El carbur es refereix a uncompost químicFormat per l’enllaç covalent o iònic de carboni amb un element menys electronegatiu - normalment un metall (per exemple, tungstè, titani, silici) o un metaloide. La seva composició segueix estrictes regles estequiomètriques (per exemple, WC per a carbur de tungstè, TIC per a carbur de titani, sic per a carbur de silici), cosa que significa que la relació de carboni amb l’altre element es fixa o cau dins d’un rang estret. És important destacar que els carburs no són "barreges", sinó substàncies químiques pures amb una estructura cristal·lina definida.
Un aliatge és unbarreja homogènia (o solució sòlida)de dos o més elements, on almenys un és un metall. No forma un nou compost químic; En canvi, els elements constituents (per exemple, ferro + carboni per a acer, alumini + coure per a aliatges d’alumini) es dispersen uniformement a nivell atòmic o microestructural. La composició d’aliatges és flexible - Per exemple, el contingut de carboni en l’acer pot oscil·lar entre ~ 0,05% (baix - acer al carboni) a més del 2% (High - acer al carboni) - i no segueix estricta estoiciometeria.
Els carburs tenen unEstructura cristal·lina fixa i ordenadadeterminat per la seva unió química. Per exemple:
Tungsten Carbide (WC) té una estructura hexagonal Close - envasada (HCP), on els àtoms de tungstè i carboni estan disposats en una gelosia rígida i repetida.
El carbur de silici (sic) forma una estructura covalent tetraèdrica (similar al diamant), contribuint a la seva duresa extrema.
Aquesta estructura ordenada és inherent al compost i no es pot modificar fàcilment sense trencar enllaços químics.
Els aliatges tenen unestructura de solució sòlida ordenada o semi -. El metall base (per exemple, ferro en acer, alumini en aliatges d’alumini) proporciona una gelosia hoste, i els elements afegits (per exemple, carboni, coure) es dissolen en aquesta gelosia (formant una solució sòlida “substitucional” o “intersticial”) o formen petites fases secundàries (per exemple, carburs en l’acer al carboni alt -). A diferència dels carburs, la seva estructura no està lligada a una única fórmula química i es pot ajustar mitjançant el processament.
Les dues classes de material difereixen dràsticament en propietats, impulsades per la seva unió i estructura química:
La producció de carbur es centra en sintetitzar primer el compost químic, després donar -li forma:
Síntesi de pols: El carboni i l’element base (per exemple, tungstè) s’escalfen a temperatures altes (sovint en un buit o amb una atmosfera inerta) per formar pols de carbur (per exemple, pols WC).
Consolidació: La pols es barreja amb un aglutinant (per exemple, cobalt, per millorar la duresa) i es pressiona en formes, després es va sinteritzar a temperatures altes (1.300-1.600 graus) per formar parts denses i rígides.
La producció d’aliatge consisteix en barrejar metalls (o metalls amb metalls no -) i donar forma a la barreja:
Mobració i barreja: El metall base i els elements d’aliatge es fonen en un forn (per exemple, ferro + carboni + manganès per a acer) per formar un líquid homogeni.
Solidificació i processament: El líquid es fosa en lingots, després enrotllat, forjat, extruït o mecanitzat en formes finals (per exemple, bigues d'acer, fulls d'alumini). No es requereix cap síntesi de compostos químics - només la barreja uniforme.
A causa de la seva duresa extrema i alta estabilitat de temperatura -, el carbur s'utilitza en aplicacions que requereixen resistència al desgast o resistència a la calor:
Eines de tall (per exemple, insercions de carbur de tungstè per a metalls de mecanitzat, fulles sic per tallar formigó).
Abrasius (per exemple, carbur de carbur per a arenar o triturar materials durs).
Components de temperatura alts - (per exemple, recobriments tic per a fulles de turbina, parts sic en reactors nuclears).
Desgast (per exemple, broquets de carbur per a la blast de sorra, trossos de perforació per a la perforació de roques).
Els aliatges s’utilitzen per a les seves propietats mecàniques equilibrades (força, ductilitat, duresa) i cost - efectivitat, fent -les omnipresents en la vida diària i la indústria:
Materials estructurals (per exemple, acer per a edificis/ponts, aliatges d’alumini per a fusejos d’avions).
Components funcionals (per exemple, llautó (coure - aliatge de zinc) per a accessoris de fontaneria, acer inoxidable per a estris de cuina).
Parts de rendiment High - (per exemple, aliatges de titani per a implants mèdics, níquel - aliatges de crom per a elements de calefacció).
En definitiva, la distinció clau rau en la sevaidentitat química: Els carburs ho sónCompostos químics estequiomètricsamb una duresa extrema i una britoritat, dissenyades per a desgast/calor - aplicacions resistents; Els aliatges ho sónbarreges de metall flexiblesamb duresa i força equilibrades, utilitzades amb finalitats estructurals i funcionals generals. Els Carbides prioritzen el rendiment especialitzat, mentre que els aliatges prioritzen la versatilitat i el cost -.
