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碳化钨粉的主要物理性质有哪些?

碳化钨粉物理性能图片

碳化钨粉是由钨金属和碳黑在1400–2000°C下反应制得的各种碳含量、晶型和粒度不同碳化钨粉,除此之外,也有直接使用蓝色WO反应生产碳化钨粉的工艺。W与C的化合物有W5C2、W3C2(升温过程中形成并很快转化成高碳化合物)、密堆六方的α-W2C(1400~1900℃产物)、面心立方的β-W2C(2000℃以上碳化产物)和简单六方形的WC。金属钨粉在一定保护氛围下加热碳化是一种反应扩散过程,即碳的扩散是以金属钨粉(W)得颗粒为单位在颗粒外围先形成一薄层多晶WC并逐渐向核心推进,多晶WC的长大是通过向W核延伸及WC晶界移动两种方式进行的。

碳化钨在2,870°C(5,200°F)时具有较高的熔点,在相当于1个标准大气压(100 kPa)的压力下,沸点为6,000°C(10,830°F),导热系数为110•W•米-1•K-1和热膨胀系数为5.5μ米•米-1•K-1。碳化钨的低电阻率约为0.2µΩ•m,与某些金属(例如钒0.2µΩ•m)相当。

碳化钨粉SEM照片

碳化钨粉加工后的非常坚硬,以莫氏硬度计约为9至9.5 ,维氏数约为2600。它的杨氏模量约为530-700 GPa,一个体积模量630-655吉帕斯卡和剪切模量274吉帕。其极限拉伸强度为344MPa,极限压缩强度为约2.7GPa,泊松比为0.31。

碳化钨为黑色六方晶体,有金属光泽,硬度与金刚石相近,为电、热的良好导体。

碳化钨的化学性质稳定。钨不溶于水、盐酸和硫酸,易溶于硝酸-氢氟酸的混合酸中。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。低于400℃不与氯作用;在室温下能与氟激烈反应;在空气中加热时被氧化成氧化钨。

碳化钨易碎,若掺入少量钛、钴等金属,可以提高其机械性能,能减少脆性。碳化钨粉常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物制造硬质合金用作钢材等切割加工工具。

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