碳化钨（WC）具有高熔点（2600-2850°C）、高硬度、高断裂韧性、高导电性和导热性等多种优异性能，使其成为各个领域的一种有前途的材料。考虑到这些优异的性能，WC在工具工业中被广泛用作硬质合金材料，用于生产切削、采矿工具、钻具和一般耐磨件。

 

已经提出了几种制备碳化钨的方法，包括机械合金化、固态复分解、热化学反应、气固反应和燃烧合成。然而，通过上述这些方法难以生产超细WC粉末。因此，碳热还原法已应用于碳化钨的合成。以三氧化钨（WO3）为原料成功制备高纯度碳化钨。高纯WC的合成如下：

 

 

在碳热还原阶段，将 10g 混合粉末放入氧化铝舟（长 45mm，宽 15mm，高 20mm）中，放入以 MoSi2 棒为材料的立式管式炉的恒温区。加热元件。由 B 型热电偶（Pt-6 pct Rh/Pt-30 pct Rh）测量的温度由 PID 控制器精确控制在 ±1K 内。实验装置示意图如图所示。以5℃/min的升温速率将炉温升至所需值并保温不同的时间。之后，样品逐渐冷却至室温，然后从炉中取出。在整个过程中，Ar气以400mL/min的流速通入炉内。检测碳热还原后样品的碳含量。然后，根据样品与纯WC之间的碳含量差异，在样品中加入适量的炭黑。在接下来的渗碳阶段，将混合物放入恒温区，然后以5℃/min的升温速率将炉温加热至1200℃并保温6h，开始渗碳反应氢气流速为 20mL/min。在碳热还原阶段，将 10g 混合粉末放入氧化铝舟（长 45mm，宽 15mm，高 20mm）中，放入以 MoSi2 棒为材料的立式管式炉的恒温区。加热元件。由 B 型热电偶（Pt-6 pct Rh/Pt-30 pct Rh）测量的温度由 PID 控制器精确控制在 ±1K 内。实验装置的示意图描述并如图所示。以5℃/min的升温速率将炉温升至所需值并保温不同时间。之后，样品逐渐冷却至室温，然后从炉中取出。在整个过程中，Ar气以400mL/min的流速通入炉内。检测碳热还原后样品的碳含量。然后，根据样品与纯WC之间的碳含量差异，在样品中加入适量的炭黑。在接下来的渗碳阶段，将混合物放入恒温区，然后以5℃/min的升温速率将炉温加热至1200℃并保温6h，开始渗碳反应氢气流速为 20mL/min。

 

总之，高纯度碳化钨是通过碳热还原方法使用三氧化钨制造的。从实验结果可以得出结论，WC的粒径随着温度的升高而增加，但随着C/WO3摩尔比的增加而减小。当 C/WO3 摩尔比为 2.7-3.5 时，在 1200°C 进一步碳化后可以获得尺寸为 178-825nm 的单相 WC。最终产品的碳含量非常接近碳化钨的理论值。