Karbid wolframu. Fyzikální vlastnosti, toxicita, aplikace

Karbid wolframu (také známý jako monokarbid wolframu) je chemická sloučenina z wolframu, uhlíku a keramiky. Tato látka je jednou z nejsilnějších ze všech známých keramik, tvrdost srovnatelná s diamanty: HRC je asi 90 jednotek, podle mineralogického Mohsova stupnice má 9. místo. Dalším pozitivním rysem karbidu wolframu je dobrá odolnost proti opotřebení, vysoká teplota tání a vynikající odolnost vůči oxidaci. Tato látka je v současné době aktivně používána k vytvoření řezného nástroje a jader střelných zbraní.

Fyzikální vlastnosti karbid wolframu

1. Za normálních podmínek je granulát karbidu wolframu práškem šedé barvy s kovovým odrazem.

2. Rozpustný ve vodě.

3. Tvrdost Rockwell je od 87 do 92 jednotek.

4. Bod tání karbidu wolframu je 2870 stupňů.

5. Hustota je 15,8 g / centimetr sup3-.

6. Modul pružnosti je 450 ÷ 650 GPa

7. Tepelný účinek je 8,4 +/- 0,2 kcal / mol

8. Entropie normy je 8,5 +/- 1,5 kalorií / (mol na krupobití).

9. Tepelná kapacita při teplotě 293 stupňů je 8,53 kalorií / (mol na krupobití).

10. Tepelná vodivost při okolní teplotě 25 stupňů je 0,07 cal / (centimetr / s / stupeň).

11. Koeficient tepelné roztažnosti je 3,84 (3,9) × 106 deg-1.

12. Elektrický odpor při teplotě 200 stupňů je 19,2 +/- 0,3 mikromohmů / centimetr.

13. Specifická elektrická vodivost se rovná 52200 Ohm-1 * centimetr-1.

Struktura karbidu wolframu

V současné době jsou známy dva formuláře WC - beta-WC vysokoteplotní kubické a alfa - WC šestiúhelník.

Aplikace karbidu wolframu

- v technice pro výrobu nástrojů, které musí mít vysokou tvrdost a dobrou odolnost proti korozi;

- pro povrchy odolné proti opotřebení různých částí, které budou použity v podmínkách intenzivního opotřebení při středně silném zatížení;

- široce používají při výrobě různých řezných nástrojů, vrtáků, brusné kotouče, vrtáky pro vrtání, frézování a dalších řezných nástrojů;

- Wolframu umožňuje použít hodnotu jeho slitin v různých oblastech (to je složeno z tvrdých slitin, které jsou známé pod názvem „vítězství“ a „znovu zapálil,“ asi 90%);

- Používá se při povrchovém a plynovém tepelném stříkání ve formě práškovitého materiálu pro výrobu povlaků odolných proti opotřebení;

- jedná se o jeden z materiálů, které se používají k nahrazení chromového pokovení vysokotlakým postřikem plynovým plamenem;

- V současné době karbid wolframu je dominantní při výrobě střel a protipancéřové či průrazné kulky jádra (však existuje tendence postupného posunu karbidu wolframu ochuzený uran);

- při výrobě ultra kuliček o průměru 1 mm pro kuličková pera (leštění se provádí ve speciálním zařízení pro několik dní, za použití malého množství diamantové pasty);

- při výrobě náramků pro elitní švýcarské hodinky, šperky - prsteny, náramky a přívěsky, které díky odolnosti proti opotřebení karbidu wolframu zaručují věčný lesk;

- se používá jako nosič pro katalyzátor vyrobený z platiny;

- karbidu wolframu mechanické ucpávky hřídele určitých mechanismů v těch případech, kdy je prostředí s vysokou viskozitou a / nebo abrazivitou.

Toxicita karbidu wolframu

Tato látka je chemicky inertní. Z tohoto důvodu za normálních podmínek nepředstavuje žádné nebezpečí pro lidi. Letální dávka není stanovena ani pro člověka, ani pro zvířata. Studie, které se uskutečnily v Drážďanech Leipzigská univerzita, že prach z karbidu wolframu může proniknout do živých organismů. Zároveň jsou jemné částice netoxické, ale v kombinaci s určitými látkami představují nebezpečí pro zdraví buněk. Při dlouhodobém pronikání kobaltového prachu a látce, kterou uvažujeme, se v těle může vyvinout fibróza.