
【機】 tungsten carbide
碳化鎢(Tungsten Carbide)是由鎢(W)和碳(C)組成的無機化合物,化學式為WC。它是硬度僅次于金剛石的人造超硬材料,莫氏硬度達9.5,熔點2870°C,密度15.63g/cm³。該物質通過粉末冶金工藝制備,其微觀結構為鎢原子與碳原子通過強共價鍵結合形成的六方晶系。
在工業應用中,碳化鎢主要用于制造切削工具、耐磨零件和礦山鑽頭。美國國家标準與技術研究院(NIST)的研究表明,含6%钴粘結相的WC-Co硬質合金,其抗彎強度可達4000MPa以上。世界衛生組織國際癌症研究機構(IARC)将其歸類為"非緻癌物質",但長期吸入碳化鎢粉塵可能引發塵肺病。
根據《中國硬質合金工業年鑒》,全球碳化鎢産量約8.5萬噸/年,中國占比76%。其英語對應詞"tungsten carbide"源自瑞典化學家Carl Wilhelm Scheele 1781年發現的鎢元素(原意"重石"),該術語于1923年由德國克虜伯公司首次工業化應用。
碳化鎢(化學式:WC)是由鎢和碳組成的化合物,屬于六方晶系結構,具有獨特的物理和化學性質。以下是其詳細解析:
物理特性
碳化鎢為黑色六方晶體,具有金屬光澤,顯微硬度高達17,300 MPa,接近金剛石(莫氏硬度約9)。其熔點約為2600℃,沸點達6000℃,熱膨脹系數為6.9×10⁻⁶/K,是電和熱的良導體。
化學特性
不溶于水、鹽酸和硫酸,但溶于硝酸-氫氟酸混合液及王水。在空氣中高溫下會被氧化為氧化鎢,與氟在室溫下劇烈反應。
早期因脆性大、韌性低,碳化鎢難以工業應用。1923年,德國科學家Karl Schroter提出通過粉末冶金法,将钴、鎳等金屬粘合劑與WC混合燒結,制成硬質合金,顯著提升了材料韌性。現代碳化鎢合金中,粘合劑(如钴、鎳)含量通常為3%-20%,以平衡硬度與韌性。
純碳化鎢易碎裂,工業中常添加钛、钽等元素提升抗爆性。其高硬度和耐腐蝕性使其在極端環境下表現優異,但也需根據具體需求調整成分。
如需更完整信息,可參考搜狗百科、蓋德化工網等來源。
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