{"id":21208,"date":"2022-06-25T16:52:57","date_gmt":"2022-06-25T08:52:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=21208"},"modified":"2022-06-25T16:53:04","modified_gmt":"2022-06-25T08:53:04","slug":"what-is-submicron-tungsten-carbide","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/what-is-submicron-tungsten-carbide\/","title":{"rendered":"Was ist Submikron-Wolframcarbid?"},"content":{"rendered":"
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Als einer der wichtigsten Rohstoffe f\u00fcr die Herstellung von Hartmetall wirken sich Partikelmorphologie, Gr\u00f6\u00dfe, Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilung und Verunreinigungsgehalt von Wolframcarbid (WC)-Pulver direkt auf die Qualit\u00e4t und Anwendung von Hartmetall aus. WC-Pulver kann je nach Partikelgr\u00f6\u00dfe in ultragrobes Wolframcarbid, Mikron-Wolframcarbid, Submikron-Wolframcarbid, Sub-Nano-Wolframcarbid und Nano-Wolframcarbid unterteilt werden. In Bezug auf die Anwendung wird Submikron-Wolframcarbidpulver haupts\u00e4chlich zur Herstellung von Hartmetall, superharten Schneidwerkzeugen, Teilen von Strahltriebwerken und Bauteilen f\u00fcr Ofenkonstruktionen verwendet.<\/p>\n\n\n\n

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Eigenschaften von Submikron-Wolframcarbidpulver<\/h2>\n\n\n\n

Der Definition nach ist Wolframcarbid eine Verbindung aus dem \u00dcbergangsmetall Wolfram und nichtmetallischem Kohlenstoff. Seine chemische Formel lautet WC und sein Molekulargewicht betr\u00e4gt 195,85.<\/p>\n\n\n\n

Von den physikalischen und chemischen Eigenschaften her sieht WC aus wie ein schwarzes k\u00f6rniges Pulver mit einem Schmelzpunkt von etwa 2870 \u00b0C und einem Siedepunkt von etwa 6000 \u00b0C. Es ist in Wasser, Salzs\u00e4ure und Schwefels\u00e4ure unl\u00f6slich, in der Mischs\u00e4ure aus Salpeters\u00e4ure und Flusss\u00e4ure jedoch leicht l\u00f6slich. Es zeichnet sich durch eine \u00e4hnliche H\u00e4rte wie Diamant, gute Leitf\u00e4higkeit und W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, einen niedrigen W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten, einen hohen Elastizit\u00e4tsmodul und eine Druckfestigkeit aus.<\/p>\n\n\n\n

Es ist erw\u00e4hnenswert, dass die Partikelgr\u00f6\u00dfe von Submikron-WC-Pulver zwischen Mikrometer und Submikron liegt, dh 100 nm bis 1,0 \u03bcM, sodass es in einer bestimmten Umgebung nicht so leicht zu agglomerieren ist wie Sub-Nano-WC, d. h. es weist eine bessere Dispersionsleistung auf . Gleichzeitig ist keine lange Mahlzeit wie bei Mikro-WC erforderlich, was die Herstellung von submikrokristallinem Hartmetall beg\u00fcnstigt. Allerdings ist es f\u00fcr die 3D-Drucktechnologie nicht geeignet, da die Partikel zu gro\u00df und die hergestellten Produkte relativ rau sind.<\/p>\n\n\n\n

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Herstellung von Submikron-Wolframcarbidpulver<\/h2>\n\n\n\n

Je kleiner die Partikelgr\u00f6\u00dfe des WC-Pulvers ist, desto k\u00fcrzer ist die f\u00fcr den Materialvorbereitungsprozess erforderliche Sinterzeit und desto niedriger ist die f\u00fcr die Verdichtung erforderliche Temperatur. Beispielsweise beginnt sich Nano-WC-Pulver bei 500 \u00b0C zu verdichten, w\u00e4hrend WC-Pulver im Submikrometerbereich bei 1200 \u00b0C zu verdichten beginnt. Daher kann die Herstellung von WC-Pulver mit einer Partikelgr\u00f6\u00dfe von weniger als 100 nm eine gute Grundlage f\u00fcr den anschlie\u00dfenden Sinterprozess legen .<\/p>\n\n\n\n

In den letzten Jahren sind die wichtigsten Methoden zur Herstellung von ultrafeinen oder Nano-WC-Pulvern: mechanisches Legieren, Direktreduktionskarbonisierung, Sol-Gel-Methode, Dampfphasenkarbonisierung, chemische Festbett-Dampfphasenmethode, Plasmamethode usw.<\/p>\n\n\n\n

1 mechanische Legierungsmethode<\/h3>\n\n\n\n

Liu Lin et al. \u00dcbernahme der mechanischen Legierungsmethode, zuerst das W-Pulver und das C-Pulver im Atomverh\u00e4ltnis 1:1 mischen, in das Stahlrohr geben und Argon einf\u00fchren, dann die WC-Mahlkugel mit 12 mm Durchmesser ausw\u00e4hlen und das Kugelmaterialverh\u00e4ltnis von 18 \u00fcbernehmen :1 und f\u00fchrte schlie\u00dflich eine Hochenergie-Kugelmahlung auf der Planetenkugelm\u00fchle durch. Durch diese Methode wurde WC-Pulver mit einer durchschnittlichen Korngr\u00f6\u00dfe von 7,2 nm erhalten. Maxueming et al. Mithilfe mechanischer Legierungstechnologie wurde die Partikelgr\u00f6\u00dfe auf etwa 75 \u03bcM reduziert. W-Pulver und C-Pulver wurden entsprechend dem Atomverh\u00e4ltnis 1:1 gemischt, und das ausgew\u00e4hlte Kugelmaterialverh\u00e4ltnis betrug 30:1. Das WC-Pulver mit einer durchschnittlichen Korngr\u00f6\u00dfe von 11,3 nm wurde durch 100-st\u00fcndiges Kugelmahlen auf einer Planeten-Hochenergiekugelm\u00fchle qm-1f erhalten.<\/p>\n\n\n\n

2 Direktreduktionskarbonisierung<\/h3>\n\n\n\n

Die Reduktionskarbonisierungsverfahren zur Herstellung von ultrafeinem WC-Pulver k\u00f6nnen in zwei Kategorien unterteilt werden: (1) zweistufige Reduktionskarbonisierung: Der erste Schritt besteht darin, den w-haltigen Vorl\u00e4ufer zu zersetzen und zu reduzieren, um W-Pulver herzustellen; Der zweite Schritt besteht darin, W-Pulver mit der C-haltigen Substanz zu mischen, auf hohe Temperaturen zu erhitzen und es dann durch eine chemische Reaktion zu verkohlen, um WC-Pulver herzustellen. Bei dieser Methode wurden W-Pulver und C-Pulver gemischt und bei hoher Temperatur (1400\u20131600 \u00b0C) zu WC-Pulver umgesetzt. (2) Das einstufige Reduktionskarbonisierungsverfahren ist das Direktreduktionskarbonisierungsverfahren: Der W-haltige Vorl\u00e4ufer wird mit der C-haltigen Substanz gemischt und dann direkt reduziert und bei hoher Temperatur karbonisiert, um WC-Pulver zu bilden. Dieses Verfahren kann nicht nur die Produktionseffizienz von WC-Pulver verbessern, sondern auch eine gleichm\u00e4\u00dfigere Verteilung des WC-Pulvers und feinere K\u00f6rner erzielen.<\/p>\n\n\n\n

Einige Experten erhielten WC-Pulver mit einer Korngr\u00f6\u00dfe von 15\u201330 nm durch Direktreduktionskarbonisierung. Die Herstellungsmethode ist wie folgt: Mit WO3 und C als Rohstoffen wird die Mischung aus WO3 und C zun\u00e4chst nass gemahlen, wobei das Atomverh\u00e4ltnis von C zu W gr\u00f6\u00dfer als 1 ist, dann wird die nass gemahlene Aufschl\u00e4mmung spr\u00fchgetrocknet und Anschlie\u00dfend wird das Zwischenprodukt aus WC-Pulver und \u00fcbersch\u00fcssigem C durch Reduzierung der Karbonisierung bei hoher Temperatur (1000\u20131100 \u00b0C) mit N2 als Schutzgas hergestellt und schlie\u00dflich der Kohlenstoffgehalt auf (6,13 \u00b1 0,05)% eingestellt.<\/p>\n\n\n\n

Nano-Wolframcarbid-Pulver wurde durch Einbettung der Direktreduktions-Karbonisierungsmethode erhalten. Reduktions- und Kombinationsreaktionen werden in einer A12O3-Einbettungsvorrichtung durchgef\u00fchrt, die eine reduzierende Atmosph\u00e4re bei hoher Temperatur bereitstellen kann, um eine Oxidation von WC zu vermeiden. Die Rohstoffe WO3 und C wurden durch Hochenergie-Kugelmahlen vorbehandelt und anschlie\u00dfend wurde die Synthesereaktion 3 Stunden lang bei 1300 \u00b0C durchgef\u00fchrt. Schlie\u00dflich wurden die Reaktionsprodukte durch Hochenergie-Kugelmahlen vorbehandelt und WC-Pulver mit einer Korngr\u00f6\u00dfe von 26 nm wurde nach 40-st\u00fcndigem Kugelmahlen hergestellt.<\/p>\n\n\n\n

3 Sol-Gel-Methode<\/h3>\n\n\n\n

Nano-Wolframcarbid-Pulver wird durch die Sol-Gel-\/In-situ-Karbonisierungsmethode hergestellt. Die Herstellungsschritte sind wie folgt: Zuerst wird Wasserstoffperoxid (Massenanteil von H2O2 betr\u00e4gt 30%) zu W-Pulver (200 Mesh) gegeben und Eisessig und absolutes Ethanol werden als Stabilisatoren verwendet, um gelbes Wolframsol herzustellen. Das \u00fcbersch\u00fcssige Wasser wird durch Verdampfen entfernt und anschlie\u00dfend wird in Phenolharz gel\u00f6stes absolutes Ethanol zugegeben. Nach dem Mischen mit Ultraschall wird das Sol erhalten, das die W-Quelle und die C-Quelle enth\u00e4lt. Nach der Alterung wurde ein Gel erhalten. Schlie\u00dflich wurde WC-Pulver mit einer Korngr\u00f6\u00dfe von 10,2 nm durch Karbonisierung bei 900 \u00b0C mit H2 und Ar als Schutzgas hergestellt.<\/p>\n\n\n\n

4 Gasphasenkarbonisierung<\/h3>\n\n\n\n

Das Nano-Wolframcarbid-Pulver wurde in Japan durch die Gasphasenkarbonisierungsmethode gewonnen. Er verwendete WCl6 als W-Quelle und CH4 als Gasphasen-C-Quelle, um das WC-Pulver mit einer Korngr\u00f6\u00dfe von 20\u201330 nm durch chemische Reaktion bei hoher Temperatur (1300\u20131400 \u00b0C) herzustellen, und er\u00f6rterte ausf\u00fchrlich die Beziehung zwischen den Korngr\u00f6\u00dfen das Reaktantenproduktsystem und die Reaktionstemperatur. Das japanische Wolframunternehmen Tokio hat ein Patent f\u00fcr die Herstellung von ultrafeinem WC-Pulver durch Direktkarbonisierung mit WO3 als Wasserquelle und CO als Karbonisierungsgas angemeldet. Die Partikelgr\u00f6\u00dfe und der C-Gehalt des vorbereiteten WC-Pulvers k\u00f6nnen gesteuert werden.<\/p>\n\n\n\n

5 Festbett-Chemiedampfverfahren<\/h3>\n\n\n\n

WC-Pulver von etwa 15 nm wurde erfolgreich durch die chemische Festbett-Dampfphasenmethode hergestellt. Mit Nano-WO3 als W-Quelle und Acetylen als C-Quelle sind die Vorbereitungsschritte wie folgt: Geben Sie das Nano-WO3 in ein Quarz-Reaktionsschiffchen und stellen Sie das Schiffchen dann in einen Hochtemperatur-Rohrreaktor aus rostfreiem Stahl. Nach dem Vakuumieren wird H2 eingeleitet. Nach 1,5-st\u00fcndigem Halten bei 660 \u00b0C ist das Nano-WO3-Pulver vollst\u00e4ndig zu Nano-A-W-Pulver reduziert. Anschlie\u00dfend wird der H2-Strom reduziert und Acetylen eingeleitet. Nach 4-st\u00fcndigem Halten bei 800 \u00b0C wird das Nano-A-W-Pulver in WC-Pulver umgewandelt.<\/p>\n\n\n\n

6 Plasmamethode<\/h3>\n\n\n\n

There is another common method to prepare ultra-fine \/ nano WC powder: plasma method, which uses the plasma as the heat source, and its temperature can reach 4000 ~ 5000 \u2103. Under such high temperature, the powder raw materials will decompose and react to produce the required products. This method generally uses WO3, WC or w as the w source and CH4 as the C source. After the reaction, it mainly produces \u03b2- The research of WC or W2C, Japan’s Kuriyama, etc. shows that when the molar ratio of CH4 to WC is greater than 15, \u03b2- The mass fraction of WC is 90%-95% and the particle size of the powder is about 10nm. TEM observation \u03b2- The grain size of WC is 5-20nm, which has good fractional property.<\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

As one of the most important raw materials for the production of cemented carbide, the particle morphology, size, particle size distribution and impurity content of\u00a0wolfram\u00a0carbide (WC) powder will directly affect the quality and application of cemented carbide. WC powder can be divided into ultra coarse tungsten carbide, micron tungsten carbide, sub micron tungsten carbide, sub…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":21210,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/u21432709063201718835fm253fmtautoapp138fJPEG.webp","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21208"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21208"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21208\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21210"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21208"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21208"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21208"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}