Carbide Tungsten ، WC ، أو Tungsten Semicarbide ، W2C ، هو مركب كيميائي يحتوي على التنغستن والكربون ، على غرار كربيد التيتانيوم. بالعامية ، غالبًا ما يُطلق على كربيد التنغستن ببساطة كربيد.
الخواص الكيميائية
هناك مركبان متميزان جيدًا من التنغستن والكربون ، WC و W2C. قد يكون كلا المركبين موجودين في الطلاء ويمكن أن تعتمد النسب على طريقة الطلاء ، انظر على سبيل المثال
يمكن تحضير WC عن طريق تفاعل معدن التنغستن والكربون في 1400-2000'c. تشمل الطرق الأخرى عملية سرير سائل حاصلة على براءة اختراع تتفاعل إما المعدن التنغستن أو WO3 الأزرق مع خليط CO/CO2 و H2 بين 900 و 1200 م. تشمل طرق ترسيب البخار الكيميائي التي تم التحقيق فيها:
Hexaclloride التنغستن مع الهيدروجين ، كعامل تقليل والميثان كمصدر للكربون في 670'c
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
رد فعل hexafluoride التنغستن مع الهيدروجين كعامل تقليل والميثانول كمصدر للكربون في 350'c
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
في درجات حرارة عالية تتحلل WC إلى التنغستن والكربون ، ويمكن أن يحدث ذلك أثناء الرش الحراري المرتفع في درجات الحرارة على سبيل المثال ، وقود الأكسجين عالية السرعة (HVOF) وطرق البلازما عالية الطاقة (HEP).
يبدأ أكسدة WC في 500-600'C.IT مقاوم للأحماض ويتم الهجوم فقط بواسطة خليط حمض الهيدروفلوريك/حمض النيتريك (HF/HNO3) فوق درجة حرارة الغرفة. [2] يتفاعل مع غاز الفلور في درجة حرارة الغرفة والكلور فوق 400'c ولا يتم تفاعله لتجفيف H2 حتى نقطة الانصهار.
تم التحقيق في WC لاستخدامه المحتمل كحافز ، وقد وجد أنه يشبه البلاتين في حفزه إنتاج المياه من الهيدروجين والأكسجين في درجة حرارة الغرفة ، وتقليل ثالث ثالث تنغستن عن طريق الهيدروجين في وجود المياه ، و isomerization من 2،2-dimethylpropane إلى 2-ميثيل بوتان. تم اقتراحه كبديل لمحفز Iridium في تدخلات القمر الصناعي الذي يعمل بالهيدرازين.
الخصائص الفيزيائية
كربيد التنغستن هو ذوبان مرتفع ، 2870'c ، 8.5-9.0 MOHS مقياس [الاقتباس ضروري] و 22 GPA Vickers صلابة مع انخفاض المقاومة الكهربائية (1.7-2.2 7OHM.M). WC تم ترطيبها بسهولة من قبل كل من النيكل المنصهر والكوبالت. [8] يوضح التحقيق في مخطط المرحلة لنظام WC-CO أن WC و CO يشكلان تناقصًا ثنائيًا زائفًا. يوضح مخطط الطور أيضًا أن هناك ما يسمى بـ carbides مع التكوين (W ، Co) 6C الذي يمكن تشكيله وحقيقة أن هذه المراحل هشة مهم.
بناء
هناك نوعان من WC ، شكل سداسي ، α-WC ، وشكل درجة حرارة عالية مكعب ، β-WC ، والذي يحتوي على بنية ملح الصخور. يمكن تصور النموذج السداسي على أنه مكون من طبقات معبأة سداسية معبأة من ذرات المعادن مع طبقات تقع مباشرة على بعضها البعض ، مع وجود ذرات الكربون تملأ نصف الفترات التي تعطي كل من التنغستن والكربون منشطًا ثلاثيًا منتظمًا ، 6 تنسيق. من أبعاد خلية الوحدة. يمكن تحديد أطوال السندات التالية ؛ المسافة بين ذرات التنغستن في طبقة معبأة سداسية هي 291 مساءً ، وهي أقصر مسافة بين ذرات التنغستن في الطبقات المجاورة هي 284 مساءً ، وطول رابطة الكربون التنغستن هو 220 مساءً. وبالتالي فإن طول رابطة التنغستن-الكربون يمكن مقارنته بالربط الفردي في W (CH3) 6 (218 مساءً) حيث يوجد تنسيق منشوري ثلاثي الأبعاد مشوه بقوة من التنغستن.
تم التحقيق في WC الجزيئي وأن أنواع مرحلة الغاز هذه لها طول رابطة يبلغ 171 مساءً لـ 184W12C.
