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碳化钨

碳化钨发展简史

从1893年以来,德国科学家就利用三氧化钨和糖在电炉中一起加热到高温的方法制取出碳化钨,并试图利用其高熔点、高硬度等特性来制取拉丝模等,以便取代金刚石材料。但由于碳化钨脆性大,易开裂和韧性低等原因,一直未能得到工业应用。进入二十世纪二十年代,德国科学家Karl Schroter研究发现纯碳化钨不能适应拉拔过程中所形成的激烈的应力变化,只有把低熔点金属加入WC中才能在不降低硬度的条件下,使毛坯具有一定的韧性。Schroter于1923年首先提出了用粉末冶金的方法,即将碳化钨与少量的铁族金属(铁、镍、钴)混合,然后压制成型并在高于1300℃温度下于氢气中烧结来生产硬度合金的专利。

什么是碳化钨

碳化钨是一种由钨和碳组成的化合物。为黑色六方晶体,有金属光泽,硬度与金刚石相近,为电、热的良好导体。碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸,易溶于硝酸-氢氟酸的混合酸中。纯的碳化钨易碎,若掺入少量钛、钴等金属,就能减少脆性。用作钢材切割工具的碳化钨,常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物,以提高抗爆能力。碳化钨的化学性质稳定。

碳化钨性能

物理性质
碳化钨溶于硝酸与氢氟酸的混酸和王水中,不溶于冷水。
灰色带有金属光泽的粉末。属于六方晶系。很硬、弹性率也大(72700kg/mm2)。

显微硬度 17800MPa 
弹性模量 71.0GPa
抗压强度 56MP
热膨胀系数 3.84×10-6/℃

化学性质
空气中500℃ 以上即开始活性氧化,抗氧化能力弱。
耐酸性强。
化学反应式:W+C=WC 注:在1150℃中反应。

碳化钨应用领域

大量用作高速切削车刀、窑炉结构材料、喷气发动机部件、金属陶瓷材料、电阻发热元件等制得。
用于制造切削工具、耐磨部件,铜、钴、铋等金属的熔炼坩埚,耐磨半导体薄膜。用作超硬刀具材料、耐磨材料。它能与许多碳化物形成固溶体。WC-TiC-Co 硬质合金刀具已获得广泛应用。它还能作为 NbC-C 及 TaC-C 三元体系碳化物的改性添加物,既可降低烧结温度,又能保持优良性能,可用作宇航材料。
采用钨酐(WO3)与石墨在还原气氛中1400~1600℃ 高温下合成碳化钨(WC)粉末。再经热压烧结或热等静压烧结可制得致密陶瓷制品。


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