Tungsten carbide, WC, atau tungsten semikarbide, W2C, adalah sebatian kimia yang mengandungi tungsten dan karbon, sama dengan karbida titanium. Colloquially, tungsten carbide sering hanya dipanggil karbida.
Sifat kimia
Terdapat dua sebatian yang dicirikan dengan baik dari tungsten dan karbon, WC dan W2C. Kedua -dua sebatian mungkin terdapat dalam lapisan dan perkadaran boleh bergantung pada kaedah salutan, lihat contohnya
WC boleh disediakan oleh tindak balas logam tungsten dan karbon pada 1400-2000'C. Kaedah lain termasuk proses katil cecair yang dipatenkan yang bertindak balas sama ada logam tungsten atau biru WO3 dengan campuran CO/CO2 dan H2 antara 900 dan 1200'C. Kaedah pemendapan wap kimia yang telah disiasat termasuk:
Tungsten hexachloride dengan hidrogen, sebagai ejen pengurangan dan metana sebagai sumber karbon pada 670'c
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
bertindak balas tungsten hexafluoride dengan hidrogen sebagai ejen pengurangan dan metanol sebagai sumber karbon pada 350'c
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
Pada suhu tinggi WC terurai untuk tungsten dan karbon dan ini boleh berlaku semasa semburan haba suhu tinggi misalnya bahan api oksigen halaju tinggi (HVOF) dan kaedah plasma tenaga tinggi (HEP).
Pengoksidaan WC bermula pada 500-600'C.it tahan terhadap asid dan hanya diserang oleh campuran asid hidrofluorik/asid nitrik (HF/HNO3) di atas suhu bilik. [2] Ia bertindak balas dengan gas fluorin pada suhu bilik dan klorin di atas 400'C dan tidak aktif untuk mengeringkan H2 sehingga titik leburnya.
WC telah diselidiki untuk penggunaan potensinya sebagai pemangkin dan ia didapati menyerupai platinum dalam pemangkinannya pengeluaran air dari hidrogen dan oksigen pada suhu bilik, pengurangan tungsten trioksida oleh hidrogen dengan kehadiran air, dan isomerisasi daripada 2,2-dimetilpropane kepada 2-methylbutane. Ia telah dicadangkan sebagai pengganti pemangkin iridium dalam tujahan satelit berkuasa hidrazin.
Ciri-ciri fizikal
Karbida Tungsten adalah lebur yang tinggi, 2870'C, sangat keras 8.5-9.0 skala Mohs [rujukan diperlukan] dan 22 gpa Vickers kekerasan dengan resistiviti elektrik yang rendah (1.7-2.2 10-7ohm.m) 7ohm.m) .wc mudah dibasahi oleh kedua -dua nikel cair dan kobalt. [8] Penyiasatan gambarajah fasa sistem WC-CO menunjukkan bahawa WC dan CO membentuk eutektik binari pseudo. Rajah fasa juga menunjukkan bahawa terdapat η-karbida yang dipanggil dengan komposisi (W, Co) 6c yang boleh dibentuk dan fakta bahawa fasa-fasa ini rapuh adalah sebab mengapa kawalan kandungan karbon dalam logam keras WC-CO adalah penting.
Struktur
Terdapat dua bentuk WC, bentuk heksagon, α-WC, dan bentuk suhu tinggi padu, β-WC, yang mempunyai struktur garam batu. Bentuk heksagon boleh divisualisasikan sebagai terdiri daripada lapisan logam yang dibungkus secara heksagon dengan lapisan yang terletak secara langsung di antara satu sama lain, dengan atom karbon yang mengisi separuh interstices memberikan kedua -dua tungsten dan karbon prismatik trigonal biasa, 6 koordinasi. Dari dimensi sel unit Panjang bon berikut boleh ditentukan; Jarak antara atom tungsten dalam lapisan yang dibungkus heksagon adalah 291pm, jarak terpendek antara atom tungsten dalam lapisan bersebelahan adalah 284 petang, dan panjang ikatan karbon tungsten adalah 220 malam. Oleh itu, panjang ikatan tungsten-karbon adalah setanding dengan ikatan tunggal dalam W (CH3) 6 (218pm) di mana terdapat koordinasi prisma trigonal yang sangat menyimpang.
WC molekul telah disiasat dan spesies fasa gas ini mempunyai panjang bon 171 petang untuk 184W12C.
