科学|亚微米碳化钨浅析科学

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作为硬质合金最为重要的生产原材料之一，碳化钨（WC）粉末的颗粒形貌、尺寸大小、粒度分布范围及杂质含量等性能指标，将直接影响硬质合金的质量和用途。根据颗粒尺寸大小的不同， WC粉末可以分为超粗碳化钨、微米碳化钨、亚微米碳化钨、亚纳米碳化钨和纳米碳化钨等。那相对于其他尺寸的WC粉末来说，亚微米WC颗粒有哪些优缺点呢？
从定义来看，碳化钨是由过渡金属钨和非金属碳共同组成的一种化合物，英文名为Tungsten Carbide ，化学式为WC ，分子量为195.85 。
从物理化学性质来看， WC的外观为黑色颗粒粉末，熔点约2870 ℃ ，沸点约6000 ℃ ，不溶于水、盐酸和硫酸，但易溶于硝酸－氢氟酸的混合酸中，有与金刚石相近的硬度，良好的导电导热性，较低的热膨胀系数，较高的弹性模量和抗压强度等特点。
值得一说的是，亚微米WC粉末的颗粒尺寸是介于微米和亚纳米之间，即100nm至1.0μm之间，因而在一定环境下不会像亚纳米WC那样容易团聚即分散性能更好，同时不需要像微米WC一样球磨时间偏长，更有利于制取亚微晶硬质合金。但它并不适合应用于3D打印技术中，因为颗粒太大，生产出来的产品相对粗糙。
【科学|亚微米碳化钨浅析】从生产工艺来看，亚微米WC粉末是以钨酸铵溶液为原料，以高分子表面活性剂作为分散剂并用醇或酮强化分散，采用喷雾干燥进行快速结晶干燥，获得细颗粒空心薄壁球形钨酸铵晶体，再经热解，氢气还原，碳化，原位生成即可。
从用途来看，亚微米碳化钨粉末主要是用来生产硬质合金、超硬刀具、喷气发动机部件和窑炉结构零部件等。