.6 g/cm³。
- 范围：取决于制造过程和粘合剂或添加剂的存在，密度的范围在13.4至15.7 g/cm³中。
| 材料 | 密度的密度（g/cm³） |
|---|---|
| 钨 | 19.3 |
| 钨碳化物（WC） | 15.6 |
| 钢 | 7.8 |
| 钛 | 4.5 |
| 金子 | 19.3 |
| 带领 | 11.4 |
如图所示，碳化钨比钢或钛显着浓密，但比纯钨或黄金密集。
碳化钨通常被用作复合材料，其中WC谷物与粘合剂金属（通常是钴或镍）粘合在一起：
-Tungsten-cobalt（Yg）等级：密度随着钴含量的增加而降低。例如：
-yg6：14.5–14.9 g/cm³
-yg15：13.9-14.2 g/cm³
-yg20：13.4–13.7 g/cm³
-Tungsten-titanium-Cobalt（YT）等级：密度随着更多的碳化钛而降低。
-yt5：12.5–13.2 g/cm³
-yt14：11.2–12.0 g/cm³
-yt15：11.0–11.7 g/cm³
-Tungsten-Titanium-Tantalum/Niobium（YW）等级：
-yw1：12.6–13.5 g/cm³
-yw2：12.4–13.5 g/cm³
-yw3：12.4–13.3 g/cm³
与纯WC相比，粘合剂和其他碳化物的存在可降低整体密度。
几个因素影响碳化钨产品的最终密度：
- 活页夹含量：较高的钴或镍含量降低了整体密度，因为这些金属比WC轻。
- 添加碳化物：将钛，塔塔勒姆或碳化物碳化物掺入进一步降低密度。
- 孔隙率：引入更多孔的制造方法将降低密度。
- 晶粒尺寸和烧结：较细的晶粒和最佳烧结可以通过减少空隙来帮助实现更高的密度。
碳化钨产品通常是由粉末冶金生产的。该过程涉及将细WC粉与粘合剂混合，将混合物压成形状，然后在高温下烧结。烧结过程中的致密度直接影响最终密度。
- 热等静力按压（髋关节）：该技术可以通过在烧结过程中施加压力，关闭残留孔和达到近理论密度来进一步增加密度。
测量碳化钨密度的最常见方法是阿基米德原理。在空气中称重样品，然后在液体中（通常是水）称重，并使用重量差来计算体积的位移，从而计算密度。
步骤：
1。在空气中称重干燥样品。
2。将样品浸入水中，然后再次称重。
3。计算流离失所的水量（等于样品的体积）。
4。使用公式：
密度=空气/体积的质量
对于高度精确的测量值，尤其是对于粉末或多孔样品，使用氦平均法。氦气甚至穿透最小的孔，可准确测量真实体积。
X射线计算机断层扫描（CT）之类的高级成像技术可以可视化内部孔隙度和结构，从而有助于密度计算和质量控制。
| 特性 | 钨 | 碳化钨 | 钢 | 钛 |
|---|---|---|---|---|
| 密度（g/cm³） | 15.6 | 19.3 | 7.8 | 4.5 |
| 硬度（MOHS） | 9–9.5 | 7.5 | 4–4.5 | 4 |
| 熔点（°C） | 2,870 | 3,422 | 1,370 | 1,668 |
如表所示，碳化钨比钢或钛更浓密，更硬，但密度不如纯钨。
在质量和稳定性至关重要的应用中，高密度的碳化钨密度至关重要：
高密度确保高速加工中的稳定性和振动阻力。即使在极端的力下，碳化物切割工具也保持其形状和清晰度。
密集，硬钻可以穿透岩石并承受磨损。碳化钨是钻头，采矿工具和耐磨成分的首选材料。
用于配重，弹丸和装甲弹药。密度和硬度的结合允许紧凑，重型零件可以承受极端条件。
由于密度驱动的耐磨性，轴承，喷嘴和阀门受益于长寿。碳化钨的高密度使其非常适合必须抵抗侵蚀，磨损和影响的组件。
碳化钨的重量和耐用性使其在珠宝中很受欢迎，尤其是戒指和手表。它的密度使其具有很大的感觉和抵抗力。
钨碳化物在六角形结构中结晶，每个钨原子都被六个碳原子包围。这种紧密的原子包装是其高密度和硬度的关键原因。
- WC结构：每个钨原子在三角形的棱镜排列中均与六个碳原子粘合。
- 键：钨与碳原子之间的强共价键有助于材料的显着特性。
钨是一个相对罕见的元素，其提取是能源密集的。主要生产商包括中国，俄罗斯和加拿大。钨资源的稀缺性和地缘政治集中度会影响碳化碳化钨产品的供应和价格。
由于其高价值，碳化钨被广泛回收。收集，处理和重新插入新产品，减少对牙钨的需求并最大程度地减少环境影响的需求。
碳化钨的高密度和性能是有代价的。它比钢或钛贵得多，但其寿命和耐久性通常证明对苛刻应用的投资是合理的。
碳化钨的硬度和密度使使用常规方法很难加工。塑形和整理需要专门的钻石或立方硼（CBN）工具。
由于其高熔点和脆性，焊接碳化碳化碳的碳化物具有挑战性。砾石和机械固化更常用于组装碳化物组件。
尽管它的密度和硬度与钢等金属相比，碳化钨碳酸钨的碳化钨相对脆弱。这限制了其在影响电阻至关重要的应用中的使用。
钨碳化物的密度（通常约为15.6 g/cm³ - 将其作为工程材料中的重量级冠军将其分开。这种高密度，结合出色的硬度和耐磨性，是其在苛刻的工业应用中广泛使用的基础。无论是作为纯化合物还是带有粘合剂的胶结复合材料，碳化铁碳化物的密度都是工程师和制造商依靠性能，耐用性和精确度的关键特性。
从切割工具和采矿作品到航空航天组件和珠宝，碳化钨的密度是其价值和多功能性的核心。了解如何测量密度，哪些因素影响它以及与其他材料的比较有助于工程师，设计师和消费者对这种非凡的材料做出明智的决定。
纯碳化钨（WC）的密度约为15.6 g/cm³。该值可能会根据晶体结构和制造条件而略有不同，但被广泛接受为标准数字。
纯钨是密集的，密度为19.3 g/cm⊃3；与碳化钨的15.6 g/cm³。相比。形成WC的碳的添加会降低整体密度，但碳化钨仍然比大多数工程金属更稠密。
胶结碳化物是通过将碳化钨粉与钴或镍等粘合剂结合起来制成的复合材料。密度随着较轻的粘合剂的比例增加或增加其他碳化物（如碳化钛）而降低。因此，粘质碳化物密度的范围约为11.0至15.0 g/cm⊃3；取决于成分。
是的。高密度可提供更大的稳定性，振动性，并在切割，钻孔和耐磨损组件中磨损寿命。它还允许在航空航天和防御应用中更紧凑，重型零件。
密度通常使用阿基梅德原理测量，其中样品的质量除以其在液体中的体积。此方法解释了任何孔隙率，并为制造中的质量控制提供了准确的密度。
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/tungsten_carbide
[2] https://www.allied-material.co.jp/en/techinfo/tungsten_carbide/features.html
[3] https://www.mdpi.com/1996-1944/15/7/2340
[4] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-properties.html
[5] https://www.mdpi.com/2075-4701/11/12/2035
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/file：-alpha_tungsten_carbide_crystal_starture.jpg
[7] http://www.tungsten-carbide.com.cn
[8] https://www.tungco.com/insights/blog/frequally-asked-questions-used-tungsten-carbide-interts/
[9] https://www.thermalspray.com/questions-tungsten-carbide/
[10] https://www.refractorymetal.org/tungsten-carbide-uss-properties.html
[11] https://www.zzbetter.com/new/dense-of-tungsten-carbide.html
[12] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[13] https://commons.wikimedia.org/wiki/file：-alpha_tungsten_carbide_crystal_structure.jpg
[14] https://www.retopz.com/57-frequally-asked-questions-faqs-about-tungsten-carbide/
[15] https://www.wolframcarbide.com/tungsten-carbide-dense------- use-different-cart-carbide-carbide-carbide-yg6a/
[16] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[17] http://www.jnm.co.jp/en/data/carbide_character_table.html
[18] https://www.dekmake.com/denses-of-tungsten/
[19] https://kdmfab.com/denses-of-tungsten/
[20] https://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid= e68b647b86104478a32012cbbd5ad3ea
[21] https://www.imetra.com/tungsten-carbide-material-properties/
[22] https://www.fishersci.fi/shop/products/tungsten-carbide-99-5-metals-basis-basis-thermo-scientific-1/11388808?tab=document
[23] https://stock.adobe.com/search?k=tungsten+carbide
[24] https://cowseal.com/tungsten-vs-tungsten-carbide/
[25] https://carbideprocessors.com/pages/carbide-parts/tungsten-carbide-properties.html
[26] https://www.sciendirect.com/science/article/abs/pii/s 13596454240 03562
[27] https://periodictable.com/elements/074/pictures.html
[28] https://wolframslides.com/about_tungsten_carbide.php
[29] https://www.azom.com/properties.aspx?article = 2013
[30] https://www.fishersci.at/shop/products/tungsten-carbide-99-metals-basis-thermo-scientific/p-4782215
[31] https://www.bangerter.com/en/tungsten-carbide
[32] https://www.linde-amt.com/resource-library/articles/tungsten-carbide
[33] https://www.aemmetal.com/news/tungsten-vs-tungsten-carbide-guide.html
[34] https://www.diva-portal.org/smash/get/get/diva2:1641929/fulltext01.pdf
[35] https://next-gen.materialsproject.org/materials/mp-1894
[36] http://www.nicrotec.com/welding-consumables/tungsten-carbide-alloys-nicrotec/products.html?c=1&g=13
[37] https://www.reddit.com/r/pics/comments/1aoqq0/a_perfectly_poled_poled_poled_tungsten_carbide_cube/
[38] https://www.sciendirect.com/science/article/pii/s0263436823002019
[39] https://www.atomic-scale-physics.de/lattice/struk/bh.html
[40] http://www.tungsten-carbide.com.cn/tungsten-carbide-hardness-conversion-table.html
[41] https://www.zzbetter.com/new/the-dense-of-tungsten-carbide.html
[42] https://tuncomfg.com/about/faq/
[43] http://www.carbidetechnologies.com/faqs/
[44] https://www.memsnet.org/material/tungstencarbidewcbulk/
[45] https://www.tungstenringsco.com/faq
[46] https://www.durit.com/fileadmin/user_upload/durit/service/service/downloads/durit_hartmetall_en_facts.pdf
[47] https://shop.machinemfg.com/the-pros-and-cons-of-tungsten-carbide-a-comprehmiss-guide/
[48] https://www.hdtools.com.tw/faq.htm
[49] https://www.sciendirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/tungsten-carbide
[50] http://hardmetal-engineering.blogspot.com/2011/
[51] https://www.diva-portal.org/smash/get/get/diva2:1237216/fulltext01.pdf
