Węglenie wolframowe, WC lub semikarbide wolframowe, W2C, to związek chemiczny zawierający wolfram i węgiel, podobny do węgliku tytanowego. Zostanie potocznie węglika wolframowe jest często po prostu nazywane węglikiem.
Właściwości chemiczne
Istnieją dwa dobrze scharakteryzowane związki wolframu i węgla, WC i W2C. Oba związki mogą być obecne w powłokach, a proporcje mogą zależeć od metody powlekania, patrz np.
WC można przygotować przez reakcję metalu wolframu i węgla przy 1400-2000'C. Inne metody obejmują opatentowany proces złoża płynnego, który reaguje albo metal wolframowy lub niebieski WO3 z mieszaniną CO/CO2 i H2 między 900 a 1200'c. Zbadane metody odkładania pary chemicznej obejmują:
Heksachlorek wolframowy z wodorem, jako środek redukujący i metan jako źródło węgla w 670'C
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCl
Reagowanie sześciokluorku wolframu z wodorem jako czynnik redukujący i metanol jako źródło węgla w 350'C
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
W wysokich temperaturach WC rozkłada się do wolframu i węgla, co może wystąpić podczas metod o wysokiej temperaturze sprayu termicznego, np. Paliwo tlenu o wysokiej prędkości (HVOF) i wysokiej energii plazmy (HEP).
Utlenianie WC zaczyna się od 500-600'c.it jest odporne na kwasy i jest atakowane tylko przez mieszanki kwasu hydrofluorowego/kwasu azotowego (HF/HNO3) powyżej temperatury pokojowej. [2] Reaguje z gazem fluorowym w temperaturze pokojowej i chloru powyżej 400'C i jest niereaktywny do wysuszenia H2 do jego temperatury topnienia.
WC zostało zbadane pod kątem potencjalnego zastosowania jako katalizatora i stwierdzono, że przypomina platynę w jego katalizie produkcji wody z wodoru i tlenu w temperaturze pokojowej, zmniejszenie trójtlenku wolframu przez wodór w obecności wody oraz izomeryzację 2,2-dimetylopropanu do 2-metylobutanu. Został zaproponowany jako zamiennik katalizatora Iridium w pędnikach satelitarnych napędzanych hydrazynem.
Właściwości fizyczne
Węglenie wolframowe jest wysokim topnieniem, 2870'C, niezwykle twarda skala 8,5-9,0 MOHS [potrzebne cytowanie] i 22 GPA Vickers Hardness z niską rezystywnością elektryczną (1,7-2,2 10-7OHM.M) Porównywalne z metaliami (np. Wanad 1,99 10-- 7OHM.M) .WC jest łatwo zwilżany zarówno przez stopiony nikiel, jak i kobalt. [8] Badanie schematu fazowego systemu WC-CO pokazuje, że WC i CO tworzą pseudo binarne eutektyczne. Schemat fazowy pokazuje również, że istnieją tak zwane η-węglowodany ze składem (W, CO) 6C, które można utworzyć, a fakt, że fazy te są kruche, jest powodem, dla którego kontrola zawartości węgla w metalach WC-CO jest to ważny.
Struktura
Istnieją dwie formy WC, postać sześciokątna, α-WC i sześcienna postać wysokiej temperatury, β-WC, która ma strukturę soli skalnej. Forma sześciokątna można wizualizować jako złożone z sześciokątnych upakowanych warstw atomów metali z warstwami leżącymi bezpośrednio nad sobą, z atomami węgla wypełniającymi połowę szczeliny, co daje zarówno wolfram, jak i węgiel regularny pryzmat trójgonalny, 6 koordynacji. Z wymiarów komórek jednostkowych. Można określić następujące długości wiązań; Odległość między atomami wolframu w warstwie heksagonalnie upakowanej wynosi 291:00, najkrótsza odległość między atomami wolframu w sąsiednich warstwach wynosi 284 pM, a długość wiązania węgla wolframowego wynosi 220 pM. Długość wiązania wolframu-węglowego jest zatem porównywalna z pojedynczym wiązaniem w W (CH3) 6 (218pm), w którym istnieje silnie zniekształcona trygonalna pryzmatyczna koordynacja wolframu.
Zbadano molekularne WC, a ten gatunek fazy gazowej ma długość wiązania 171 pm dla 184W12C.
