Volframkarbid, WC eller volframs semikarbid, W2C, är en kemisk förening som innehåller volfram och kol, liknande titankarbid. Sammanfattningsvis kallas volframkarbid ofta helt enkelt karbid.
Kemiska egenskaper
Det finns två väl karakteriserade föreningar av volfram och kol, WC och W2C. Båda föreningarna kan vara närvarande i beläggningar och proportionerna kan bero på beläggningsmetoden, se t.ex.
WC kan framställas genom reaktion av volframmetall och kol vid 1400-2000'C. Andra metoder inkluderar en patenterad vätskesängprocess som reagerar antingen volframmetall eller blå WO3 med CO/CO2 -blandning och H2 mellan 900 och 1200'C. Metoder för kemisk ångavsättning som har undersökts inkluderar:
Tungsten hexachlorid med väte, som reducerande medel och metan som källa till kol vid 670'C
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
Reagera volframhexafluorid med väte som reducerande medel och metanol som kolkälla vid 350'C
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
Vid höga temperaturer sönderdelas WC till volfram och kol och detta kan uppstå under termisk spray med hög temperatur, t.ex. höghastighets syrebränsle (HVOF) och HEP -metoder med hög energi (HEP).
Oxidation av WC startar vid 500-600'C.Det är resistent mot syror och attackeras endast av hydrofluorsyra/salpetersyra (HF/HNO3) blandningar över rumstemperatur. [2] Den reagerar med fluorgas vid rumstemperatur och klor över 400'C och är oreaktivt för att torka H2 upp till sin smältpunkt.
WC har undersökts för sin potentiella användning som en katalysator och det har visat sig likna platina i sin katalys produktion av vatten från väte och syre vid rumstemperatur, reduktion av volframtrioxid genom väte i närvaro av vatten och isomeriseringen av 2,2-dimetylpropan till 2-metylbutan. Det har föreslagits som en ersättning för iridiumkatalysatorn i hydrazindrivna satellitthrustare.
Fysikaliska egenskaper
Volframkarbid är en hög smältning, 2870'C, extremt hård 8,5-9,0 Mohs-skala [Citation behövs] och 22 GPA VICKERS-hårdhet med låg elektrisk resistivitet (1,7-2,2 10-7hm.m) jämförbar med metaller (t.ex. vanadium 1,99 10- 7OHM.M). WC är lätt att vettas av både smält nickel och kobolt. [8] Undersökning av fasdiagrammet för WC-CO-systemet visar att WC och CO bildar en pseudo-binär eutektisk. Fasdiagrammet visar också att det finns så kallade η-karbider med komposition (W, CO) 6C som kan bildas och det faktum att dessa faser är spröda är orsaken till att kontrollen av kolinnehållet i WC-Co-hårda metaller är Viktig.
Strukturera
Det finns två former av WC, en hexagonal form, a-WC och en kubisk hög temperaturform, ß-WC, som har bergsaltstrukturen. Den hexagonala formen kan visualiseras som består av hexagonalt nära packade lager av metallatomer med lager som ligger direkt över varandra, med kolatomer som fyller hälften av mellanrummen som ger både volfram och kol en regelbunden trigonal prismatik, 6 koordination. Från enhetscelldimensioner Följande bindningslängder kan bestämmas; Avståndet mellan volframatomerna i ett hexagonalt packat skikt är 291:00, det kortaste avståndet mellan volframatomer i angränsande skikt är 224 pm och volframkolbindningen är 220 pm. Tungsten-kolbindningslängden är därför jämförbar med den enda bindningen i W (CH3) 6 (218:00) där det finns starkt förvrängt trigonal prismatisk koordination av volfram.
Molekylär WC har undersökts och denna gasfasart har en bindningslängd på 171 för 184W12C.
