與碳化鎢粉(WC粉)一樣,碳化二鎢也是由難溶金屬鎢與非金屬元素碳組成的一種化合物,英文名為tungsten carbide,化學(xué)式為W2C,結(jié)構(gòu)為密排六方晶格。由于WC粉末與W2C粉末的晶體結(jié)構(gòu)略有不同,所以二者的物理化學(xué)性質(zhì)和用途也有所區(qū)別。注意:WC的晶體結(jié)構(gòu)為簡單六方晶格或面心立方晶格。
從結(jié)構(gòu)上來看,W2C屬?密排六方結(jié)構(gòu),C原子位于六個W原子構(gòu)成的八面體間隙,單位晶胞中,W和C的比例為2:1。根據(jù)晶型結(jié)構(gòu)的不同,W2C可以分為W2C(α)、W2C(β)和W2C(γ)3種變體,它們晶型結(jié)構(gòu)分別為CdI型、Fe2N型和PbO2型。其中,W2C(α)在1250-2100℃之間是穩(wěn)定的;W2C(β)在2100-2400℃之間存在亞穩(wěn)相,通過機械作用可以轉(zhuǎn)變?yōu)閃2C(α);W2C(γ)在2450℃至熔點之間是穩(wěn)定的。
從理化性質(zhì)上來看,碳化二鎢是一種黑色的固體粉末,密度17.15 g/cm3,熔點2860℃,沸點6000℃,具有較高的硬度,良好的耐磨性,優(yōu)異的耐酸性,一定的還原性和氧化性。
從生產(chǎn)方法上來看,W2C的制備步驟為:將金屬鎢粉和炭黑一同放入球磨機干混,然后加壓成型,接著在氫氣的環(huán)境中加熱(1550~1650℃),即可制得W2C?;蛘邔⒘驶u熱分解制得鎢粉,然后與Co反應(yīng),當(dāng)溫度高于1150℃時,即可生成W2C。
從用途上來看,碳化二鎢可以繼續(xù)高溫還原成碳化鎢粉末,而碳化鎢粉末是硬質(zhì)合金的主要生產(chǎn)原料。