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● 钨和碳化钨简介
>> 什么是钨？
>> 什么是碳化钨？
● 组成和结构
● 物理和机械性能
>> 硬度
>> 密度
>> 熔点
>> 导电性和导电性
>> 韧性和脆弱
● 制造过程
>> 钨产量
>> 碳化钨生产
● 申请
>> 钨的用途
>> 碳化钨的用途
● 成本比较
● 环境和安全考虑
● 摘要表：钨与碳化碳酸盐
● 结论
● 常见问题（常见问题解答）
>> 1。钨和碳化钨之间的主要区别是什么？
>> 2。可以将碳化通碳牙用于像钨这样的电气应用吗？
>> 3。为什么碳化钨比钨更难？
>> 4。碳化钨比钨更昂贵吗？
>> 5。钨和钨硬质合金可以安全处理吗？
● 引用：
钨和 碳化通碳酸盐 是由于其相关名称和共享元素Tungsten而经常被提及的两种材料。但是，它们在组成，物理性质，硬度，应用和成本方面有很大差异。本文深入探讨了这些差异，对每种材料的独特特征和用途提供了全面的理解。
钨和碳化钨简介
什么是钨？
钨（化学符号W，原子编号74）是一种纯金属元件，以其特殊的密度，硬度和所有金属的最高熔点在3,422°C（6,192°F）而闻名。它是一种灰白色的金属，具有出色的导热性和电导率，对腐蚀和磨损具有高度耐药性。钨是自然发现的，例如wolframite和scheelite，并通过复杂的精炼过程提取。
什么是碳化钨？
碳化钨（化学配方WC）是一种化合物，该化合物是通过将钨和碳原子组合成大约1：1的比例而形成的。它是一种陶瓷金属复合材料（CERMET），通常与金属粘合剂（如钴）混合以增强韧性。碳化通碳化物以其极端的硬度而闻名，在卫生部规模上排名9至9.5，仅次于钻石。它通过粉末冶金工艺合成，广泛用于需要耐磨性的工业应用中。
组成和结构
| 材料 |
组成 |
结构 |
| 钨 |
纯元素（w） |
以身体为中心（BCC）金属 |
| 碳化钨 |
钨和碳（WC）的化合物，通常带有钴粘合剂 |
六边形晶体陶瓷金属复合材料 |
钨是一种单一元素金属，而碳化钨是一种化合物，其中包括与钨粘合的碳原子，形成非常坚硬的陶瓷样结构。碳和粘合剂（如钴）的添加使碳化碳化碳牙具有独特的特性，其特性不同于纯钨。
物理和机械性能
硬度
- 钨：与硬化钢相似的硬金属大约7.5至8。
-Tungsten碳化物：极其硬，MOHS硬度为9至9.5，与钻石竞争。
硬度上的这种差异意味着碳化钨可以切割或磨损许多其他材料，包括钨本身，使其非常适合切割工具和磨料。
密度
- 钨：非常密集的金属，密度约19.3 g/cm³比铅和铁重。
- 碳化钨：比钨的密度略低，约15.6至15.7 g/cm³，但仍然比钢重得多。
两种材料的高密度都有助于它们在需要少量质量的应用中使用，例如配重和装甲弹丸。
熔点
- 钨：在3,422°C（6,192°F）下任何金属的最高熔点。
- 碳化钨：高熔点约为2,870°C（5,198°F），低于钨，但仍然很高。
熔点差反映了它们不同的原子键合。钨的金属键比碳化钨中的共价键需要更多的能量破裂。
导电性和导电性
- 钨：出色的导热率（〜173 W/m·K）和良好的电导率。
- 碳化钨：良好的导热率（约110 W/m·K），但与钨相比，电导率较低。
Tungsten的出色电导率使其在电气接触和细丝中具有价值，而碳化通碳化碳的较低电导率限制了其在电气应用中的使用。
韧性和脆弱
- 钨：更易延展性和脆性较小，抗抗性能力更好。
-Tungsten Carbide：非常坚硬，但脆弱，容易在撞击下碎裂或破裂。
这种脆性需要仔细使用碳化碳化碳化物工具，通常会带有支撑或复合形式以防止破裂。
制造过程
钨产量
钨是通过一系列涉及烘烤，浸出和还原的化学过程从wolframite和Scheelite等矿石中提取的。然后，通过烧结或融化并铸成形状将纯化的钨粉合并。由于其高熔点，钨通常是通过粉末冶金而不是熔化来处理的。
碳化钨生产
碳化钨是通过将钨粉与碳黑色结合并在1,400–1,600°C的氢气中加热混合物来产生的。这个称为化学的过程形成了WC化合物。然后将粉末与钴粘合剂混合，并在高压和温度下烧结，以产生致密的硬零件。
申请
钨的用途
- 电丝：钨的高熔点和电导率使其非常适合白炽灯灯泡细丝和加热元件。
- 合金：添加到钢和其他金属中，以改善切割工具和航空航天组件中的硬度和耐热性。
- 辐射屏蔽：与铅相比，由于其密度和无毒性，用于医疗和工业X射线屏蔽。
- 重量和平衡：用于需要密集，紧凑的重量的应用，例如在赛车，飞机和压载器中。
碳化钨的用途
- 切割工具：由于极端的硬度和耐磨性，广泛用于钻头，铣刀和锯叶片，用于金属加工，采矿和结构。
- 耐磨零件：工业机械中的喷嘴，轴承和佩戴板等组件。
- 珠宝：用于戒指和耐用性的戒指和手表。
- 军事应用：由于硬度和密度而导致装甲弹药和穿透器。
- 手术仪器：精确切割工具和手术刀。
成本比较
钨金属通常比碳化钨便宜，这主要是因为碳化钨需要附加的加工步骤和钴粘合剂。钨碳化物的价格随钴价格和对工业工具的需求而波动。尽管成本较高，但碳化通碳酸盐的出色硬度和耐磨性证明了其在苛刻的应用中的使用是合理的。
环境和安全考虑
-Tungsten：通常被认为是安全且无毒的，尽管大量吸入可能会危险。
- 碳化钨：碳化钨中使用的钴粘合剂如果处理不当，可能会导致过敏反应或健康问题。适当的安全协议在制造和加工过程中至关重要。
摘要表：钨与钨碳化物
| 物业 |
钨 |
钨碳化物 |
| 作品 |
纯金属（W） |
化合物（WC） +钴粘合剂 |
| 硬度（MOHS） |
7.5 - 8 |
9 - 9.5 |
| 密度（g/cm³） |
19.3 |
15.6 - 15.7 |
| 熔点（°C） |
3,422 |
〜2,870 |
| 电导率 |
高的 |
中度至低 |
| 韧性 |
高（延性） |
低（脆弱） |
| 典型用途 |
细丝，合金，重量 |
切割工具，佩戴零件，珠宝 |
| 成本 |
降低 |
更高 |
结论
总之，钨和碳化钨虽然由元素钨所相关，但由于其独特的物理和化学特性，其目的非常不同。钨是一种密集的延性金属，所有金属的熔点最高，使其非常适合高温和电气应用。另一方面，碳化钨是一种以其出色的硬度和耐磨性而闻名的化合物，使其在切割工具和工业机械中必不可少。
在钨和碳化钨之间进行选择取决于硬度，韧性，热稳定性和成本的特定要求。了解这些差异使工程师，制造商和消费者可以为其需求选择合适的材料，从而优化性能和耐用性。
常见问题（常见问题解答）
1。钨和碳化钨之间的主要区别是什么？
主要区别在于钨是一种纯金属元素，而碳化钨是由钨和碳原子形成的化合物，通常与钴混合。碳化钨更难，更耐磨损，但比钨更脆。
2。可以将碳化通碳牙用于像钨这样的电气应用吗？
不，与纯钨相比，碳化钨的电导率较低，通常在电气应用中不使用。 Tungsten的出色电导率使其适用于细丝和接触。
3。为什么碳化钨比钨更难？
钨碳化物的硬度来自其类似陶瓷的晶体结构，该结构是由钨和碳原子之间的牢固的共价键形成的，而钨的金属键则较不硬，使其更柔软。
4。碳化钨比钨更昂贵吗？
是的，由于其复杂的制造工艺和钴粘合剂的添加，碳化钨通常更昂贵。但是，其优越的硬度和耐用性证明了许多工业应用中的成本是合理的。
5。钨和钨硬质合金可以安全处理吗？
钨通常是安全的，但是如果被吸入，钨灰尘可能有害。碳化通碳牙有钴，如果无法正确处理，可能会导致过敏反应或健康问题。在制造和加工过程中，必须采取安全预防措施。
引用：
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