Температура плавления карбида вольфрама
Содержание:
Представлены сведения о химических и физических свойствах карбидов металлов: таких, как гафний, хром, титан, вольфрам и других. Физические свойства карбидов сведены в отдельные таблицы, в которых указана их плотность, твердость, температура плавления и кипения, а также электрические и тепловые свойства.
Карбид гафния GfC
В таблице приведены свойства карбида металла гафния. Карбид гафния представляет собой соединение серого цвета с температурой плавления 3890°С и высокой плотностью, которая при комнатной температуре составляет 12600 кг/м 3 . Энергия кристаллической решетки GfC равна 117,2·10 5 кДж/кмоль.
Карбид гафния полностью растворяется в ортофосфорной, азотной и серной кислотах. При температуре около 2000°С он начинает взаимодействовать с тугоплавкими металлами — такими, как молибден, вольфрам, тантал и ниобий.
| Молекулярная масса | 190,5 |
| Тип решетки | Кубическая |
| Плотность, кг/м 3 | 12600 |
| Температура плавления, °С | 3890±150 |
| Температура кипения, °С | 4160 |
| Средний ТКЛР в интервале 20-1200°С, α·10 6 , град -1 | 6,1 |
| Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град) | 35,3 |
Теплопроводность карбида гафния с нулевой пористостью при температуре 300°С равна 9,2 Вт/(м·град). При нагревании коэффициент теплопроводности GfC увеличивается. Удельная теплоемкость карбида гафния относительно невысока и при росте температуры слабо увеличивается.
| 300 | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Удельная массовая теплоемкость, Дж/(кг·град) | 251 | 251 | 255 | 268 | 281 | 297 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град) | 9,2 | 10 | 11,7 | 13,8 | 15,9 | 17,2 |
Карбиды хрома
Таблица содержит физические свойства карбидов хрома различного состава. Соединения с формулой Cr23C6 и Cr3C2 имеют серый цвет; Cr7C3 — серебристый.
Карбиды хрома Cr23C6 и Cr7C3 нерастворимы в царской водке. После длительного нагрева при 730…870°С карбид Cr7C3 превращается в Cr23C6. Карбид Cr3C2 нерастворим в воде. Изделия из него также практически нерастворимы в кислотах, их смесях и растворах щелочей. Однако, он может взаимодействовать с цинком при температуре 940°С. Температура начала окисления Cr3C2 составляет 900…1000°С.
| Свойства/карбид | Cr4C | Cr23C6 | Cr7C3 | Cr3C2 |
|---|---|---|---|---|
| Молекулярная масса | 220 | 1265 | 400 | 180 |
| Тип решетки | Кубическая | Кубическая | Гексагональная | Ромбическая |
| Плотность, кг/м 3 | — | 6970 | 6920 | 6680 |
| Температура плавления, °С | 1520 | 1550 | 1700±50 | 1890 (разлаг.) |
| Средний ТКЛР в интервале 20-800°С, α·10 6 , град -1 | — | 10,1 | 10 | 10,3 |
| Удельная массовая теплоемкость при 20°С, Дж/(кг·град) | — | 493 | 523 | 546 |
| Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град) | — | 84 | 209 | 98 |
| Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град) | — | 18,7 | 16,6 | 16,2 |
Карбид титана TiC
Карбид титана TiC представляет собой соединение светло-серого цвета с металлическим блеском. Он химически инертен при комнатной температуре: плохо растворяется в кислотах, их смесях и некоторых щелочах в холодном и нагретом состояниях.
При высоких температурах (выше 2500°С) начинает реагировать с азотом. При взаимодействии с водородом обезуглероживается. Кроме того, окисляется углекислым газом при температурах выше 1200°С. Температура активного окисления карбида титана составляет 1100…1200°С.
Область температурной устойчивости TiC достигает 3140°С, он высокостоек в расплавленных легкоплавких металлах и металлах типа меди, алюминия, латунях, чугунах и сталях. Степень черноты карбида титана равна 0,9 (при длине волны 0,655 мкм).
| Молекулярная масса | 59,9 |
| Тип решетки | Кубическая |
| Плотность, кг/м 3 | 4930 |
| Температура плавления, °С | 3147±50 |
| Температура кипения, °С | 4305 |
| Твердость по шкале Мооса | 8-9 |
| Средний ТКЛР в интервале 20-2700°С, α·10 6 , град -1 | 9,6 |
| Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град) | 33,7 |
| Удельная массовая теплоемкость при 25°С, Дж/(кг·град) | 842 |
| Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град) | 34…39 |
| Удельное электрическое сопротивление при 20°С, ρ·10 8 , Ом·м | 60 |
Карбиды вольфрама W2C и WC
Карбиды вольфрама W2C и WC представляют собой соединения серого цвета. Область температурной устойчивости для W2C составляет до 2750°С; для WC — до 2600°С. Тонкий порошок WC быстро окисляется на воздухе при 500…520°С. Температура начала окисления грубого порошка WC составляет 595°С. При 700°С изменение массы карбида вольфрама WC в результате часового окисления составляет 8,3 мг/(см 2 ·ч).
При комнатной температуре порошок карбида вольфрама практически не растворяется в сильных концентрированных кислотах. Однако он почти полностью растворим в кипящих H2SO4 и HNO3. При температуре 940°С WC слабо взаимодействует с расплавом цинка.
| Свойства/карбид | W2C | WC |
|---|---|---|
| Молекулярная масса | 379,7 | 195,9 |
| Тип решетки | Гексагональная | |
| Плотность, кг/м 3 | 1720 | 1560 |
| Температура плавления, °С | 2730±15 | 2720 |
| Температура кипения, °С | 6000 | |
| Твердость по шкале Мооса | 9-10 | 9 |
| Средний ТКЛР в интервале 20-2000°С, α·10 6 , град -1 | 5,8 | |
| Удельная массовая теплоемкость в интервале 0-100°С, Дж/(кг·град) | — | 184 |
| Молярная теплоемкость при 25°С, кДж/(кмоль·град) | — | 36 |
| Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град) | 29,3 | 197 |
Карбид кальция CaC2
В таблице приведены физические свойства карбида кальция CaC2. По своим оптическим свойствам химически чистый карбид кальция — большие, почти бесцветные кристаллы с голубоватым оттенком. Технический CaC2 в зависимости от степени чистоты имеет серый, коричнево-желтый или черный цвет.
Предел температурной устойчивости для карбида кальция равен 2300°С. При температуре 20°С он полностью растворяется в воде (с выделением ацетилена) и концентрированной соляной кислоте.
| Молекулярная масса | 64,1 |
| Тип решетки | Тетрагональная, кубическая |
| Плотность, кг/м 3 | 2100 |
| Температура плавления, °С | 2300 (разлаг.) |
| Удельная массовая теплоемкость при 25°С, Дж/(кг·град) | 960 |
| Молярная теплоемкость при 25°С, кДж/(кмоль·град) | 61,3 |
Карбид циркония ZrC
Карбид циркония представляет собой соединение серого цвета с металлическим блеском. Он химически инертен при комнатной температуре: плохо растворяется в концентрированных кислотах, их смесях и некоторых щелочах, как в холодном, так и нагретом состоянии. Карбид циркония нерастворим в воде, однако взаимодействует с азотом с образованием нитридов.
Температура активного окисления ZrC составляет 1100…1200°С, область температурной устойчивости — до 3530°С. Карбид циркония стоек в расплавах меди и медных сплавов, стали, чугуна и легкоплавких металлов.
| Молекулярная масса | 103,2 |
| Тип решетки | Кубическая |
| Плотность, кг/м 3 | 6730 |
| Температура плавления, °С | 3530 |
| Температура кипения, °С | 5100 |
| Твердость по шкале Мооса | 8-9 |
| Средний ТКЛР в интервале 20-1100°С, α·10 6 , град -1 | 6,74 |
| Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град) | 61,1 |
| Удельная массовая теплоемкость при 25°С, Дж/(кг·град) | 456 |
| Коэффициент теплопроводности при 0°С, Вт/(м·град) | 42 |
| Удельное электрическое сопротивление при 20°С, ρ·10 8 , Ом·м | 50 |
Карбиды ниобия Nb2C и NbC
В таблице даны физические свойства карбидов ниобия Nb2C и NbC. Плотный карбид ниобия NbC имеет серовато-коричневый или бледно-лиловый металлический цвет. Порошок NbC имеет фиолетовый оттенок.
Карбиды ниобия при комнатной температуре химически инертны, обладают высокой химической стойкостью к действию кислот и их смесей даже в нагретом состоянии. Однако, они растворимы в смеси плавиковой и азотной кислоты.
При нагревании на воздухе NbC слегка обезуглероживается. До температуры 2500°С он устойчив в атмосфере азота. Температура активного окисления карбида ниобия составляет 900…1000°С. Область температурной устойчивости — до 3890°С. Он стоек в расплавах металлов (Cu, Al), имеет высокую твердость по шкале Мооса.
| Свойства/карбид | Nb2C | NbC |
|---|---|---|
| Молекулярная масса | 197,8 | 105 |
| Тип решетки | Гексагональная | Кубическая |
| Плотность, кг/м 3 | 7860 | 7560 |
| Температура плавления, °С | 2927 | 3480 |
| Температура кипения, °С | — | 4500 |
| Твердость по шкале Мооса | — | 9-10 |
| Средний ТКЛР в интервале 20-1100°С, α·10 6 , град -1 | 6,5 | |
| Удельная массовая теплоемкость при 20°С, Дж/(кг·град) | 315 | 355 |
| Молярная теплоемкость при 25°С, кДж/(кмоль·град) | 30,36 | 37,35 |
| Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град) | — | 19 |
| Удельное электрическое сопротивление при 20°С, ρ·10 8 , Ом·м | 55 | 46 |
- Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967. — 474 с.
- Кржижановский Р. Е., Штерн З. Ю. Теплофизические свойства неметаллических материалов (карбиды). Справочник. Л.: Энергия, 1976. — 120 с.
Карбид вольфрама – что это?
Свойства карбида вольфрама.
Карбид вольфрама – это очень твердый сплав, соединяющий в себе вольфрам и углерод.
Особенным его делает то, что он практически неразрушим и сохраняется всю жизнь. Ювелирные изделия из карбида вольфрама не царапаются и не гнутся никогда, и навсегда остаются такими же красивыми, как в первый день покупки!
* Это самый твердый сплав на Земле: он в 4 раза тверже титана, в 5 раз тверже стали и в 10 раз тверже 18-ти каратного золота. По шкале твердости Мооса – твердость 9, тверже него только алмаз (10 по шкале Мооса). Поэтому кольцо может быть поцарапано только бриллиантами или напильниками (пилками для ногтей), имеющими алмазное напыление.
* Карбид вольфрама имеет самую высокую температуру плавления – 2780 градусов по Цельсию. Для сравнения: температура самой горячей – базальтовой – лавы около 1200 градусов по Цельсию.
* Это единственный сплав, который может быть отполирован перманентно: полировка не бледнеет с течением лет, на кольце не появляются царапины, вмятины или другие повреждения, как это обычно происходит со временем с золотыми, серебряными, платиновыми и даже титановыми кольцами.
Для описания отполированной поверхности кольца из карбида вольфрама подойдут слова «Серое зеркало» — немного более темное-серое, чем нержавеющая сталь, но ярче отражающее свет. Многим людям нравится и солидный вес колец из карбида вольфрама. Стойкость полировки колец из карбида вольфрама вкупе с их солидным весом может свидетельствовать об обязательствах, надежности и вечности связывающих людей уз. Поэтому кольца из карбида вольфрама прекрасно подходят как для подарка самому верному другу, так и, конечно же, в качестве обручальных.
Другими словами, карбид вольфрама – самый твердый сплав из всех созданных человеком. Обычно он используется в авиапромышленности и для создания военной амуниции, а также для промышленных литейных форм. В последнее время ювелиры обратили внимание на этот материал, необычайные свойства которого можно использовать для создания самых интересных и современных ювелирных изделий.
Карбид вольфрама очень твердый, но хрупкий по сравнению с другими металлами, используемыми в ювелирной промышленности: от сильного воздействия (удара) золото погнется, а карбид – нет. Этот материал сломается прежде, чем погнется. Поэтому размер кольца из карбида вольфрама не может быть изменен! И постарайтесь не ронять кольцо на очень твердые поверхности с большой высоты – существуют небольшая вероятность того, что оно разобьется.
Именно поэтому в экстренных случаях (например, сломанный палец) кольцо из карбида вольфрама, в отличие от колец из более мягких драгоценных металлов, можно легко удалить, не повредив сам палец. Для этого рекомендуется зажать кольцо (вместе с пальцем) в тиски (так как кольцо невозможно погнуть или разрезать) и медленно сжимать, пока оно не сломается. Тиски не сдвинутся дальше, и палец при этом останется цел и невредим! (Несмотря на то, что звучит этот совет немного устрашающе!) Тот же эффект может дать удар очень большого молота, но и палец при этом будет сильно поврежден.
У вас аллергия на серебро/золото? Выбирайте кольца из карбида вольфрама!
Кольца из карбида вольфрама не потускнеют, не заржавеют и не окрасят ваш палец в зеленый цвет. Драгоценные металлы склонны меняться в цвете с течением времени. А порой оставляют непривлекательные следы на коже. Карбид вольфрама, в отличие от них, не вступает в химические реакции и сохраняет первозданный вид столетиями.
Для наших украшений используется только лучший карбид вольфрама!
Некоторые компании предлагают кольца из вольфрама, иногда даже используя в названии слово "карбид". Будьте внимательны и не покупайте подделку, потому что кольца из простого вольфрама, хотя и обладают высокой прочностью, но не стойки к царапинам, как кольца из карбида вольфрама.
Карбид вольфрама для ювелирных изделий бывает двух сортов. Один можно намагнитить с помощью магнита – этот карбид вольфрама из переработки. Второй нельзя намагнитить – и этот сорт лучше. При использовании переработанного карбида вольфрама кольца из него изменят цвет через несколько лет, но при использовании карбида вольфрама высшего сорта кольцо никогда свой цвет не изменит.
Кольца из карбида вольфрама у некоторых производителей могут содержать кобальт или другие химические соединения. Во-первых, такие кольца дешевле по себестоимости, во-вторых, их проще изготовить. Однако такие кольца подвергаются окислению при длительном ношении. Кольцо из-за контакта кобальта с телом может почернеть или покрыться пятнами, которые невозможно смыть.
Наши кольца сделаны из карбида вольфрама высшего сорта, они не магнитятся, не содержат кобальта или химических соединений, способных нанести вред человеку, который носит кольцо, и совершенно безопасны!
У вас свадьба? Кольца из карбида вольфрама прекрасно подойдут в качестве обручальных!
Традиция ношения свадебных колец – элемент семейной жизни в огромном числе стран всего мира. У наших родителей обручальные кольца золотые, но сейчас таким подходом к выбору символа семейной жизни сложно кого-нибудь удивить. Новобрачные останавливаются на изделиях из серебра, платины, белого золота, титана, карбида вольфрама или даже обычной нержавеющей стали. В последние годы в Европе и Америке обручальные кольца из карбида вольфрама становятся все более популярными у молодых пар. Прочность и долговечность карбида вольфрама будут символизировать прочность и долговечность любви и семейных уз. Кольцо всегда будет выглядеть таким же блестящим, как и в первый день, оставаясь символом вечной и чистой любви. Поэтому кольца именно из карбида вольфрама отлично подходят для того, чтобы быть обручальными.
Не сотрется ли покрытие на кольце «золотого тона»?
В нашем магазине вы можете приобрести кольца из карбида вольфрама трех цветов:
1. Кольца "золотого тона" с циркониевым покрытием – эти кольца из карбида вольфрама, с покрытием золотого тона из слоя циркония. Цирконий в чистой форме – очень твердый металл (он только чуть-чуть мягче карбида вольфрама — 8 по шкале Мооса), сравнимый с натуральным сапфиром, и в большинстве случаев не царапается.
2. Кольца "черные" – эти кольца из карбида вольфрама, с черным покрытием, полученным методом ионного осаждения.
3. Кольца "под серебро" – эти кольца полностью состоят из карбида вольфрама без каких-либо напылений. Их цвет и есть натуральный цвет карбида вольфрама.
4. Кольца с золотым покрытием . Золотое покрытие — это тонкое покрытие из золота, полученное методом ионного осаждения. Благодаря специальной технологии золотое покрытие будет достаточно стойким к царапинам, но все же значительно уступать покрытию из циркония.
Но не волнуйтесь, золотое покрытие возможно поцарапать, только если вы будете специально плохо с ним обращаться – тогда вы можете нанести непоправимый ущерб покрытию (но не карбиду вольфрама под ним). Если носить кольцо на цепочке, то металл цепочки должен быть по твердости меньше 8 по шкале Мооха, иначе покрытие поцарапается. Золотая, серебряная или цепочка из нержавеющей стали вполне подойдет.
Откройте для себя удивительную красоту и долговечность колец из карбида вольфрама!
Карбид вольфрама (другое название – вольфрама монокарбид) – это химическое соединение вольфрама, углерода и керамики. Это вещество одно из самых крепких из всех известных керамик, по твердости сравнимо с алмазом: HRC составляет около 90 единиц, по минералогической шкале Мооса занимает 9-ое место. Еще одной положительной особенностью карбида вольфрама является хорошая износостойкость, высокая температура плавления и отличная стойкость к окислению. Данное вещество в настоящее время активно используется для создания режущего инструмента и сердечников бронебойных снарядов.
Физические свойства карбида вольфрама
1. В нормальных условиях карбид вольфрама гранулированный представляет собой порошок серого цвета с металлическим отблеском.
2. Растворим в воде.
3. Твердость по Роквеллу составляет от 87 до 92 ед.
4. Температура плавления вольфрама карбида равна 2870 градусов.
5. Плотность равна 15,8 г/сантиметр³.
6. Модуль упругости составляет 450÷650 ГПа
7. Эффект тепловой равен 8,4+/-0,2 ккалорий/моль
8. Энтропия стандартная равна 8,5+/-1,5 калорий/(моль на град).
9. Теплоемкость при температуре равной 293 градусам составляет 8,53 калорий/(моль на град).
10. Теплопроводность при температуре окружающей среды 25 градусов составляет 0,07 кал/(сантиметр/с/град).
11. Коэффициент расширения термического равен 3,84(3,9)*106 град-1.
12. Электросопротивление удельное при температуре 200 градусов составляет 19,2+/-0,3 микроОм/сантиметр.
Структура карбида вольфрама
В настоящее время известны две WC формы – β-WC высокотемпературная кубическая и α-WC гексагональная.
Применение карбида вольфрама
— в технике для изготовления инструментов, которые должны обладать высокой твердостью и хорошей коррозионной стойкостью;
— для износостойкой наплавки различных деталей, которые будут эксплуатироваться в условиях интенсивного изнашивания со средними ударными нагрузками;
— широкое применение в изготовлении разнообразных резцов, сверл, абразивных дисков, долот для бурения, фрез и другого режущего инструмента;
— стоимость вольфрама позволяет использовать его сплавы в самых разных областях (он есть в составе твердых сплавов, известных под названиями "Победит" и "Рэлит", около 90 %);
— применяется в наплавке и газотермическом напылении в виде порошкового материала для изготовления износостойких покрытий;
— это один из материалов, который используется для замены хромирования гальванического способом газопламенного высокоскоростного напыления;
— в настоящее время карбид вольфрама является доминирующим в изготовлении снарядов и сердечников бронебойных пуль (однако имеется тенденция постепенного вытеснения карбида вольфрама обедненным ураном);
— в производстве сверхпрочных шариков размером 1 мм для шариковых ручек (полировка выполняется в специальном аппарате в течение нескольких дней с использованием небольшого количества алмазной пасты);
— в производстве браслетов для элитных швейцарских часов, ювелирных изделий – колец, браслетов и кулонов, которым благодаря износостойкости карбида вольфрама гарантирован вечный блеск;
— применяется в виде подложки для катализатора из платины;
— карбид вольфрама используется для создания торцевых уплотнений валов некоторых механизмов в тех случаях, когда окружающая среда имеет высокую вязкость и/или абразивность.
Токсичность карбида вольфрама
Данное вещество химически инертно. По этой причине в нормальных условиях оно не представляет какой-либо опасности для человека. Летальная доза не определена ни для людей, ни для животных. Исследования, которые были проведены в Дрезденском техническом и Лейпцигском университете, показали, что напыль вольфрама карбида может проникать в живые организмы. При этом мелкие частицы нетоксичны, но при соединении с некоторыми веществами они представляют опасность для благополучия клеток. При долгом попадании пыли кобальта и рассматриваемого нами вещества в организме может развиться фиброз.
Отправить ответ