
【机】 tungsten carbide
碳化钨(Tungsten Carbide)是由钨(W)和碳(C)组成的无机化合物,化学式为WC。它是硬度仅次于金刚石的人造超硬材料,莫氏硬度达9.5,熔点2870°C,密度15.63g/cm³。该物质通过粉末冶金工艺制备,其微观结构为钨原子与碳原子通过强共价键结合形成的六方晶系。
在工业应用中,碳化钨主要用于制造切削工具、耐磨零件和矿山钻头。美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究表明,含6%钴粘结相的WC-Co硬质合金,其抗弯强度可达4000MPa以上。世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)将其归类为"非致癌物质",但长期吸入碳化钨粉尘可能引发尘肺病。
根据《中国硬质合金工业年鉴》,全球碳化钨产量约8.5万吨/年,中国占比76%。其英语对应词"tungsten carbide"源自瑞典化学家Carl Wilhelm Scheele 1781年发现的钨元素(原意"重石"),该术语于1923年由德国克虏伯公司首次工业化应用。
碳化钨(化学式:WC)是由钨和碳组成的化合物,属于六方晶系结构,具有独特的物理和化学性质。以下是其详细解析:
物理特性
碳化钨为黑色六方晶体,具有金属光泽,显微硬度高达17,300 MPa,接近金刚石(莫氏硬度约9)。其熔点约为2600℃,沸点达6000℃,热膨胀系数为6.9×10⁻⁶/K,是电和热的良导体。
化学特性
不溶于水、盐酸和硫酸,但溶于硝酸-氢氟酸混合液及王水。在空气中高温下会被氧化为氧化钨,与氟在室温下剧烈反应。
早期因脆性大、韧性低,碳化钨难以工业应用。1923年,德国科学家Karl Schroter提出通过粉末冶金法,将钴、镍等金属粘合剂与WC混合烧结,制成硬质合金,显著提升了材料韧性。现代碳化钨合金中,粘合剂(如钴、镍)含量通常为3%-20%,以平衡硬度与韧性。
纯碳化钨易碎裂,工业中常添加钛、钽等元素提升抗爆性。其高硬度和耐腐蚀性使其在极端环境下表现优异,但也需根据具体需求调整成分。
如需更完整信息,可参考搜狗百科、盖德化工网等来源。
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