Tungsten karbür, WC veya Tungsten Semicarbid, W2C, titanyum karbüre benzer şekilde tungsten ve karbon içeren kimyasal bir bileşiktir. Dilek olarak, tungsten karbür genellikle sadece karbür denir.
Kimyasal özellikler
Tungsten ve karbon, WC ve W2C'nin iki iyi karakterize bileşiği vardır. Her iki bileşik de kaplamalar halinde bulunabilir ve oranlar kaplama yöntemine bağlı olabilir, bkz.
WC, 1400-2000'C'de tungsten metal ve karbon reaksiyonu ile hazırlanabilir. Diğer yöntemler arasında Tungsten metalini veya CO/CO2 karışımı ile mavi WO3 ve 900 ila 1200'c arasında H2 reaksiyonunu içeren patentli bir sıvı yatak işlemi bulunur. İncelenen kimyasal buhar biriktirme yöntemleri şunları içerir:
670'C'de karbon kaynağı olarak azaltıcı ajan ve metan olarak hidrojenli tungsten hekzaklorür
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCl
350'C'de karbon kaynağı olarak hidrojen ve metanol olarak hidrojen ile tungsten hexaflorür reaksiyona girmek
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
Yüksek sıcaklıklarda WC tungsten ve karbona ayrışır ve bu yüksek sıcaklık termal sprey sırasında ortaya çıkabilir, örneğin yüksek hız oksijen yakıt (HVOF) ve yüksek enerji plazma (HEP) yöntemleri.
WC'nin oksidasyonu 500-600'c'den başlar. Asitlere dirençlidir ve sadece oda sıcaklığının üzerindeki hidroflorik asit/nitrik asit (HF/HNO3) karışımları tarafından saldırıya uğrar. [2] Oda sıcaklığında flor gazı ve 400'lerin üzerinde klor ile reaksiyona girer ve H2'yi erime noktasına kadar kurutmak için reaktif değildir.
WC, bir katalizör olarak potansiyel kullanımı için araştırılmıştır ve katalizinde platin olarak oda sıcaklığında hidrojen ve oksijenden su üretimine benzediği, tungsten trioksitin su varlığında hidrojen tarafından azaltılması bulunduğu bulunmuştur. 2,2-dimetilpropan ila 2-metilbutan. Hidrazinle çalışan uydu iticilerindeki iridyum katalizörünün yerini alması önerilmiştir.
Fiziki ozellikleri
Tungsten karbür, yüksek eritme, 2870'C, son derece sert 8.5-9.0 MOHS ölçeği [alıntı gerekli] ve düşük elektriksel dirençli (1.7-2.2 10-7ohm.m) 22 GPA vickers sertliği (örneğin vanadyum 1.99 10-- 7ohm.m) .WC hem erimiş nikel hem de kobalt tarafından kolayca ıslanır. [8] WC-CO sisteminin faz diyagramının araştırılması, WC ve CO'nun sahte bir ikili ötektik oluşturduğunu göstermektedir. Faz diyagramı ayrıca, oluşturulabilen kompozisyon (W, CO) 6C ile sözde η-karbürlerin olduğunu ve bu aşamaların kırılgan olmasının, WC-Co sert metallerde karbon içeriğinin kontrolünün kontrolü olduğunu göstermektedir. önemli.
Yapı
Kaya tuzu yapısına sahip iki WC formu, altıgen form, α-WC ve kübik yüksek sıcaklık formu olan β-WC vardır. Altıgen form, doğrudan birbirlerinin üzerinde yatan katmanlarla altıgen olarak yakın paketlenmiş metal atom katmanlarından oluşan olarak görselleştirilebilir, karbon atomları hem tungsten hem de karbon veren aralıkların yarısını doldurarak, birim hücre boyutlarından. Aşağıdaki bağ uzunlukları belirlenebilir; Altıgen olarak paketlenmiş bir tabakadaki tungsten atomları arasındaki mesafe 291 pm, bitişik katmanlardaki tungsten atomları arasındaki en kısa mesafe 284 pm ve tungsten karbon bağı uzunluğu 220 pm'dir. Bu nedenle tungsten-karbon bağ uzunluğu, tungsten'in güçlü bir şekilde çarpıtılmış trigonal prizmatik koordinasyonunun bulunduğu W (CH3) 6 (218 pm) 'deki tek bağla karşılaştırılabilir.
Moleküler WC araştırılmıştır ve bu gaz fazı türlerinin 184W12C için 171 pm bağ uzunluğu vardır.
