Karbida merujuk kepada aKompaun kimiaDibentuk oleh kovalen atau ikatan karbon dengan elemen elektronegatif yang kurang - biasanya logam (contohnya, tungsten, titanium, silikon) atau metalloid. Komposisinya mengikuti peraturan stoikiometrik yang ketat (contohnya, WC untuk tungsten karbida, tic untuk titanium karbida, sic untuk karbida silikon), yang bermaksud nisbah karbon ke elemen lain tetap atau jatuh dalam jarak sempit. Yang penting, karbida bukan "campuran" tetapi bahan kimia tulen dengan struktur kristal yang ditetapkan.
Aloi adalahcampuran homogen (atau penyelesaian pepejal)daripada dua atau lebih elemen, di mana sekurang -kurangnya satu adalah logam. Ia tidak membentuk sebatian kimia baru; Sebaliknya, unsur -unsur konstituen (contohnya, besi + karbon untuk keluli, aluminium + tembaga untuk aloi aluminium) disebarkan secara seragam pada tahap atom atau mikrostruktur. Komposisi aloi adalah fleksibel - sebagai contoh, kandungan karbon dalam keluli boleh berkisar dari ~ 0.05% (rendah - keluli karbon) hingga lebih dari 2% (tinggi - keluli karbon) - dan tidak mengikuti stoikiometri ketat.
Karbida mempunyaistruktur kristal yang diperbaiki dan diperintahkanditentukan oleh ikatan kimia mereka. Contohnya:
Tungsten carbide (WC) mempunyai struktur heksagon - yang dibungkus (HCP), di mana atom tungsten dan karbon disusun dalam kisi yang tegar dan mengulangi.
Silicon carbide (sic) membentuk struktur kovalen tetrahedral (serupa dengan berlian), menyumbang kepada kekerasannya yang melampau.
Struktur yang diperintahkan ini wujud untuk kompaun dan tidak dapat diubah dengan mudah tanpa memecahkan ikatan kimia.
Aloi mempunyaitidak teratur atau separuh - Struktur penyelesaian pepejal yang diperintahkan. Logam asas (contohnya, besi dalam keluli, aluminium dalam aloi aluminium) memberikan kisi tuan rumah, dan unsur -unsur tambahan (contohnya, karbon, tembaga) sama ada membubarkan ke dalam kisi ini (membentuk "penggantian" atau "interstisial" penyelesaian pepejal) atau membentuk fasa sekunder kecil (contohnya, Tidak seperti karbida, struktur mereka tidak terikat dengan formula kimia tunggal dan boleh diselaraskan melalui pemprosesan.
Kedua -dua kelas bahan berbeza secara drastik dalam sifat, didorong oleh ikatan dan struktur kimia mereka:
Pengeluaran karbida memberi tumpuan kepada mensintesis sebatian kimia terlebih dahulu, kemudian membentuknya:
Sintesis serbuk: Karbon dan elemen asas (contohnya, tungsten) dipanaskan kepada suhu tinggi (selalunya dalam suasana vakum atau lengai) untuk membentuk serbuk karbida (misalnya, serbuk WC).
Penyatuan: Serbuk bercampur dengan pengikat (contohnya, kobalt, untuk meningkatkan ketangguhan) dan ditekan ke dalam bentuk, kemudian sintered pada suhu tinggi (1,300-1,600 darjah) untuk membentuk bahagian yang padat, tegar.
Pengeluaran aloi melibatkan pencampuran logam (atau logam dengan logam bukan -) dan membentuk campuran:
Lebur & pencampuran: Unsur -unsur asas logam dan aloi dicairkan bersama dalam relau (misalnya, besi + karbon + mangan untuk keluli) untuk membentuk cecair homogen.
Pemadaman & pemprosesan: Cecair dibuang ke dalam jongkong, kemudian digulung, dipalsukan, diekstrusi, atau dimesin ke dalam bentuk akhir (misalnya, rasuk keluli, lembaran aluminium). Tiada sintesis kompaun kimia diperlukan - hanya pencampuran seragam.
Oleh kerana kekerasan yang melampau dan kestabilan suhu tinggi -, karbida digunakan dalam aplikasi yang memerlukan rintangan haus atau rintangan haba:
Alat pemotongan (contohnya, sisipan karbida tungsten untuk logam pemesinan, bilah SIC untuk memotong konkrit).
Abrasives (contohnya, karbida grit untuk sandblasting atau bahan keras mengisar).
Tinggi - Komponen suhu (misalnya, salutan TIC untuk bilah turbin, bahagian sic dalam reaktor nuklear).
Pakai bahagian (contohnya, muncung karbida untuk sandblasting, bit gerudi untuk penggerudian batu).
Alloys digunakan untuk sifat mekanikal mereka yang seimbang (kekuatan, kemuluran, ketangguhan) dan kos - keberkesanan, menjadikannya di mana -mana dalam kehidupan seharian dan industri:
Bahan struktur (contohnya, keluli untuk bangunan/jambatan, aloi aluminium untuk pesawat pesawat).
Komponen fungsional (misalnya, tembaga (tembaga - aloi zink) untuk lekapan paip, keluli tahan karat untuk dapur).
Bahagian prestasi tinggi - (misalnya, aloi titanium untuk implan perubatan, nikel - aloi kromium untuk unsur pemanasan).
Pendek kata, perbezaan utama terletak pada merekaidentiti kimia: karbida adalahSebatian kimia stoikiometrikdengan kekerasan dan kelembutan yang melampau, direka untuk memakai/memanaskan - aplikasi tahan; aloi adalahCampuran logam fleksibeldengan ketangguhan dan kekuatan yang seimbang, digunakan untuk tujuan struktur dan fungsi umum. Carbides mengutamakan prestasi khusus, sementara aloi mengutamakan fleksibiliti dan kos - kecekapan.
