O carburo de tungsteno, WC ou semicarburo de tungsteno, W2C, é un composto químico que contén tungsteno e carbono, similar ao carburo de titanio. Coloquialmente, o carburo de tungsteno adoita chamarse simplemente carburo.
Propiedades químicas
Hai dous compostos ben caracterizados de tungsteno e carbono, WC e W2C. Ambos os compostos poden estar presentes nos revestimentos e as proporcións poden depender do método de revestimento, ver por exemplo
O WC pódese preparar mediante reacción de metal de tungsteno e carbono a 1400-2000'C. Outros métodos inclúen un proceso de cama de fluído patentado que reacciona ou metal de tungsteno ou WO3 azul con mestura CO/CO2 e H2 entre 900 e 1200'C. Os métodos de deposición de vapores químicos que se investigaron inclúen:
Hexacloruro de tungsteno con hidróxeno, como axente reductor e metano como fonte de carbono a 670'C
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
Reaccionando o hexafluoruro de tungsteno con hidróxeno como axente reductor e metanol como fonte de carbono a 350'C
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
A altas temperaturas, o wc descomponse ao tungsteno e ao carbono e isto pode producirse durante o spray térmico de alta temperatura, por exemplo, o combustible de osíxeno de alta velocidade (HVOF) e os métodos de plasma de alta enerxía (HEP).
A oxidación de WC comeza a 500-600'C.IT é resistente aos ácidos e só é atacada por mesturas de ácido hidrofluórico/ácido nítrico (HF/HNO3) por encima da temperatura ambiente. [2] Reacciona con gas fluorino a temperatura ambiente e cloro por encima dos 400'C e non é reactivo para secar H2 ata o seu punto de fusión.
WC foi investigado polo seu uso potencial como catalizador e atopouse que se asemella ao platino na súa catálise a produción de auga a partir de hidróxeno e osíxeno a temperatura ambiente, a redución do trióxido de tungsteno por hidróxeno en presenza de auga e a isomerización de 2,2-dimetilpropano a 2-metilbutano. Propúxose como un substituto do catalizador de Iridium nos propulsores de satélite con hidrazina.
Propiedades físicas
O carburo de tungsteno é unha fusión elevada, 2870'C, extremadamente dura 8,5-9,0 Mohs escala [citación necesaria] e 22 GPA Vickers dureza con baixa resistividade eléctrica (1,7-2,2 10-7ohm.m) comparable con metais (por exemplo, vanadio 1.99 10- 7ohm.m) .WC é facilmente mollado por níquel fundido e cobalto. [8] A investigación do diagrama de fase do sistema WC-Co demostra que WC e CO forman un pseudo binario eutéctico. O diagrama de fase tamén mostra que hai chamados η-carburos con composición (W, CO) 6c que se poden formar e o feito de que estas fases son quebradizas é a razón pola que o control do contido de carbono en metais duros WC-CO é é importante.
Estrutura
Hai dúas formas de WC, unha forma hexagonal, α-WC e unha forma de alta temperatura cúbica, β-WC, que ten a estrutura de sal de rocha. A forma hexagonal pódese visualizar como formada por capas embaladas de átomos metálicos con capas que se atopan directamente uns sobre outros, con átomos de carbono enchendo a metade dos intersticios que dan o tungsteno e o carbono un prismático trigonal regular, 6 coordinación. Pódense determinar as seguintes lonxitudes de enlace; A distancia entre os átomos de tungsteno nunha capa embalada hexagonalmente é as 291:00, a distancia máis curta entre os átomos de tungsteno nas capas contiguas é de 284 pm e a lonxitude do enlace de carbono de tungsteno é de 220 pm. A lonxitude do enlace de tungsteno-carbono é polo tanto comparable ao único enlace en W (CH3) 6 (218pm) no que hai unha coordinación prismática trigonal fortemente distorsionada do tungsteno.
Investigouse o WC molecular e esta especie en fase gasosa ten unha lonxitude de enlace de 171 pm para 184W12C.
