Carbură de tungsten, WC sau semicarbură de tungsten, W2C, este un compus chimic care conține tungsten și carbon, similar cu carbura de titan. Colocal, carbura de tungsten este adesea numită pur și simplu carbură.
Proprietăți chimice
Există doi compuși bine caracterizați de tungsten și carbon, WC și W2C. Ambii compuși pot fi prezenți în acoperiri, iar proporțiile pot depinde de metoda de acoperire, vezi de exemplu
WC poate fi preparat prin reacția metalului de tungsten și a carbonului la 1400-2000'C. Alte metode includ un proces de pat fluid brevetat care reacționează fie metal de tungsten, fie WO3 albastru cu amestec CO/CO2 și H2 între 900 și 1200'C. Metodele de depunere a vaporilor chimici care au fost cercetate includ:
Hexaclorura de tungsten cu hidrogen, ca agent de reducere și metan ca sursă de carbon la 670'C
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
Reacționând hexafluorură de tungsten cu hidrogen ca agent de reducere și metanol ca sursă de carbon la 350'C
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
La temperaturi ridicate WC se descompune la tungsten și carbon și acest lucru poate apărea în timpul spray -ului termic la temperaturi ridicate, de exemplu, combustibil cu oxigen cu viteză mare (HVOF) și metode cu plasmă cu energie mare (HEP).
Oxidarea WC începe de la 500-600'C.it este rezistent la acizi și este atacat numai de amestecuri de acid hidrofluoric/acid azotic (HF/HNO3) peste temperatura camerei. [2] Reacționează cu gaz fluor la temperatura camerei și clorul peste 400'C și nu este nereactivă să se usuce H2 până la punctul său de topire.
WC a fost investigat pentru utilizarea potențială ca catalizator și s -a constatat că seamănă cu platina în cataliza sa producția de apă din hidrogen și oxigen la temperatura camerei, reducerea trioxidului de tungsten de către hidrogen în prezența apei și izomerizarea de 2,2-dimetilpropan la 2-metilbutan. Acesta a fost propus ca înlocuitor pentru catalizatorul Iridium în propulsoarele prin satelit alimentat cu hidrazină.
Proprietăți fizice
Carbura de tungsten este o topire ridicată, 2870'C, extrem de dură 8,5-9,0 MOHS [citarea necesară] și 22 GPA Vickers duritate cu rezistivitate electrică scăzută (1,7-2,2 10-7ohm.m) comparabile cu metale (de exemplu vanadiu 1.99 10- 7ohm.m) .WC este ușor udat atât de nichel topit, cât și de cobalt. [8] Investigarea diagramei de fază a sistemului WC-CO arată că WC și CO formează un eutectic binar pseudo. Diagrama de fază arată, de asemenea, că există așa-numitele η-carburi cu compoziție (W, CO) 6c care poate fi formată și faptul că aceste faze sunt fragile este motivul pentru care controlul conținutului de carbon în metalele dure WC-Co este important.
Structura
Există două forme de WC, o formă hexagonală, α-WC și o formă cubică de temperatură ridicată, β-WC, care are structura de sare de rocă. Forma hexagonală poate fi vizualizată ca fiind alcătuită din straturi ambalate hexagonal apropiate de atomi metalici, cu straturi care se întind direct unul peste altul, cu atomi de carbon umplând jumătate din interstiții oferind atât tungsten, cât și carbon un prismatic trigonal obișnuit, 6 coordonare. Următoarele lungimi de obligațiuni pot fi determinate; Distanța dintre atomii de tungsten într -un strat ambalat hexagonal este de 291 pm, cea mai scurtă distanță între atomii de tungsten în straturile alăturate este de 284 pm, iar lungimea legăturii de carbon de tungsten este de 220 pm. Prin urmare, lungimea legăturii de tungsten-carbon este comparabilă cu legătura unică din W (CH3) 6 (218 pm) în care există o coordonare prismatică trigonală puternic distorsionată a tungstenului.
WC molecular a fost investigat și această specie de fază gazoasă are o lungime de legătură de 171 pm pentru 184W12C.
