Volframkarbiid, WC või volfram semikarbiid, W2C, on keemiline ühend, mis sisaldab volframit ja süsinikku, sarnaselt titaanikarbiidiga. Kõlalikult nimetatakse volframkarbiidi sageli lihtsalt karbiidiks.
Keemilised omadused
Seal on kaks hästi iseloomustatud volframi ja süsiniku, WC ja W2C ühendit. Mõlemad ühendid võivad olla kattekihtides ja proportsioonid võivad sõltuda katte meetodist, vt nt
WC-d saab valmistada volframmetalli ja süsiniku reageerimisega kiirusel 1400–2000'c. Muud meetodid hõlmavad patenteeritud vedeliku voodiprotsessi, mis reageerib kas volfranmetalli või sinise WO3 -ga koos CO/CO2 seguga ja H2 vahemikus 900–1200'c. Uuritud keemiliste aurude sadestamise meetodid hõlmavad järgmist:
Vesinik heksakloriid, redutseeriv aine ja metaan süsiniku allikana 670'C juures
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
reageeriv volframheksafluoriid vesinikuna redutseeriva aine ja metanooliga süsinikuallikana 350'C juures
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
Kõrgetel temperatuuridel laguneb WC volframiks ja süsinikuks ning see võib ilmneda kõrge temperatuuriga termilise pihusti korral, nt suure kiirusega hapnikukütuse (HVOF) ja suure energiaga plasma (HEP) meetodite ajal.
WC oksüdeerimine algab temperatuuril 500–600'c. See on happe suhtes vastupidav ja seda ründavad ainult vesinikuhappe/lämmastikhappe (HF/HNO3) segud, mis ületavad toatemperatuuri. [2] See reageerib fluorigaasiga toatemperatuuril ja klooriga üle 400'C ning ei ole teostamatu, et kuivatada H2 kuni sulamistemperatuurini.
WC -d on uuritud selle võimaliku kasutamise osas katalüsaatorina ja leitud, et see sarnaneb plaatina katalüüsimisel toatemperatuuril vesinikust ja hapnikust pärit vee tootmisel, volframtrioksiidi vähenemist vesiniku abil vee juuresolekul ja isomerisatsioonis ning isomerisatsioon 2,2-dimetüülpropaani kuni 2-metüülbutaani. Seda on pakutud Iridium katalüsaatori asendajana hüdrasiiniga töötavates satelliidi tõukejõudes.
Füüsilised omadused
Volframkarbiid on kõrge sulamine, 2870'C, äärmiselt kõva 8,5-9,0 MOHS-skaala [vajalik tsitaat] ja 22 GPA Vickersi kõvadusega madala elektrikindlusega (1,7-2,2 10-7OHM.M), mis on võrreldav metallidega (nt Vanadium 1,99 10- 7OHM.M) .WC on hõlpsasti niisutatud nii sula nikkel kui ka koobalt. [8] WC-CO süsteemi faasiskeemi uurimine näitab, et WC ja CO moodustavad pseudo-binaarse eutektilise. Faasiskeem näitab ka seda, et on olemas nn kompositsiooniga η-süsivesinike (W, CO) 6C, mida saab moodustada, ja asjaolu, et need faasid on rabedad oluline.
Struktuur
WC-le on kaks vormi, kuusnurkne vorm, α-wc ja kuup-kõrge temperatuuriga β-WC, millel on kivimoola struktuur. Kuusnurkset vormi saab visualiseerida nii, et see koosneb kuusnurgaliselt tihedalt pakitud metalli aatomite kihtidest, mille kihid asuvad üksteise kohal, süsinikuaatomid täidavad pooled vahepealsed, andes nii volframile kui ka süsiniku tavalisele trigonaalsele prismaatilisele, 6 koordinatsioonile. saab määrata järgmised sideme pikkused; Kuusnurgaliselt pakitud kihi volframi aatomite vaheline kaugus on 291 ppm, külgnevate kihtide volframi aatomite lühim kaugus on 284 pM ja volfram -süsiniku sideme pikkus 220 pm. Seetõttu on volfram-süsiniku sideme pikkus võrreldav ühe sidemega W (CH3) 6 (218:00), milles on tugevalt moonutatud volframi trigonaalne prismaatiline koordinatsioon.
Molekulaarset WC -d on uuritud ja selle gaasifaasi liigi sideme pikkus on 171 pM 184W12C jaoks.
