Volfrámový karbid, WC alebo volfrámový polkarbid, W2C, je chemická zlúčenina obsahujúca volfrámu a uhlík, podobne ako karbid titánu. Karbid volfrámu sa často jednoducho nazýva karbid.
Chemické vlastnosti
Existujú dve dobre charakterizované zlúčeniny volfrámu a uhlíka, WC a W2C. Obe zlúčeniny môžu byť prítomné v povlakoch a proporcie môžu závisieť od metódy poťahovania, pozri napr.
WC sa môže pripraviť reakciou volfrázového kovu a uhlíka pri 1400-2000 ° C. Medzi ďalšie metódy patrí patentovaný proces tekutého lôžka, ktorý reaguje buď volfrámovým kovom alebo modrou zmesou CO/CO2 a H2 medzi 900 a 1200'C. Medzi skúmané metódy ukladania chemickej pary patrí:
Volfrámový hexachlorid s vodíkom, ako redukčný činidlo a metán ako zdroj uhlíka pri 670'C
WCl6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
Reakcia volfrámu hexafluorid s vodíkom ako redukčné činidlo a metanol ako zdroj uhlíka pri 350 '° C
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
Pri vysokých teplotách sa WC rozkladá do volfrámu a uhlíka, čo sa môže vyskytnúť počas metód vysoko teplotného tepelného spreja, napr.
Oxidácia WC začína pri 500-600'C. Je odolná voči kyselinám a je napadnutá iba zmesami kyseliny kyseliny hydrofluorovej (HF/HNO3) nad teplotou miestnosti. [2] Reaguje s plynným fluórom pri teplote miestnosti a chlórom nad 400 '° C a je neskutočný na suchý H2 až do svojho bodu topenia.
WC sa skúmalo z hľadiska potenciálneho použitia ako katalyzátora a zistilo sa, že vo svojej katalýze sa podobá platine výroba vody z vodíka a kyslíka pri teplote miestnosti, zníženie volfrámového oxidu vodíkom v prítomnosti vody a izomerizácia 2,2-dimetylpropánu na 2-metylbután. Navrhla sa ako náhrada za katalyzátor Iridium v satelitných tokoch poháňaných hydrazínom.
Fyzikálne vlastnosti
Karbid volfrámu je vysoký topenie, 2870'C, extrémne tvrdý 8,5-9,0 MOHS mierka [potrebná citácia] a 22 GPA Vickersov tvrdosť s nízkym elektrickým odporom (1,7-2,2 10-7OHM.M) porovnateľná s kovmi (napr. Vanadium 1,99 10- 10-10 7OHM.M) .WC je ľahko navlhčená roztaveným niklom aj kobaltom [8] Skúmanie fázového diagramu systému WC-CO ukazuje, že WC a CO tvoria pseudo binárnu eutektickú. Fázový diagram tiež ukazuje, že existujú takzvané η-karbidy so zložením (W, CO) 6C, ktoré je možné vytvoriť a skutočnosť, že tieto fázy sú krehké, je dôvodom, prečo je kontrola obsahu uhlíka v tvrdých kovoch WC-CO je dôležité.
Štruktúra
Existujú dve formy WC, hexagonálna forma, a-WC a kubická forma vysokej teploty, β-WC, ktorá má štruktúru skalnej soli. Hexagonálna forma sa dá vizualizovať tak, ako sa skladá z hexagonálne zabalených vrstiev atómov kovov s vrstvami ležiacimi priamo nad sebou, pričom atómy uhlíka napĺňajú polovicu medzier, čo dáva volfrámu aj uhlíku pravidelné trigonálne prizmikálne, 6 koordinácie. Je možné určiť nasledujúce dĺžky väzby; Vzdialenosť medzi atómami volfrámu v hexagonálne zabalenej vrstve je 291pm, najkratšia vzdialenosť medzi atómami volfrámu v susedných vrstvách je 284 hod. A dĺžka volfrámovej uhlíkovej väzby je 220 pm. Dĺžka väzby volfrámu a uhlíka je preto porovnateľná s jednou väzbou vo W (CH3) 6 (218pm), v ktorej je silne zdeformovaná trigonálna prizmatická koordinácia volfrámu.
Molekulárny WC bol skúmaný a tento druh plynnej fázy má dĺžku väzby 171 PM počas roku 184W12C.
