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Análisis del carburo de tungsteno

May 07, 2024
El carburo de tungsteno, WC o el semicarburo de tungsteno, W2C, es un compuesto químico que contiene tungsteno y carbono, similar al carburo de titanio. Coloquialmente, el carburo de tungsteno a menudo se llama simplemente carburo.
Propiedades químicas
Hay dos compuestos bien caracterizados de tungsteno y carbono, WC y W2C. Ambos compuestos pueden estar presentes en los recubrimientos y las proporciones pueden depender del método de recubrimiento, ver EG
WC se puede preparar mediante la reacción del metal de tungsteno y el carbono a 1400-2000'C. Otros métodos incluyen un proceso patentado de lecho de fluido que reacciona metal de tungsteno o azul WO3 con mezcla CO/CO2 y H2 entre 900 y 1200'C. Los métodos de deposición de vapor químico que se han investigado incluyen:
hexacloruro de tungsteno con hidrógeno, como agente reductor y metano como la fuente de carbono a 670 ° C
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
reaccionar hexafluoruro de tungsteno con hidrógeno como agente reductor y metanol como fuente de carbono a 350'C
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
A altas temperaturas, WC se descompone al tungsteno y al carbono, y esto puede ocurrir durante la ausencia térmica de alta temperatura, por ejemplo, combustible de oxígeno de alta velocidad (HVOF) y métodos de alta plasma de energía (HEP).
La oxidación de WC comienza en 500-600'C.IS es resistente a los ácidos y solo es atacada por mezclas de ácido hidrofluorico/ácido nítrico (HF/HNO3) por encima de la temperatura ambiente. [2] Reacciona con gas fluorino a temperatura ambiente y cloro por encima de 400 ° C y no es reactivo para secar H2 hasta su punto de fusión.
WC ha sido investigado por su uso potencial como catalizador y se ha encontrado que se asemeja al platino en su catálisis la producción de agua a partir de hidrógeno y oxígeno a temperatura ambiente, la reducción del trioxido de tungsteno por hidrógeno en presencia de agua y la isomerización de 2,2-dimetilpropano a 2-metilbutano. Se ha propuesto como un reemplazo del catalizador de iridio en propulsores satelitales con hidrazina.
Propiedades físicas
El carburo de tungsteno es una escala de alta fusión, 2870'C, extremadamente dura 8.5-9.0 MOHS [Cita necesaria] y 22 Vickers GPA Dureza con baja resistividad eléctrica (1.7-2.2 10-7ohm.m) comparable con metales (por ejemplo, vanadio 1.99 10- 10- 10- 10- 7OHM.M) .WC está fácilmente humedecido por el níquel fundido y el cobalto. [8] La investigación del diagrama de fase del sistema WC-Co muestra que WC y CO forman una eutéctica pseudocana. El diagrama de fase también muestra que existen los llamados η-carbides con composición (W, CO) 6c que se pueden formar y el hecho de que estas fases son frágiles es la razón por la cual el control del contenido de carbono en metales duros WC-Co es es importante.
Estructura
Hay dos formas de WC, una forma hexagonal, α-WC y una forma cúbica de alta temperatura, β-WC, que tiene la estructura de sal de roca. La forma hexagonal se puede visualizar como compuesta de capas hexagonalmente cerradas de átomos de metal con capas que se encuentran directamente entre sí, con átomos de carbono llenando la mitad de los intersticios que le dan a tungsteno y carbono un prismático trigonal regular, 6 coordinación. Se pueden determinar las siguientes longitudes de enlace; La distancia entre los átomos de tungsteno en una capa hexagonalmente llena es de 291 p.m., la distancia más corta entre los átomos de tungsteno en capas adyacentes es de 284 pm, y la longitud de enlace de carbono de tungsteno es de 220 pm. Por lo tanto, la longitud del enlace de tungsteno-carbono es comparable al enlace único en W (CH3) 6 (218 p.m.) en el que existe una coordinación prismática trigonal fuertemente distorsionada del tungsteno.
Se ha investigado el WC molecular y esta especie de fase gaseosa tiene una longitud de enlace de 171 pm para 184W12C.
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