El carbur de tungstè, el WC o el semicarbur de tungstè, W2C, és un compost químic que conté tungstè i carboni, similar al carbur de titani. Col·loquialment, el carbur de tungstè sovint es diu simplement carbur.
Propietats químiques
Hi ha dos compostos ben caracteritzats de tungstè i carboni, WC i W2C. Els dos compostos poden estar presents en els recobriments i les proporcions poden dependre del mètode de recobriment, vegeu EG
El WC es pot preparar mitjançant la reacció del metall de tungstè i el carboni a 1400-2000'C. Altres mètodes inclouen un procés de llit de fluids patentat que reacciona el metall de tungstè o el WO3 blau amb la barreja CO/CO2 i H2 entre 900 i 1200'C. Els mètodes de deposició de vapor químics que s'han investigat inclouen:
Hexaclorur de tungstè amb hidrogen, com a agent reductor i metà com a font de carboni a 670'C
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
Reaccionant hexafluorur de tungstè amb hidrogen com a agent reductor i metanol com a font de carboni a 350'C
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
A altes temperatures, el WC es descompon a tungstè i carboni i això es pot produir durant un polvoritzador tèrmic a alta temperatura, per exemple, els mètodes de combustible d’oxigen d’alta velocitat (HVOF) i de plasma d’alta energia (HEP).
L’oxidació de WC comença a 500-600’C.it és resistent als àcids i només és atacada per àcid hidrofluòric/àcid nítric (HF/HNO3) barreges per sobre de la temperatura ambient. [2] Reacciona amb gas fluor a temperatura ambient i clor per sobre dels 400'C i no és reactiu per assecar H2 fins al seu punt de fusió.
El WC ha estat investigat pel seu potencial ús com a catalitzador i s'ha trobat que s'assembla al platí en la seva catàlisi a la producció d'aigua a partir d'hidrogen i oxigen a temperatura ambient, la reducció del triòxid de tungstè per hidrogen en presència d'aigua i la isomerització de 2,2-dimetilpropà a 2-metilbutà. S'ha proposat com a reemplaçament del catalitzador d'Iridium en els impulsors de satèl·lit amb hidrazina.
Propietats físiques
El carbur de tungstè és una escala elevada de fusió, 2870'C, extremadament dura 8,5-9,0 Mohs [citació necessària] i 22 GPa Vickers Durness amb baixa resistivitat elèctrica (1,7-2,2 10-7ohm.m) comparable amb metalls (per exemple vanadium 1,99 10- 10- 7ohm.m) .wc és fàcilment mullat tant pel níquel i el cobalt. [8] La investigació del diagrama de fase del sistema WC-CO demostra que WC i Co formen un eutèctic pseudo binari. El diagrama de fase també mostra que hi ha els anomenats η-carburs amb composició (W, CO) 6C que es poden formar i el fet que aquestes fases són trencadisses és la raó per la qual el control del contingut de carboni en els metalls durs WC-Co és important.
Estructura
Hi ha dues formes de WC, una forma hexagonal, α-WC i una forma cúbica d’alta temperatura, β-WC, que té l’estructura de sal de roca. La forma hexagonal es pot visualitzar, ja que es componen de capes d’àtoms metàl·lics envasats hexagonalment tancats amb capes que es troben directament les unes sobre les altres, amb els àtoms de carboni que omplen la meitat dels intersticis donant tant a tungstè com a carboni una prismàtica trigonal regular, 6 de coordinació. Es poden determinar les longituds d’enllaç següents; La distància entre els àtoms de tungstè en una capa envasada hexagonalment és de 291 pm, la distància més curta entre els àtoms de tungstè en capes contigües és de 284 pm i la longitud de l’enllaç del carboni de tungstè és de 220 pm. La longitud de l'enllaç de tungstè-carboni és, per tant, comparable a l'enllaç únic en W (CH3) 6 (218 pm) en què hi ha una coordinació prismàtica trigonal fortament distorsionada del tungstè.
S'ha investigat el WC molecular i aquesta espècie de fase gasosa té una longitud d'enllaç de 171 pm per a 184W12C.
