O carboneto de tungstênio, WC, ou semicarbida de tungstênio, W2C, é um composto químico contendo tungstênio e carbono, semelhante ao carboneto de titânio. Colocialmente, o carboneto de tungstênio é frequentemente chamado de carboneto.
Propriedades quimicas
Existem dois compostos bem caracterizados de tungstênio e carbono, WC e W2C. Ambos os compostos podem estar presentes nos revestimentos e as proporções podem depender do método de revestimento, veja por exemplo
O WC pode ser preparado por reação de metal e carbono de tungstênio em 1400-2000'C. Outros métodos incluem um processo de leito de fluido patenteado que reage metal de tungstênio ou WO3 azul com mistura CO/CO2 e H2 entre 900 e 1200'C. Os métodos químicos de deposição de vapor que foram investigados incluem:
Hexacloreto de tungstênio com hidrogênio, como agente redutor e metano como fonte de carbono em 670'C
WCL6 + H2 + CH4 → WC + 6HCL
reagindo hexafluoreto de tungstênio com hidrogênio como agente redutor e metanol como fonte de carbono a 350'C
WF6 + H2 + CH3OH → WC + 6HF + H2O
Em altas temperaturas, a WC se decompõe para o tungstênio e o carbono e isso pode ocorrer durante o spray térmico de alta temperatura, por exemplo, métodos de combustível de oxigênio de alta velocidade (HVOF) e plasma de alta energia (HEP).
A oxidação do WC começa em 500-600'C. É resistente a ácidos e é atacada apenas por misturas de ácido hidrofluórico/ácido nítrico (HF/HNO3) acima da temperatura ambiente. [2] Ele reage com gás flúor à temperatura ambiente e cloro acima de 400'C e não é reativo para secar o H2 até o ponto de fusão.
O WC foi investigado por seu uso potencial como catalisador e foi encontrado para se assemelhar à platina em sua catálise A produção de água a partir de hidrogênio e oxigênio à temperatura ambiente, a redução do trióxido de tungstênio por hidrogênio na presença de água e a isomerização de 2,2-dimetilpropano a 2-metilbutano. Foi proposto como um substituto para o catalisador de iridium em propulsores de satélite movidos a hidrazina.
Propriedades físicas
O carboneto de tungstênio é um alto derretimento, 2870'C, escala de MOHS de 8,5 a 9,0 anos, extremamente difícil [citação] e 22 GPa Vickers dureza com baixa resistividade elétrica (1,7-2.2 10-7ohm.m) comparável com metais (por exemplo, vanadium 1,99 10- 7ohm.m) .wc é prontamente molhado por níquel fundido e cobalto. [8] A investigação do diagrama de fases do sistema WC-Co mostra que a WC e o CO formam um pseudo-binário eutético. O diagrama de fases também mostra que existem os chamados η-carbidas com composição (w, co) 6c que podem ser formados e o fato de que essas fases são quebradiças é a razão pela qual o controle do teor de carbono nos metais dígitos WC-Co é importante.
Estrutura
Existem duas formas de WC, uma forma hexagonal, α-WC e uma forma de alta temperatura cúbica, β-WC, que possui a estrutura do sal-gema. A forma hexagonal pode ser visualizada como composta por camadas de átomos de metal hexagonalmente fechados, com camadas deitadas diretamente uma sobre a outra, com átomos de carbono preenchendo metade dos interstícios dando ao tungstênio e ao carbono uma prismática trigonal regular, 6 coordenação. os seguintes comprimentos de ligação podem ser determinados; A distância entre os átomos de tungstênio em uma camada hexagonalmente compactada é de 291pm, a menor distância entre os átomos de tungstênio nas camadas adjacentes é 284 pm, e o comprimento da ligação do carbono de tungstênio é 220 pm. O comprimento da ligação de carbono de tungstênio é, portanto, comparável à ligação única em W (CH3) 6 (218pm), na qual há coordenação prismática trigonal fortemente distorcida do tungstênio.
A CM molecular foi investigada e essa espécie de fase gasosa tem um comprimento de ligação de 171 pm para 184W12C.
