Karbid wolframu, WC nebo wolfram semicarbide, W2C, je chemická sloučenina obsahující wolfram a uhlík, podobně jako karbid titanu. Karbid wolframu se často jednoduše nazývá karbid wolframu.
Chemické vlastnosti
Existují dvě dobře charakterizované sloučeniny wolframu a uhlíku, WC a W2C. Obě sloučeniny mohou být přítomny v povlacích a proporce mohou záviset na metodě povlaku, viz např.
WC může být připravena reakcí na wolframový kov a uhlík při 1400-2000'C. Mezi další metody patří patentovaný proces tekutiny, který reaguje buď wolframový kov nebo modrý WO3 se směsí CO/CO2 a H2 mezi 900 a 1200'C. Metody chemických depozice páry patří: patří:
wolframový hexachlorid s vodíkem, jako redukční činidlo a metan jako zdroj uhlíku při 670 ° C
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
Reakce wolframového hexafluoridu s vodíkem jako redukčním činidlem a methanolem jako zdroj uhlíku při 350 ° C
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
Při vysokých teplotách se WC rozkládá na wolfram a uhlík, což může nastat během tepelného spreje s vysokou teplotou, např. Metody kyslíkového paliva s vysokou rychlostí (HVOF) a metody s vysokou energií (HEP).
Oxidace WC začíná na 500-600'C.It je odolná vůči kyselinám a je napadena pouze směsí kyseliny hydrofluorové/kyseliny dusičné (HF/HNO3) nad teplotou místnosti. [2] Reaguje s fluorovým plynem při teplotě místnosti a chlorem nad 400 '° C a nereaktivní pro suché H2 až do bodu tání.
WC byla zkoumána pro jeho potenciální použití jako katalyzátor a bylo zjištěno, že se při jeho katalýze podobá produkci vody z vodíku a kyslíku při teplotě místnosti, snížení oxidu wolframu v přítomnosti vody a izomerizaci a izomerizaci a izomerizaci a izomerizaci 2,2-dimethylpropanu na 2-methylbutan. Byl navržen jako náhrada za iridium katalyzátor v satelitních tryscích poháněných hydrazinem.
Fyzikální vlastnosti
Karbid wolframu je vysoká tání, 2870 ° C, extrémně tvrdé 8,5-9,0 mohs stupnice [potřebná citace] a 22 gpa vickers tvrdosti s nízkým elektrickým odporem (1,7-2,2 10-7ohm.m) srovnatelné s kovy (např. Vanad 199 10- 7ohm.m) .WC je snadno namočen roztaveným niklem i kobaltem. [8] Zkoumání fázového diagramu systému WC-CO ukazuje, že WC a CO tvoří pseudo binární eutetiku. Fázový diagram také ukazuje, že existují tzv. Η-karbidy se složením (W, Co) 6c, které lze vytvořit, a skutečnost, že tyto fáze jsou křehké, je důvodem, proč je kontrola obsahu uhlíku v tvrdých kovech WC-Co Důležité.
Struktura
Existují dvě formy WC, hexagonální forma, a-WC a kubická vysokoteplotní forma, β-WC, která má strukturu skalní soli. Hexagonální forma může být vizualizována tak, jak se skládá z hexagonálně blízkých zabalených vrstev atomů kovů s vrstvami ležícími přímo nad sebou, přičemž atomy uhlíku naplňují polovinu mezer, které dávají wolframu a uhlíku pravidelnou trigonální hranol, 6 koordinace. Od jednotkových buněčných rozměrů. Lze stanovit následující délky vazby; Vzdálenost mezi atomy wolframu v hexagonálně zabalené vrstvě je 291pm, nejkratší vzdálenost mezi atomy wolframu v sousedních vrstvách je 284 hodin a délka uhlíkové vazby je 220 pm. Délka vazby na wolfram-uhlík je proto srovnatelná s jedinou vazbou ve W (CH3) 6 (218pm), ve kterém je silně zkreslená trigonální prizmatická koordinace wolframu.
Byla zkoumána molekulární WC a tento druh plynné fáze má délku vazby 171 pm pro 184W12C.
