El tungsteno y el carburo de silicio son dos materiales cerámicos importantes con propiedades y aplicaciones específicas. Tienen amplios usos en diversos campos de la ingeniería e industria. El carburo de tungsteno es una aleación metálica dura, mientras que el carburo de silicio es un compuesto químico de silicio y carbono.
Comprender estos dos importantes elementos cerámicos impulsará tu carrera como técnico o especialista en materiales. El carburo de silicio y el carburo de tungsteno presentan similitudes y diferencias en sus propiedades y aplicaciones.
A continuación, revelaremos en detalle el carburo de tungsteno frente al carburo de silicio.
¿Qué son el tungsteno y el carburo de tungsteno?
El tungsteno es un elemento metálico de color blanco plateado o blanco grisáceo que se encuentra en la naturaleza. Forma un compuesto químico con otras sustancias. El tungsteno se simboliza con W y su número atómico es 74.
El tungsteno también se conoce como wolframio o scheelita. Este material tiene amplias aplicaciones en la fabricación de productos industriales, como elementos calefactores, aceros de aleación y contactos eléctricos.
El carburo de tungsteno (WC) es una aleación de tungsteno, cobalto, carbono, níquel y otros elementos. Es más duro y resistente al desgaste que el tungsteno puro.
El carburo de tungsteno es un material ideal para herramientas de corte y piezas de repuesto resistentes al desgaste. Tiene amplias aplicaciones en la industria joyera. Se presenta principalmente en forma de polvo fino. Puede remodelarse aplicando presión y temperatura precisas.
Propiedades del material de carburo de tungsteno: El carburo de tungsteno es un material industrial influyente por sus propiedades exclusivas. A continuación, se presentan las propiedades clave del carburo de tungsteno que debe conocer.
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Dureza extrema: El carburo de tungsteno tiene la mayor dureza en comparación con otros metales y aleaciones. Es el material más duro utilizado en joyería. Su dureza Mohs oscila entre 9 y 9,5.
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Alta resistencia a la deformación: El carburo de tungsteno es resistente a la abrasión, los arañazos, la corrosión y la oxidación. Soporta cualquier deflexión y deformación gracias a su alta resistencia.
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Máxima durabilidad: El inodoro es un material duradero. No se dobla ni se rompe con la presión ni con el uso intensivo.
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Punto de fusión alto: El material cerámico de carburo de tungsteno tiene un punto de fusión alto de 2870 °C (5198 °F) con un punto de ebullición de 6000 °C.
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Conductividad eléctrica: La conductividad eléctrica del carburo de tungsteno es baja. Si consideramos que el cobre tiene una conductividad de 100%, el carburo de tungsteno tiene una conductividad eléctrica de tan solo 10,7% en comparación con el cobre.
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Conductividad térmica: El carburo de tungsteno tiene una alta conductividad térmica, de aproximadamente 110 W/m·K. La capacidad real de conducción del calor puede variar según el proceso de fabricación y la composición química.
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Resistencia a la fatiga: Un material puede tolerar ciclos de carga repetidos sin sufrir daños significativos gracias a su alta resistencia a la fatiga. El carburo de tungsteno es un material resistente a la fatiga.
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Baja porosidad: La porosidad se refiere a la propiedad de ser poroso. Poroso significa tener muchos agujeros diminutos. El carburo de tungsteno es un material cerámico muy poco poroso.
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Capacidad de ajuste: Las propiedades del carburo de tungsteno son ajustables. Se pueden controlar algunas de sus características modificando la proporción de sus elementos de aleación.
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Propiedades tribológicas: Las propiedades tribológicas se refieren a la compatibilidad y el rendimiento de un material en contacto con otros materiales en condiciones dinámicas. El carburo de tungsteno posee buenas características tribológicas, como dureza, resistencia al rayado, resistencia a la corrosión y resistencia mecánica.
Aplicaciones del carburo de tungsteno: El carburo de tungsteno se aplica en diversas industrias. El sello mecánico de carburo de tungsteno es popular en equipos mecánicos pesados. Puede soportar altas cargas y condiciones de estrés.
Los sellos mecánicos de carburo de tungsteno también se utilizan en bombas, compresores, agitadores y entornos ácidos.
El WC es un metal popular en productos de joyería como anillos, aretes y colgantes. También se utiliza en la industria aeronáutica, herramientas de corte, equipos deportivos, instrumentos musicales, bolígrafos, satélites espaciales y componentes eléctricos.
¿Qué son el silicio y el carburo de silicio?
El silicio es un elemento químico cristalino, duro, frágil y sólido. Su número atómico es 14 y su símbolo es Si. Es prácticamente inactivo y se utiliza ampliamente como material semiconductor.
El carburo de silicio es un compuesto químico de carbono y silicio, también conocido como carborundo. Se presenta en cristales de color amarillo verdoso o negro azulado. Los granos de carburo de silicio pueden formar cerámicas duras y se utilizan ampliamente en equipos de alta gama, como los frenos de automóviles.
Propiedades del material de carburo de silicio: El carburo de silicio es un material sólido de color negro grisáceo con características especiales. A continuación se describen sus principales propiedades:
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Dureza: El carburo de silicio es uno de los materiales más duros, después del diamante y el nitruro de boro. Su escala de dureza de Mohs oscila entre 9,5 y 13. El valor de dureza del carburo de silicio cerámico varía según la fuente.
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Conductividad térmica: El SiC tiene una conductividad térmica de 120 W/mK. Esta conductividad se puede modificar mezclando aditivos y tipos de carburo de silicio.
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Resistencia química: El SiC es muy resistente a las reacciones y a la oxidación. Puede sobrevivir en entornos altamente reactivos.
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Resistencia al desgaste: El carburo de silicio es resistente al desgaste y a la abrasión. Su extrema dureza y estabilidad estructural lo hacen resistente al desgaste.
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Densidad: El valor de densidad del SiC es 3,21 g/cm3.
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Resistencia a la compresión: El SiC puede soportar altas compresiones. Tiene una resistencia a la compresión de 3900 MPa.
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Resistencia al choque térmico: El carburo de silicio es un material altamente resistente a los impactos gracias a su baja expansión térmica y alta conductividad térmica. Su coeficiente de expansión térmica es de 4,0 x 10–6/°C.
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Porosidad: El SiC tiene una porosidad de 0,1 TP3T.
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Punto de fusión: El carburo de silicio se descompone alrededor de 2.830 ° (punto de fusión).
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Propiedades eléctricas: El carburo de silicio posee propiedades eléctricas similares a las de los semiconductores. Su resistividad eléctrica oscila entre 105 y 107 ohmios-cm. La conductividad eléctrica del SiC depende en gran medida de sus tipos de dopaje.
Aplicaciones del carburo de silicio: El carburo de silicio se utiliza ampliamente en equipos tecnológicos modernos y aplicaciones industriales. Se emplea en herramientas de corte y rectificado por su dureza y resistencia a la abrasión.
El carburo de silicio (SiC) se utiliza ampliamente en el pulido húmedo, rodamientos de bombas de alta presión y fabricación de sellos. Los sellos de carburo de silicio soportan altas temperaturas y presiones.
Las tuberías cerámicas de carburo de silicio son altamente resistentes al desgaste y se utilizan en entornos de trabajo extremadamente hostiles. El SiC también se utiliza como recubrimiento protector de diversos artículos metálicos.
Carburo de tungsteno vs. carburo de silicio: Tabla comparativa
La siguiente tabla comparativa le ayudará a comprender rápidamente las diferencias entre el carburo de silicio y el carburo de tungsteno.
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Propiedades |
Carburo de tungsteno (WC) |
Carburo de silicio (SiC) |
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Composición química |
El WC es una aleación de tungsteno y carbono. |
El SiC es un compuesto de silicio y carbono. |
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Valor de la escala de dureza (escala de Mohs) |
8.5-9 |
9-9.5 |
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Densidad (g/cm3) |
15.7-15.8 |
3.1-3.2 |
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Punto de fusión |
2870 grados centígrados |
2730 grados centígrados |
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Conductividad térmica |
El WC tiene una alta conductividad térmica de 110 W/mK. |
La conductividad térmica del SiC es de 120-160 W/mK. |
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Resistencia al desgaste |
Tiene una excelente resistencia al desgaste. |
El SiC también tiene una resistencia extrema al desgaste. |
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Resistencia a la corrosión |
El WC es moderadamente resistente a la corrosión y susceptible a la oxidación en entornos químicos agresivos. |
Es un excelente resistente a la corrosión química. |
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Tenacidad |
El carburo de tungsteno es un material cerámico muy resistente y altamente resistente a la deformación y rotura. |
El SiC es un material moderadamente tenaz que es más frágil que el carburo de tungsteno. |
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Aplicaciones |
Tiene aplicaciones en herramientas de corte, herramientas de minería, maquinaria industrial, recubrimientos resistentes al desgaste, etc. |
El carburo de silicio se utiliza en la industria de semiconductores, herramientas eléctricas, abrasivos, etc. |
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Costo |
El WC es un material comparativamente más costoso |
El Sic es menos costoso que el WC |
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Resistencia ambiental |
Puede soportar entornos moderadamente duros. |
Es perfecto para condiciones extremadamente duras. |
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre tungsteno y carburo de tungsteno?
La diferencia básica entre el tungsteno (W) y el carburo de tungsteno (TC) es que el tungsteno es un elemento metálico, mientras que el carburo de tungsteno es una aleación.
El tungsteno se utiliza comúnmente en elementos calefactores, bombillas eléctricas y la fabricación de aleaciones de metales pesados. Por otro lado, el carburo de tungsteno se utiliza en herramientas de corte, sellos mecánicos, herramientas de minería, construcción y remoción de nieve.
¿Qué tan fuerte es el carburo de tungsteno?
El carburo de tungsteno es una aleación metálica extremadamente fuerte, dura y duradera. Su dureza en la escala de Mohs es de 9. Además, posee una alta resistencia a la compresión y a la tracción.
¿El carburo de tungsteno es una cerámica?
Sí, el carburo de tungsteno es un material cerámico. También se considera un híbrido de metal y aleación porque combina características de ambos materiales.
¿Es fuerte el carburo de tungsteno?
Sí, el carburo de tungsteno es muy fuerte.
¿Qué es más fuerte que el tungsteno?
El diamante es más duro y fuerte que el tungsteno.
¿Qué se entiende por límite elástico del carburo de tungsteno?
El límite elástico es la tensión máxima a la que un material comienza a deformarse permanentemente. El material no puede recuperar su forma original después de alcanzar el límite elástico. El límite elástico del carburo de tungsteno es de 86 kbar.
¿El carburo de silicio es una cerámica?
Sí, el carburo de silicio es un material cerámico con un alto punto de fusión, dureza y resistencia química.
¿El carburo de tungsteno es conductor?
El carburo de tungsteno no es totalmente conductor. Presenta baja conductividad eléctrica y alta conductividad térmica.
En resumen: Nuestro planeta está enriquecido con materiales valiosos como el silicio y el carburo de tungsteno. Son la base de la civilización moderna. Todo desarrollo depende del uso correcto de esta riqueza natural.
El conocimiento de las propiedades materiales del carburo de tungsteno frente al carburo de silicio nos ayudará a producir productos más valiosos. Nuestro esfuerzo por diferenciar estos elementos cerámicos tendrá éxito cuando aprendamos algo al respecto.
Esperamos que nuestra conexión contextual te ayude a aprender cosas nuevas. Gracias.