碳化鎢
編輯碳化鎢(化學式:WC)是含有相等數量的鎢和碳原子的化合物(具體而言、碳化物)。碳化鎢最基本的形式是一種精細的灰色粉末,但是可以通過稱為燒結的過程將其壓制成型,以用于工業機械、切削工具、磨料、穿甲彈和珠寶。
碳化鎢的剛度約為鋼的兩倍,其楊氏模量約為530-700 GPa(77,000至102,000 ksi),是鋼密度的兩倍,幾乎介于兩者之間。那的鉛和黃金。與剛玉(α-?Al2?3)硬度,并且只能使用立方氮化硼和金剛石粉末、砂輪和化合物等具有較高硬度的磨料進行拋光和精加工。
綜合
編輯碳化鎢是由鎢金屬和碳在1400–2000°C下反應制得的。其他方法包括獲得專利的低溫流化床工藝,該工藝可使鎢金屬或藍色WO反應3帶CO /?CO2混合和H2900至1200°C之間。
化學性質
編輯鎢和碳有兩種特征明確的化合物,WC和半碳化鎢、W2?。兩種化合物都可以存在于涂層中,并且比例可以取決于涂層方法。
鎢和碳的另一種亞穩態化合物可以通過使用等離子體將WC相加熱至高溫,然后在惰性氣體中淬滅(等離子體球化)來產生。
此過程導致大晶WC顆粒球形化并導致非化學計量的高溫相WC在室溫下以亞穩態形式存在。與其他碳化鎢化合物相比,該相的精細微觀結構具有較高的硬度(2800-3500 HV)和良好的韌性。該化合物的亞穩定性質導致高溫穩定性降低。
在高溫下,WC分解為鎢和碳,這可能在高溫熱噴涂過程中發生,例如在高速氧氣燃料(HVOF)和高能等離子體(HEP)方法中。
WC的氧化開始于500–600°C(932–1,112°F)。這是耐酸,并且僅由攻擊氫氟酸/硝酸(HF /?HNO3)高于室溫的混合物。它在室溫下與氟氣和超過400°C(752°F)的氯發生反應,對干燥的H無反應直至其熔點。細粉狀的WC在過氧化氫水溶液中容易氧化。在高溫度和壓力下將其與水反應碳酸鈉形成鎢酸鈉,用于廢料的回收過程的硬質合金,由于其選擇性。
物理性質
編輯碳化鎢在2,870°C(5,200°F)時具有較高的熔點,在相當于1個標準大氣壓(100 kPa)的壓力下,沸點為6,000°C(10,830°F),導熱系數為110·W·米-1?·K -1和熱膨脹系數為5.5??μ米·米-1?·K?-1。
碳化鎢非常堅硬,以莫氏硬度計約為9至9.5?,維氏數約為2600。它的楊氏模量約為530-700 GPa,一個體積模量630-655吉帕斯卡和剪切模量274吉帕。其極限拉伸強度為344MPa,極限壓縮強度為約2.7GPa,泊松比為0.31。
穿過碳化鎢細桿的縱波速度(聲音的速度)為6220 m / s。
碳化鎢的低電阻率約為0.2??μΩ?·m,與某些金屬(例如釩0.2??μΩ?·m)相當。
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