טונגסטן קרביד, WC, או טונגסטן סמיקרביד, W2C, הוא תרכובת כימית המכילה טונגסטן ופחמן, בדומה לטיטניום קרביד. באופן קולקטיבי, טונגסטן קרביד נקרא לעתים קרובות פשוט קרביד.
תכונות כימיות
ישנם שני תרכובות מאופיינות היטב של טונגסטן ופחמן, WC ו- W2C. שתי התרכובות עשויות להיות קיימות בציפויים והפרופורציות יכולות להיות תלויות בשיטת הציפוי, ראה למשל
ניתן להכין WC על ידי תגובה של טונגסטן מתכת ופחמן בטלפון 1400-2000'C. שיטות אחרות כוללות תהליך מיטת נוזלים המוגן בפטנט המגיב או טונגסטן מתכת או WO3 כחול עם תערובת CO/CO2 ו- H2 בין 900 ל- 1200'C. שיטות להפקדה של אדים כימיים שנחקרו כוללות:
טונגסטן הקסכלוריד עם מימן, כחומר צמצום ומתאן כמקור הפחמן ב 670'C
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCl
תגובה על טונגסטן הקספלואוריד עם מימן כחומר צמצום ומתנול כמקור לפחמן ב -350C
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
בטמפרטורות גבוהות WC מתפרק לטונגסטן ופחמן וזה יכול להתרחש במהלך ריסוס תרמי בטמפרטורה גבוהה, למשל דלק חמצן מהירות גבוהה (HVOF) ושיטות פלזמה אנרגטית גבוהה (HEP).
חמצון של WC מתחיל בטלפון 500-600 '. הוא מגיב עם גז פלואור בטמפרטורת החדר וכלור מעל 400'C ולא מגיב לייבוש H2 עד לנקודת ההיתוך שלו.
WC נחקר בגלל השימוש הפוטנציאלי שלו כזרז ונמצא כי הוא דומה לפלטינה בקטליזה שלו ייצור מים מימן וחמצן בטמפרטורת החדר, הפחתה של טונגסטן טריוקוזיציה על ידי מימן בנוכחות מים, ואיזומריזציה של 2,2-דימתילפרופאן עד 2-מתיל-בוטן. זה הוצע כתחליף לזרז אירידיום בדחפי לוויין המונעים על ידי Hydrazine.
תכונות גשמיות
טונגסטן קרביד הוא התכה גבוהה, 2870'C, קשיח קשיח מאוד 8.5-9.0 MOHS [ציטוט צורך] ו 22 קשיחות Vickers GPA עם התנגדות חשמלית נמוכה (1.7-2.2 10-7OHM.M) בהשוואה למתכות (EG ונדיום 1.99 10- 10- 7OHM.M) .WC מרופדת בקלות על ידי ניקל מותך וגם קובלט. [8] חקירת תרשים השלבים של מערכת WC-CO מראה כי WC ו- CO יוצרים אאוטקטיקה בינארית פסאודו. תרשים השלב מראה גם כי ישנם מה שנקרא η-Carbides עם קומפוזיציה (W, CO) 6C שניתן ליצור והעובדה שהשלבים הללו שבירים היא הסיבה לכך שהשליטה בתכולת הפחמן במתכות קשות WC-CO היא חָשׁוּב.
מִבְנֶה
ישנן שתי צורות של WC, צורה משושה, α-WC וצורה טמפרטורה גבוהה מעוקב, β-WC, שיש לו מבנה מלח הסלע. ניתן לדמיין את הצורה המשושה כמורכבת משכבות ארוזות משושה של אטומי מתכת עם שכבות שוכבות ישירות זו על זו, כאשר אטומי פחמן ממלאים מחצית מהבניים המעניקים גם טונגסטן ופחמן פריזמטי טריגונלי רגיל, 6 מתאום ניתן לקבוע את אורכי הקשר הבאים; המרחק בין אטומי טונגסטן בשכבה ארוזת משושה הוא 291 בערב, המרחק הקצר ביותר בין אטומי טונגסטן בשכבות סמוכות הוא 284 בערב, ואורך קשר הפחמן של טונגסטן הוא 220 בערב. אורך הקשר של טונגסטן-פחמן דומה אפוא לקשר היחיד ב- W (CH3) 6 (218 בערב) בו יש תיאום פריזמטי מעוות מאוד של טונגסטן.
WC מולקולרי נחקר ומינים שלב גז זה אורך הקשר של 171 בערב עבור 184W12C.
