تجزیه و تحلیل کاربید تنگستن

کاربید تنگستن ، WC یا نیمه نیمه تونگستن ، W2C ، یک ترکیب شیمیایی حاوی تنگستن و کربن ، مشابه کاربید تیتانیوم است. از نظر محاوره ای ، کاربید تنگستن اغلب به سادگی کاربید نامیده می شود.

خواص شیمیایی

دو ترکیب خوب از تنگستن و کربن ، WC و W2C وجود دارد. هر دو ترکیب ممکن است در روکش ها وجود داشته باشند و نسبت ها می توانند به روش پوشش بستگی داشته باشند ، به عنوان مثال

WC را می توان با واکنش فلز تنگستن و کربن در 1400-2000 درجه سانتیگراد تهیه کرد. روشهای دیگر شامل یک فرآیند بستر سیال ثبت شده است که یا فلز تنگستن یا آبی WO3 را با مخلوط CO/CO2 و H2 بین 900 تا 1200 درجه واکنش نشان می دهد. روشهای رسوب بخار شیمیایی که مورد بررسی قرار گرفته است عبارتند از:

هگزاکلرید تنگستن با هیدروژن ، به عنوان عامل کاهش دهنده و متان به عنوان منبع کربن در 670 درجه سانتیگراد

WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL

واکنش هگزا فلوراید تنگستن با هیدروژن به عنوان عامل کاهش دهنده و متانول به عنوان منبع کربن در 350 درجه سانتیگراد

WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O

در دماهای بالا WC به تنگستن و کربن تجزیه می شود و این می تواند در طول اسپری حرارتی با درجه حرارت بالا به عنوان مثال سوخت اکسیژن با سرعت بالا (HVOF) و روشهای پلاسما با انرژی بالا (HEP) رخ دهد.

اکسیداسیون WC از 500-600'c.it در برابر اسیدها مقاوم است و فقط توسط مخلوط هیدروفلوئوریک اسید/اسید نیتریک (HF/HNO3) بالاتر از دمای اتاق مورد حمله قرار می گیرد. [2] این ماده با گاز فلورین در دمای اتاق و کلر بالاتر از 400 درجه سانتیگراد واکنش نشان می دهد و برای خشک کردن H2 تا نقطه ذوب آن غیر فعال است.

WC به دلیل استفاده بالقوه آن به عنوان یک کاتالیزور مورد بررسی قرار گرفته است و مشخص شده است که در کاتالیز آن ، تولید آب از هیدروژن و اکسیژن در دمای اتاق ، کاهش تری اکسید تنگستن توسط هیدروژن در حضور آب و ایزومریزاسیون شبیه به پلاتین است. از 2،2-dimethylpropane به 2-متیل بوتان. این پیشنهاد به عنوان جایگزینی برای کاتالیزور ایریدیم در هیدرازین ماهواره ای با هیدرازین پیشنهاد شده است.

مشخصات فیزیکی

کاربید تنگستن یک ذوب بالا ، 2870'C ، بسیار سخت 8.5-9.0 MOHS است [استناد مورد نیاز] و 22 سختی ویکرز GPA با مقاومت الکتریکی کم (1.7-2.2 10-7ohm.m) قابل مقایسه با فلزات (به عنوان مثال Vanadium 1.99 10- 10- 7ohm.m) .wc به راحتی توسط نیکل مذاب و کبالت مرطوب می شود. [8] بررسی نمودار فاز سیستم WC-CO نشان می دهد که WC و CO یک شبه باینری باینری تشکیل می دهند. نمودار فاز همچنین نشان می دهد که به اصطلاح η-carbides با ترکیب (w ، co) 6c وجود دارد که می تواند تشکیل شود و این واقعیت که این مراحل شکننده هستند ، دلیل کنترل میزان کربن در فلزات سخت WC-CO است مهم.

ساختار

دو شکل WC وجود دارد ، یک شکل شش ضلعی ، α-WC و فرم درجه حرارت بالا مکعب ، β-WC که دارای ساختار نمک سنگ است. فرم شش ضلعی را می توان به عنوان لایه های بسته بندی شده شش ضلعی از اتم های فلزی با لایه هایی که مستقیماً بر روی یکدیگر قرار دارند ، تجسم کرد ، با این که اتمهای کربن نیمی از بین المللی را پر می کند و به هر دو تنگستن و کربن یک منشور منظم ، 6 هماهنگی می دهد. طول پیوند زیر را می توان تعیین کرد. فاصله بین اتم های تنگستن در یک لایه شش ضلعی بسته بندی شده 291 بعد از ظهر ، کوتاهترین فاصله بین اتمهای تنگستن در لایه های مجاور 284 بعد از ظهر است و طول پیوند کربن تنگستن 220 بعد از ظهر است. بنابراین طول پیوند تنگستن-کربن با پیوند منفرد در W (CH3) 6 (218 بعد از ظهر) قابل مقایسه است که در آن هماهنگی منشوری مثلث به شدت تحریف شده تنگستن وجود دارد.

WC مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است و این گونه فاز گاز دارای طول پیوند 171 بعد از ظهر برای 184W12C است.