Volframikarbidi

Volframikarbidi (WC) on epäorgaaninen yhdiste ja volframin karbidi. Yhdiste on erittäin kovaa, minkä vuoksi sitä käytetään useissa eri teollisissa sovellutuksissa, kuten työkalujen terissä.

Volframikarbidi
Tunnisteet
CAS-numero 12070-12-1
Ominaisuudet
Molekyylikaava WC
Moolimassa 195,85
Ulkomuoto Tummanharmaa kiteinen aine[1]
Sulamispiste 2 860 °C[1]
Kiehumispiste 6 000 °C[2]
Tiheys 15,6 g/cm3[1]
Liukoisuus veteen Ei liukene
Volframikarbidisormus
Volframikarbidista valmistettuja kovametalliporanteriä
α-Volframikarbidin kiderakenne. Harmaat ovat hiiliatomeita.

Rakenne ja ominaisuudet

Volframikarbidi kuuluu niin kutsuttuihin välisijayhdisteisiin ja hiiliatomit sijaitsevat volframin metallihilan välisijoissa. Se on koostumukseltaan epästoikiometristä ja siitä tunnetaan muun muassa dikarbidi W2C, alkeiskopiltaan heksagonaalinen α-volframikarbidi ja yli 2 530 °C:n lämpötilassa kuutiollinen β-volframikarbidi. Volframikarbidi on hyvin kovaa ja häviää kovuudessa vain hieman timantille. Yhdiste ei liukene veteen eikä laimeisiin happoihin, mutta kuningasvesi tai typpihapon ja vetyfluoridin seos liuottavat sitä. Volframikarbidi on kemiallisesti suhteellisen reagoimatonta, mutta se reagoi fluorin kanssa huoneenlämpötilassa, kloorin kanssa 400 °C:n lämpötilassa ja happi hapettaa sen volframitrioksidiksi yli 600 °C :n lämpötilassa. Volframikarbidi johtaa hyvin sähköä.[1][3][4]

Valmistus ja käyttö

Volframikarbidia valmistetaan tyypillisesti kuumentamalla volframimetallia hienojakoisen hiilen kanssa 1 400–2 000 °C:n lämpötilassa. Volframimetallin sijasta voidaan käyttää myös volframin yhdisteitä, kuten volframitrioksidia tai ammoniumparavolframaattia. Saatu tuote sulatetaan ja sintrataan sekä myydään esimerkiksi jauheina tai rakeina. Volframikarbidifilmejä valmistetaan kemiallisella kaasufaasipinnoitusmenetelmällä volframiheksakloridista, vedystä ja metaanista tai volframiheksabromidista, vedystä ja metanolista.[1][3][4][5]

W + C → WC
WCl6 + H2 + CH4 → WC + 6 HCl

Kovuutensa, lämmönkestävyytensä ja kemiallisen reagoimattomuutensa vuoksi volframikarbidilla on useita käyttökohteita. Sitä käytetään kovametalliseoksina koboltin tai nikkelin kanssa työkalujen terien pinnoittamiseen, kaivosteollisuuden poranterien valmistuksessa, ydinvoimatekniikassa, kuulakärkikynissä ja renkaiden nastoissa.[1][3][4]

Lähteet
  1. E. M. Karamäki: Epäorgaaniset kemikaalit, s. 540. Kustannusliike Tietoteos, 1983. ISBN 951-9035-61-3.
  2. Volframikarbidin kansainvälinen kemikaalikortti. Viitattu 01.06.2013
  3. W. M. Stoll :Carbides, Industrial Hard, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2003. Viitattu 01.06.2013
  4. Helmut Tulhoff: Carbides, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2000. Viitattu 01.06.2013
  5. Hugh O. Pierson: Handbook of Chemical Vapor Deposition, s. 253–255. William Andrew, 1999. ISBN 9780815514329. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 01.06.2013). (englanniksi)
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.