三氧化鎢製造高純度碳化鎢

碳化鎢（WC）具有高熔點（2600-2850°C）、高硬度、高斷裂韌性、高導電性和導熱性等多種優異性能，使其成為各個領域的一種有前途的材料。考慮到這些優異的性能，WC在工具工業中被廣泛用作硬質合金材料，用於生產切削、採礦工具、鑽具和一般耐磨件。

已經提出了幾種製備碳化鎢的方法，包括機械合金化、固態復分解、熱化學反應、氣固反應和燃燒合成。然而，通過上述這些方法難以生產超細WC粉末。因此，碳熱還原法已應用於碳化鎢的合成。以三氧化鎢（WO3）為原料成功製備高純度碳化鎢。高純WC的合成如下：

在碳熱還原階段，將 10g 混合粉末放入氧化鋁舟（長 45mm，寬 15mm，高 20mm）中，放入以 MoSi2 棒為材料的立式管式爐的恆溫區。加熱元件。由 B 型熱電偶（Pt-6 pct Rh/Pt-30 pct Rh）測量的溫度由 PID 控制器精確控制在 ±1K 內。實驗裝置示意圖如圖2所示。以5℃/min的升溫速率將爐溫升至所需值並保溫不同的時間。之後，樣品逐漸冷卻至室溫，然後從爐中取出。在整個過程中，Ar氣以400mL/min的流速通入爐內。檢測碳熱還原後樣品的碳含量。然後，根據樣品與純WC之間的碳含量差異，在樣品中加入適量的炭黑。在接下來的滲碳階段，將混合物放入恆溫區，然後以5℃/min的升溫速率將爐溫加熱至1200℃並保溫6h，開始滲碳反應氫氣流速為 20mL/min。在碳熱還原階段，將 10g 混合粉末放入氧化鋁舟（長 45mm，寬 15mm，高 20mm）中，放入以 MoSi2 棒為材料的立式管式爐的恆溫區。加熱元件。由 B 型熱電偶（Pt-6 pct Rh/Pt-30 pct Rh）測量的溫度由 PID 控制器精確控制在 ±1K 內。實驗裝置的示意圖描述並如圖所示。以5℃/min的升溫速率將爐溫升至所需值並保溫不同時間。之後，樣品逐漸冷卻至室溫，然後從爐中取出。在整個過程中，Ar氣以400mL/min的流速通入爐內。檢測碳熱還原後樣品的碳含量。然後，根據樣品與純WC之間的碳含量差異，在樣品中加入適量的炭黑。在接下來的滲碳階段，將混合物放入恆溫區，然後以5℃/min的升溫速率將爐溫加熱至1200℃並保溫6h，開始滲碳反應氫氣流速為 20mL/min。

總之，高純度碳化鎢是通過碳熱還原方法使用三氧化鎢製造的。從實驗結果可以得出結論，WC的粒徑隨著溫度的升高而增加，但隨著C/WO3摩爾比的增加而減小。當 C/WO3 摩爾比為 2.7-3.5 時，在 1200°C 進一步碳化後可以獲得尺寸為 178-825nm 的單相 WC。最終產品的碳含量非常接近碳化鎢的理論值。

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