Karbid wolframu

Karbid wolframu (WC) je bezkyslíkatá keramická látka, vyznačující se vysokou tvrdostí. Skládá se z uhlíku a wolframu a ve strojírenství se často nazývá prostě karbid.

Vlastnosti

Karbid wolframu má velmi vysokou hustotu 15,8 g/cm³, dobrou elektrickou vodivost a teplota tání je 2 870 °C. Tvrdost je 8,5–9 Mohsovy stupnice, srovnatelná s korundem. Vzniká jako šedý prášek, který lze lisovat a slinovat, případně s podílem kobaltu a niklu. Slinutý karbid je černošedý a dá se vyleštit do vysokého lesku. Dá se však brousit a leštit jen pomocí nejtvrdších materiálů, jako je karbid křemíku nebo diamant. Vedle karbidu se užívá také semikarbid wolframu (W₂C).

Výroba

Karbid wolframu se připravuje reakcí kovového wolframu s uhlíkem při teplotě 1400 °C až 2000 °C.^[1] Další metody využívají proces s nižší teplotou ve fluidním loži, kdy reaguje buď kovový wolfram nebo WO₃ s plynnou směsí CO/CO₂ a H₂ při teplotách mezi 900 a 1200 °C.^[2]

WC lze také vyrobit reakcí jemně mleté směsi WO₃ a grafitu při teplotách 900 °C až 1000 °C v atmosféře Ar nebo CO.^[3]

Byly zkoumány rovněž metody chemické depozice z plynné fáze:^[1]

reakce chloridu wolframového s vodíkem (jako redukčním činidlem) a methanem (jako zdrojem uhlíku) při 670 °C (943 K)

WCl₆ + H₂ + CH₄ → WC + 6 HCl

reakce fluoridu wolframového s vodíkem (jako redukčním činidlem) a methanolem (jako zdrojem uhlíku) při 350 °C (623 K)

WF₆ + 2 H₂ + CH₃OH → WC + 6 HF + H₂O

Užití

Karbid se užívá jako brusivo, ve slinuté formě na výrobu břitů a celých řezných nástrojů. Nástroje s karbidovým břitem vytvářejí lepší povrch, mohou pracovat při vyšších teplotách a dají se jimi obrábět i velmi tvrdé oceli. Větší řezné nástroje (vrtáky, soustružnické nože, frézy a podobně) se vyrábějí z oceli a karbidové destičky se na ně upevňují pájením. Nástroje a destičky ze slinutého karbidu wolframu uvedla na trh po roce 1920 německá firma Krupp pod obchodním názvem WiDia, který se u nás i dnes občas užívá („vidiák“).

Slinutý karbid wolframu se dále používá na hroty protipancéřových projektilů, na výrobu kuliček do psacích per a nově i na výrobu šperků, hlavně pánských snubních prstenů.^[4]

Odkazy

Reference

↑ ^a ^b PIERSON, Hugh O. Chemical Vapor Deposition (CVD): Principles, Technology, and Applications. 1.. vyd. [s.l.]: Elsevier, 1999. Dostupné online. ISBN 9780815513001, ISBN 9781437744880. (anglicky)
↑ Lackner, A. and Filzwieser A. "Gas carburizing of tungsten carbide (WC) powder", US patent č. 6447742 (2002)
↑ ZHONG, Y.; SHAW, L. A study on the synthesis of nanostructured WC–10 wt% Co particles from WO3, Co3O4, and graphite. S. 6323–6331. Journal of Materials Science [online]. Springer, 2011 [cit. 2023-12-01]. Roč. 46, čís. 19, s. 6323–6331. Dostupné online. DOI 10.1007/s10853-010-4937-y. Bibcode 2011JMatS..46.6323Z. (anglicky)
↑ http://www.forevermetals.com/jewelry-tungsten-carbide-ring/

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu karbid wolframu na Wikimedia Commons
(anglicky) Prsteny a šperky z karbidu wolframu

Pahýl

Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.

[Pierson-1] PIERSON, Hugh O. Chemical Vapor Deposition (CVD): Principles, Technology, and Applications. 1.. vyd. [s.l.]: Elsevier, 1999. Dostupné online. ISBN 9780815513001, ISBN 9781437744880. (anglicky)

[2] Lackner, A. and Filzwieser A. "Gas carburizing of tungsten carbide (WC) powder", US patent č. 6447742 (2002)

[Zhong-3] ZHONG, Y.; SHAW, L. A study on the synthesis of nanostructured WC–10 wt% Co particles from WO3, Co3O4, and graphite. S. 6323–6331. Journal of Materials Science [online]. Springer, 2011 [cit. 2023-12-01]. Roč. 46, čís. 19, s. 6323–6331. Dostupné online. DOI 10.1007/s10853-010-4937-y. Bibcode 2011JMatS..46.6323Z. (anglicky)

[4] ttp://www.forevermetals.com/jewelry-tungsten-carbide-ring/

[1]

[2]

[3]

[4]