Το καρβίδιο του βολφραμίου, το WC ή το βολφραμίου, W2C, είναι μια χημική ένωση που περιέχει βολφράμιο και άνθρακα, παρόμοια με το καρβίδιο του τιτανίου. Συνολικά, το καρβίδιο βολφραμίου συχνά ονομάζεται καρβίδιο.
Χημικές ιδιότητες
Υπάρχουν δύο καλά χαρακτηρισμένες ενώσεις βολφραμίου και άνθρακα, WC και W2C. Και οι δύο ενώσεις μπορεί να υπάρχουν σε επικαλύψεις και οι αναλογίες μπορούν να εξαρτώνται από τη μέθοδο επικάλυψης, βλέπε π.χ.
Το WC μπορεί να παρασκευαστεί με αντίδραση του μέσου και του άνθρακα βολφραμίου και άνθρακα στις 1400-2000'c. Άλλες μέθοδοι περιλαμβάνουν μια πατενταρισμένη διαδικασία υγρού κρεβατιού που αντιδρά είτε με μέταλλο βολφραμίου είτε με μπλε WO3 με μείγμα CO/CO2 και H2 μεταξύ 900 και 1200'c. Οι μέθοδοι χημικής εναπόθεσης ατμών που έχουν διερευνηθεί περιλαμβάνουν:
Εξχλωρίδιο βολφραμίου με υδρογόνο, ως αναγωγικό παράγοντα και μεθάνιο ως πηγή άνθρακα στα 670'c
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
αντιδρώντας το hexafluoride βολφραμίου με υδρογόνο ως αναγωγικό παράγοντα και μεθανόλη ως πηγή άνθρακα στα 350'c
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
Σε υψηλές θερμοκρασίες, το WC αποσυντίθεται στο βολφράμιο και τον άνθρακα και αυτό μπορεί να συμβεί κατά τη διάρκεια θερμοκρασίας υψηλής θερμοκρασίας, π.χ. μεθόδους υψηλής ταχύτητας οξυγόνου (HVOF) και υψηλής ενέργειας (HEP).
Η οξείδωση του WC ξεκινά στα 500-600'c.it είναι ανθεκτική στα οξέα και επιτίθεται μόνο από μίγματα υδροφθορικού οξέος/νιτρικού οξέος (HF/HNO3) πάνω από τη θερμοκρασία δωματίου [2]. Αντιδρά με αέριο φθορίου σε θερμοκρασία δωματίου και χλώριο πάνω από 400'c και δεν είναι αντιδραστικό για να στεγνώσει το H2 μέχρι το σημείο τήξης του.
Το WC έχει διερευνηθεί για την πιθανή χρήση του ως καταλύτη και έχει βρεθεί ότι μοιάζει με πλατίνα στην κατάλυση της παραγωγής νερού από υδρογόνο και οξυγόνο σε θερμοκρασία δωματίου, τη μείωση του τριαξειδίου βολφραμίου με υδρογόνο παρουσία νερού και του ισομερισμού 2,2-διμεθυλοπροπανίου σε 2-μεθυλοβουτάνιο. Έχει προταθεί ως αντικαταστάτης του καταλύτη Iridium σε δορυφορικούς προωθητές με υδραζίνη.
Φυσικές ιδιότητες
Το καρβίδιο βολφραμίου είναι μια υψηλή τήξη, 2870'c, εξαιρετικά σκληρή 8,5-9,0 κλίμακα Mohs [αναφορά που απαιτείται] και 22 GPa Vickers Hardness με χαμηλή ηλεκτρική αντίσταση (1,7-2,2 10-7OHM.m) 7OHM.M) .wc διαβάζεται εύκολα τόσο από το τετηγμένο νικέλιο όσο και από το κοβάλτιο. [8] Η διερεύνηση του διαγράμματος φάσης του συστήματος WC-CO δείχνει ότι το WC και το CO σχηματίζουν ένα ψευδο-δυαδικό ευτηκτικό. Το διάγραμμα φάσης δείχνει επίσης ότι υπάρχουν λεγόμενα η-καρβίδια με σύνθεση (W, CO) 6C που μπορούν να σχηματιστούν και το γεγονός ότι αυτές οι φάσεις είναι εύθραυστες είναι ο λόγος σπουδαίος.
Δομή
Υπάρχουν δύο μορφές WC, μια εξαγωνική μορφή, α-WC, και μια κυβική μορφή υψηλής θερμοκρασίας, β-WC, η οποία έχει τη δομή του αλάτου. Η εξαγωνική μορφή μπορεί να απεικονιστεί όπως αποτελείται από εξάγωνα στενά στρώματα μεταλλικών ατόμων με στρώματα που βρίσκονται ακριβώς πάνω από το άλλο, με τα άτομα άνθρακα να γεμίζουν τα μισά διάκενα που δίνουν τόσο το βολφραμικό όσο και τον άνθρακα ένα κανονικό τριγωνικό πρισματικό, 6 συντονισμό. μπορούν να προσδιοριστούν τα ακόλουθα μήκη δεσμών. Η απόσταση μεταξύ των ατόμων βολφραμίου σε ένα εξάγωνο στρώμα είναι 291 μ.μ., η συντομότερη απόσταση μεταξύ των ατόμων βολφραμίου σε γειτονικά στρώματα είναι 284 μ.μ. και το μήκος του δεσμού άνθρακα βολφραμίου είναι 220 μ.μ. Επομένως, το μήκος δεσμού βολφραμίου-άνθρακα είναι επομένως συγκρίσιμο με τον μεμονωμένο δεσμό στο W (CH3) 6 (218μμ) στο οποίο υπάρχει έντονα παραμορφωμένος τριγωνικός πρισματικός συντονισμός του βολφραμίου.
Το μοριακό WC έχει διερευνηθεί και αυτό το είδος αερίου φάσης έχει μήκος δεσμού 171 μ.μ. για 184W12C.
