Carbide si riferisce a acomposto chimicoFormata dal legame covalente o ionico del carbonio con un elemento meno elettronegativo - tipicamente un metallo (ad esempio, tungsteno, titanio, silicio) o una metalloide. La sua composizione segue rigide regole stechiometriche (ad es. WC per il carburo di tungsteno, TIC per carburo di titanio, sic per carburo di silicio), il che significa che il rapporto di carbonio e altro elemento è fisso o rientra in un intervallo ristretto. È importante sottolineare che i carburi non sono "miscele" ma sostanze chimiche pure con una struttura cristallina definita.
Una lega è unmiscela omogenea (o soluzione solida)di due o più elementi, dove almeno uno è un metallo. Non forma un nuovo composto chimico; Invece, gli elementi costituenti (ad es. Iron + carbonio per acciaio, alluminio + rame per leghe di alluminio) sono dispersi in modo uniforme a livello atomico o microstrutturale. La composizione delle leghe è flessibile -, ad esempio, il contenuto di carbonio in acciaio può variare da ~ 0,05% (basso - acciaio al carbonio) a oltre il 2% (alto - acciaio di carbonio) - e non segue la rigorosa stoiciometria.
Le carburi hanno unStruttura cristallina fissa e ordinatadeterminato dal loro legame chimico. Ad esempio:
Tungsten Carbide (WC) ha una struttura esagonale - packed (HCP), in cui il tungsteno e gli atomi di carbonio sono disposti in un reticolo rigido e ripetuto.
Il carburo di silicio (SIC) forma una struttura covalente tetraedrica (simile al diamante), contribuendo alla sua estrema durezza.
Questa struttura ordinata è inerente al composto e non può essere facilmente modificata senza rompere i legami chimici.
Le leghe hanno unStruttura di soluzione solida ordinata disordinata o semi -. Il metallo di base (ad es. Iron in acciaio, alluminio in leghe di alluminio) fornisce un reticolo ospite e gli elementi aggiunti (ad esempio, carbonio, rame) si dissolvono in questo reticolo (formando una soluzione solida "sostitutiva" o "interstiziale" o formano piccole fasi secondarie (EG, carbidi, in acciaio al alto livello). A differenza delle carburi, la loro struttura non è legata a una singola formula chimica e può essere regolata tramite la lavorazione.
Le due classi materiali differiscono drasticamente nelle proprietà, guidate dal loro legame chimico e struttura:
La produzione di carburo si concentra prima sulla sintesi del composto chimico, quindi modellandolo:
Sintesi di polvere: Carbon e elemento di base (ad es. Tungsteno) vengono riscaldati a temperature elevate (spesso in un vuoto o atmosfera inerte) per formare polvere di carburo (ad es. Polvere WC).
Consolidamento: La polvere viene miscelata con un legante (ad esempio, cobalto, per migliorare la tenacità) e premuta in forme, quindi sinterizzata ad alte temperature (1.300-1.600 gradi) per formare parti dense e rigide.
La produzione in lega comporta i metalli di miscelazione (o metalli con metalli non -) e modellare la miscela:
Scioglimento e miscelazione: Gli elementi di metallo e lega di base vengono sciolti insieme in una fornace (ad es. Iron + carbonio + manganese per acciaio) per formare un liquido omogeneo.
Solidificazione ed elaborazione: Il liquido viene lanciato in lingotti, quindi arrotolato, forgiato, estruso o lavorato in forme finali (ad esempio, travi di acciaio, fogli di alluminio). Non è richiesta alcuna sintesi di composti chimici - solo miscelazione uniforme.
A causa della sua estrema durezza e stabilità di temperatura -, il carburo viene utilizzato in applicazioni che richiedono resistenza all'usura o resistenza al calore:
Strumenti di taglio (EG, inserti in carburo di tungsteno per metalli di lavorazione, pale SIC per tagliare il calcestruzzo).
Abrasivi (ad es. Grucia in carburo per materiali duri di sabbiatura o macinatura).
Alti componenti di temperatura - (ad es. Rivestimenti Tic per pale della turbina, parti SIC nei reattori nucleari).
Indossare parti (ad es. Ugelli in carburo per sabbiatura, pezzi di perforazione per la perforazione di roccia).
Le leghe vengono utilizzate per le loro proprietà meccaniche equilibrate (forza, duttilità, resistenza) e costo - efficacia, rendendole onnipresenti nella vita e nell'industria quotidiana:
Materiali strutturali (ad es. Acciaio per edifici/ponti, leghe di alluminio per fusoliere di aeromobili).
Componenti funzionali (ad es. Brass (rame - lega di zinco) per impianti idraulici, acciaio inossidabile per utensili da cucina).
High - Parti di performance (ad es. Leghe di titanio per impianti medici, nichel - leghe di cromo per elementi di riscaldamento).
In breve, la distinzione chiave sta nella loroidentità chimica: le carburi sonocomposti chimici stechiometricicon estrema durezza e fragilità, progettate per l'usura/calore - applicazioni resistenti; Le leghe sonomiscele in metallo flessibileCon tenacità e resistenza equilibrate, utilizzate per scopi strutturali e funzionali generali. Carbides dà la priorità alle prestazioni specializzate, mentre le leghe danno la priorità alla versatilità e al costo - efficienza.
