Хемија за сите

Волфрам карбид

Во хемијата ознаката WC се однесува на едно соединение со исклучителни својства и значајни, единствени употребни вредности!

Волфрам карбид (хемиска формула WC) е хемиско соединение од групата карбиди, кое содржи  атоми на волфрам и јаглерод во однос 1:1 (карбид е соединение составено од јаглерод и метал).

Волфрам карбидот е фин, сив прав, но може да се пресува и да се обликува преку синтерување за употреба во индустриски машини, алати за сечење, длабење, дупчење, за длета, абразиви, за муниција за пробивање на оклопни возила  и накит.

Волфрам-карбидот е приближно двапати поцврст од челикот, со Јанг-ов модул од приближно 530–700 GPa, и  густина скоро двојно поголема од густината на челикот -  на средина помеѓу густината на оловото и златото. Тој по тврдина  е споредлив со корунд (α-Al2О3)  и може да се полира и доработи само со абразиви со супериорна цврстина како бор нитрид или дијамантски прав, кои се за нијанса потврди од него!

Oбично, во различни индустрии, волфрам карбидот кратко и  едноставно се нарекува карбид.

Волфрам карбидот се подготвува со реакција на металот-волфрам и јаглерод на 1.400–2.000 °C. Други методи вклучуваат процес на редукција на WO3 со смеса CO/CO2 и H2 помеѓу 900 и 1.200 °C.

WC може да се произведе и со загревање на WO3 со графит: директно на 900 °C или во водород на 670 °C, а потоа со карбонизација во атмосфера на аргон, на 1.000 °C.

Методите на хемиско таложење на пареа кои се испитани вклучуваат:

  • Реакција на  волфрам хексахлорид со водород (како редукционо средство) и метан (како извор на јаглерод) на 670 °C (943 K):

WCl6+H2+CH4 → WC + 6 HCl

  • Реакција  на волфрам хексафлуорид со водород (како средство за  редукција) и метанол (како извор на јаглерод) на 350 °C (623 K):

WF6 + 2 H2 + CH3OH → WC + 6 HF + H2O

saudi wc

Градба на карбидот

Долгогодишното гледиште е дека атомите на јаглерод се вклопуваат во октаедрални меѓупростори во густо спакувана метална решетка кога радиусот на металниот атом е поголем од приближно 135 pm.

molekuli wc

wc molekuli

Јаглеродна интерстицијална конфигурација во хексагонален волфрам карбид гледана по насоките (a) [0001] и (b) [2 ¯ 1 ¯ 10].

Едноставното мислење дека решетката на чистиот метал „апсорбира“ јаглеродни атоми може да се смета дека е невистинито бидејќи пакувањето на решетката на металниот атом во карбидите е различно од пакувањето во чистиот метал, иако технички е точно дека јаглеродот атомите се вклопуваат во октаедралните меѓупростори на густо спакувана метална решетка.

Физички  својства

Волфрам карбидот освен високата тврдина, се одликува со висока температура  на топење на 2.870 °C (3.140 K), температура на вриење од 6.000 °C (6.270 K) кога е под притисок еквивалентен на 1 стандардна атмосфера (101.325 килопаскали),  топлинска спроводливост од 110 W m−1 K−1, и коефициент на термичко ширење од 5,5 μm m−1 K−1.

Примена на карбидот

Волфрам карбидот е исклучително тврд, рангиран од 9 до 9,5 на Мосовата скала (Mohs) и со импресивни други физички карактеристики во однос на абење, трошење, смолкнување, истегнување што го прави идеален за алати за обработка на метали и други материјали.

сврдли, глодалки, бургии

Алатите за сечење со синтеруван волфрам карбид-кобалт се многу отпорни на абење и исто така можат да издржат повисоки температури од стандардните алатки од појачан челик . Површините за сечење со карбид често се користат за обработка на цврсти материјали како што се јаглероден челик или не'рѓосувачки челик, и во апликации каде челичните алати брзо се трошат, како што е производството со голема количина и висока прецизност. Бидејќи алатите со карбид  го  одржуваат остриот раб подобро од челичните алати, тие генерално даваат подобра завршница на деловите, а нивната температурна отпорност овозможува побрза обработка.

Материјалот обично се нарекува цементиран карбид, цврст карбид, тврд метал или волфрам-карбид кобалт. Тоа е композит каде што честичките од волфрам карбид се агрегат, а металниот кобалт служи како матрица.

Волфрам карбид, во неговата монолитна синтерувана форма, или многу почесто во цементиран волфрам-карбид кобалт композит, често се користи во муниција за пробивање на оклопни возила, особено кога осиромашен ураниум не е достапен или е политички неприфатлив.

зрнамуниција

Проектилите со W2C првпат беа користени од германските ескадрили - ловци на тенкови Luftwaffe  во Втората светска војна. Сепак, поради ограничените германски резерви на волфрам, W2C материјалот беше резервиран за правење машински алати и мал број проектили. Тој е ефикасен пенетратор поради неговата комбинација на голема цврстина и многу висока густина.

Штука авион, убиец на тенковиАвион „Штука“ - Убиец на тенкови

Волфрам карбид се користи интензивно во рударството во дупчалки, чекани, чекани за дупчење, секачи со ролери, длета, плугови, долги шипки за стружење ѕидови и машини за дупчење тунели. Најголемите тунели на светот се прават најбрзо и наједноставно со ваква технологија.

тунелМашина која штотуку продупчила тунел

заби од дупчалка за тунелиЗабци на машините за дупчење на тунели

Тој е  испитан за неговата потенцијална употреба како катализатор и беше откриено дека може да ја замени платината-за катализа на разложување на вода на водород и кислород на собна температура,  изомеризација на 2,2-диметилпропан до 2-метилбутан,а предложен е како замена за иридиумскиот катализатор во сателитите со погон на хидразин.
волфрам карбид

Селективна синтеза на фазите на волфрам карбид W2C и WC како катализатори на процесот на хидрогенирање

Волфрам карбидот е исто така ефикасен неутронски рефлектор и како таков се користел за време на раните испитувања на нуклеарните верижни реакции, особено за  нуклеарно оружје (предизвикува субкритичната маса да стане суперкритична со рефлектираните неутрони).

karbiden shtit
Волфрам карбидот исто така се користи за изработка на хируршки инструменти, спортски реквизити, индустријата за накит, автомобилската индустрија и тн.

хируршки ножици сопирачки дискови за автомобили украси од WC

Развој на композит со алуминиумска матрица засилена со зрна од волфрам карбид,која дава материјал со голема тврдина а лесен и отпорен на атмосферски влијанија, идеален за авио и сателитската индустрија!

рендгенска-сликаМикроскопска слика на различни соединенија меѓу кои и волфрам карбид

Автор на статијата: Блаже Димески
08 мај 2022
Велигденска хемија

Од хемиски аспект да ја разгледаме традицијата на боење на велигденски јајца

Карминска киселина

Некои работи е подобро да не се знаат. Прехранбена боја од бубачки

Роберт Бунзен не е заслужен само за пламеникот...

Овој генијален научник е многу, многу повеќе од иноватор на таа практична алатка

>> Прочитај повеќе слични содржини!   

донирај

Генерален спонзор

генерален спонзор

Пријатели на науката

спонзор
спонзор
спонзор

Презентации и поимници

Презентации за основно образование

e hemija

Презентации за средно образование

hemija .ppt

Контактни информации:

e-hemija logo

Здружение за унапредување и развој на образованието и науката
„Е-ХЕМИЈА“ – Прилеп

Испрати порака:
e-hemija контакт

Е-Хемија на Facebook:
e-hemija facebook

Е-Хемија на Twitter:
e-hemija facebook

Пријатели на науката:

Здружение за унапредување и развој на образованието и науката „Е-ХЕМИЈА“ – Прилеп
Copyright © 2024 ehemija.mk

WebDesign www.nainternet.mk

e-hemija