Tungsteno vs carburo de tungsteno y sus propiedades y usos

El tungsteno y el carburo de tungsteno son dos importantes materias primas industriales ampliamente utilizadas. Este artículo presentará los dos materiales en detalle.

1.Definición de wolframio frente a carburo de wolframio:

El wolframio, tungsteno, es un elemento metálico situado en la posición 74 de la tabla periódica, y su peso atómico es 183,84. Este metal es conocido por su aspecto gris acero o blanco plateado, su elevada dureza y su alto punto de fusión. A temperatura ambiente, el tungsteno no se corroe con el aire y muestra una buena estabilidad. China es el mayor país del mundo en reservas de wolframio, que representan 46,8% del mundo, casi la mitad, seguida de Australia, Rusia y Canadá. El tungsteno, un metal raro, ocupa una posición importante en los recursos estratégicos nacionales.

Carburo de wolframio, de fórmula química WC(carburo wolframio), es un compuesto inorgánico formado por wolframio y carbono, y es también uno de los compuestos a base de carbono más duros. Su peso molecular es de 195,85 y se presenta como un cristal hexagonal negro con brillo metálico. La dureza del carburo de wolframio sólo es superada por la del diamante y el nitruro de boro, y es un buen conductor de la electricidad y el calor. Es insoluble en agua, ácido clorhídrico y ácido sulfúrico, pero es fácilmente soluble en una mezcla de ácido nítrico y ácido fluorhídrico.

2.Dureza del wolframio frente al carburo de wolframio:

3.Propiedades físicas del wolframio frente al carburo de wolframio:

Tungsteno/wolframio：

Carburo de tungsteno：

4.Aplicaciones del wolframio y el carburo de wolframio:

Tungsteno:

El tungsteno tiene un punto de fusión ultraalto de 3410℃ (el más alto entre los metales), una estructura densa de 19,3g/cm³ y una excelente resistencia a la fluencia, lo que le permite mostrar un excelente rendimiento en entornos extremos: En el ámbito industrial tradicional, el alambre de tungsteno sigue siendo el material luminoso básico de las lámparas incandescentes de alta gama debido a su elevado punto de fusión. Un fino alambre de tungsteno de 0,015 mm de diámetro puede soportar una temperatura de funcionamiento de 3000℃. En la industria electrónica, los cátodos para sputtering de tungsteno de gran pureza se utilizan para la deposición de capas de interconexión metálica de chips semiconductores, y la rugosidad de la superficie se controla dentro de 0,5μm. En el campo de la alta tecnología, la aleación de cobre y tungsteno (W80Cu20) se utiliza como material de contacto al vacío, y su tasa de ablación por arco es 70% inferior a la de las aleaciones tradicionales basadas en plata. En el campo aeroespacial, los revestimientos de las gargantas de las toberas de los cohetes fabricados con materiales infiltrados de cobre de tungsteno pueden mantener la integridad estructural en condiciones de lavado con gas de 3000℃. En cuanto a las aplicaciones emergentes, el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER) utiliza tungsteno como material de blindaje del desviador, y su capacidad de carga térmica alcanza los 20 MW/m². En el dispositivo de radiación sincrotrón, el colimador de tungsteno puede controlar con precisión el haz de rayos X, y la precisión de procesamiento de la apertura alcanza ±5μm.

Carburo de tungsteno:

El carburo de wolframio, como compuesto importante del wolframio, es una sustancia pulverulenta gris preparada por la reacción del wolframio metálico y el carbono a alta temperatura. El carburo de tungsteno tiene una dureza cercana a la del diamante, y posee una gran resistencia al desgaste y propiedades refractarias, por lo que es el principal material de fabricación de herramientas de carburo cementado. El carburo de tungsteno es particularmente ampliamente utilizado en maquinaria de ingeniería, herramientas de corte, abrasivos e industrias de joyería. Las herramientas de corte de carburo cementado se utilizan a menudo para procesar materiales duros como el acero al carbono y el acero inoxidable. Su resistencia a la temperatura y resistencia al desgaste puede mejorar significativamente la velocidad de procesamiento y la vida útil de la herramienta. Además, el carburo de tungsteno también se utiliza para fabricar piezas resistentes al desgaste en herramientas de minería y equipos de perforación de petróleo y gas. En el campo médico, el carburo de tungsteno se utiliza para fabricar instrumentos quirúrgicos debido a su excelente rendimiento. En la industria de la joyería, el carburo de tungsteno se ha convertido en un material popular para la joyería de boda debido a su gran dureza y alta resistencia a los arañazos. 

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5.Comparación de precios entre el wolframio y el carburo de wolframio:

Coste y proceso de producción El proceso de producción del carburo de wolframio es relativamente complejo y requiere mayores requisitos técnicos y costes de producción. Esto se debe principalmente a que el carburo de wolframio se fabrica haciendo reaccionar el wolframio metálico con carbono a alta temperatura, un proceso que requiere equipos y procesos especiales. En cambio, aunque el proceso de extracción y transformación del wolframio también presenta ciertas dificultades técnicas, es más sencillo y directo que la producción de carburo de wolframio en su conjunto.

Rendimiento y aplicación: El carburo de wolframio tiene una dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión extremadamente altas, lo que lo convierte en una opción ideal para la fabricación de herramientas de carburo, piezas resistentes al desgaste y materiales estructurales de alta temperatura. Aunque el wolframio también tiene buenas propiedades físicas y químicas, como un alto punto de fusión, alta densidad y buena conductividad, su rendimiento puede no ser tan bueno como el del carburo de wolframio en algunas aplicaciones específicas.

Demanda y oferta del mercado: Dado que el carburo de tungsteno se utiliza ampliamente en herramientas de corte, equipos de minería, equipos de perforación de petróleo y otros campos, y estos campos tienen altos requisitos para las propiedades del material, la demanda del mercado de carburo de tungsteno es relativamente grande. Al mismo tiempo, debido al alto coste de producción del carburo de tungsteno, su oferta en el mercado es relativamente limitada, lo que hace subir aún más su precio.

Fluctuaciones de precios: Los precios del tungsteno y el carburo de tungsteno se ven afectados por la situación económica mundial, las políticas pertinentes y la oferta y la demanda del mercado. Sin embargo, debido a la particularidad de los costes de producción del carburo de tungsteno y la demanda del mercado, sus fluctuaciones de precios pueden ser más graves. 

6.Resumen:

El tungsteno y el carburo de tungsteno son fundamentales en las aplicaciones industriales debido a sus propiedades físicas y mecánicas únicas. Con una dureza excepcional y un punto de fusión elevado, el tungsteno es fundamental para filamentos, carburos cementados y aceros especiales. Por su parte, el carburo de wolframio, con una dureza y conductividad similares a las del diamante, es omnipresente en herramientas de corte, piezas resistentes al desgaste y equipos de minería.

Desde el punto de vista de los precios, los valores de mercado de ambos materiales fluctúan en función de los equilibrios entre la oferta y la demanda, los costes de extracción y los avances tecnológicos. Así pues, los inversores y los profesionales del sector deben seguir de cerca las tendencias del mercado para optimizar las estrategias de adquisición y venta.

Además, a medida que evolucionan las demandas tecnológicas e industriales, también lo hacen los requisitos de rendimiento de estos materiales. Para hacer frente a estos retos, las instituciones de I+D y los fabricantes deben innovar en las tecnologías de transformación y el diseño de materiales, al tiempo que promueven una gestión sostenible de los recursos.

En conclusión, como materiales industriales indispensables, el tungsteno y el carburo de tungsteno seguirán ampliando sus aplicaciones junto con el progreso tecnológico y el crecimiento del mercado.