炭化タングステンのソースを表示

{{chembox
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| verifiedrevid = 452024347
| Name = 炭化タングステン
| ImageFile = Tungsten carbide.jpg
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| ImageCaption = 炭化タングステンの[[フライス (工具)|フライス]]。
| Section1 = {{Chembox Identifiers
| CASNo_Ref = {{cascite|correct|CAS}}
| CASNo = 12070-12-1
| PubChem = 2724274
| InChI = 1S/C.W/q-1;+1
| SMILES = [C-]#[W+]
}}
| Section2 = {{Chembox Properties
| Formula = WC
| MolarMass = 195.851 g/mol
| Appearance = 灰色の微細な粉末
| Density = 15.63 g/cm<sup>3</sup>
| Solubility = 不溶
| MeltingPtC = 2870
| BoilingPtC = 6000
}}
| Section3 = {{Chembox Structure
| CrystalStruct = [[六方晶]], [[ピアソン記号|hP2]],<br>[[空間群]] = P{{overline|6}}m2, No. 187<ref name=str>{{cite journal|last1=Krawitz|first1=Aaron D.|last2=Reichel|first2=Daniel G.|last3=Hitterman|first3=Richard|title=Thermal Expansion of Tungsten Carbide at Low Temperature|journal=Journal of the American Ceramic Society|volume=72|page=515|year=1989|doi=10.1111/j.1151-2916.1989.tb06169.x|issue=3}}</ref>
}}
| Section7 = {{Chembox Hazards
| EUClass = 記載無し
}}
}}

'''炭化タングステン'''（たんかタングステン、{{lang-en-short|tungsten carbide}}、化学式：WC）とは[[化学当量|等モル量]]の[[タングステン]]原子と[[炭素]]原子からなる[[無機化合物]]（[[炭化物]]）である。英語名に基づき、'''タングステンカーバイド'''<!-- 「タングステン・カーバイド」のリダイレクトも作成されているが、表記としては稀か。 -->とも呼ばれる。

==概要==
[[ヤング率]]は約550 G[[パスカル (単位)|Pa]]に達し<ref name="Engineeringtoolbox">[http://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_417.html Elastic Properties and Young Modulus for some Materials]</ref>、[[鋼]]の約2倍の[[剛性]]を持ち、鋼や[[チタン]]よりはるかに緻密な構造を呈する。基本的な性状は粉状で灰色のα-[[酸化アルミニウム]]（[[コランダム]]・[[サファイア]]・[[ルビー]]）に匹敵する硬さを持つ。

[[産業機械]]等で使用するため微粉末化の後、[[粉末冶金]]法を用いコバルト等のバインダーとともに所定の形状に高圧で押し固めたものを焼き固めて用いる（[[超硬合金]]）。[[超硬合金]]化した炭化タングステンの研磨加工には[[窒化ホウ素]]（[[窒化ホウ素#高圧相窒化ホウ素|高圧相]]）や[[ダイヤモンド]]が用いられる。

2018年頃には、[[3Dプリンター|金属3Dプリンター]]による加工に利用することが可能となるなど、新たな使用方法が模索されている。

[[中国]][[チベット自治区]][[山南市]][[チュスム県]]で天然の炭化タングステンが発見され、[[2007年]]にチュスム県にちなんで「[[:w:Qusongite|Qusongite]]」（クソング鉱、炭化タングステン鉱<!-- 日本での名称は未確定 -->）として承認されている。

==合成法==
炭化タングステンは1400 – 2000 ℃の温度下におけるタングステンと炭素の反応により得られる<ref name="Pierson">{{cite book
|first=Hugh O.|last=Pierson|year=1992
|title=Handbook of Chemical Vapor Deposition (CVD): Principles, Technology, and Applications
|publisher=William Andrew Inc.|isbn=0-8155-1300-3
}}</ref>。タングステンか[[酸化タングステン(VI)]]と[[一酸化炭素]]・[[二酸化炭素]]の混合ガスと[[水素]]ガスを用いた[[流動層|流動層法]]だと900 - 1200 ℃の温度下においても合成が可能である<ref>Lackner, A. and Filzwieser A. "Gas carburizing of tungsten carbide (WC) powder" {{US patent|6447742}} (2002)</ref> 。

900℃の温度下または670℃の水素下に晒した後に1000℃の[[アルゴン]]雰囲気下におき[[浸炭]]する方法で酸化タングステン(VI)と[[グラファイト]]を直接反応させる方法も挙げられる<ref>{{cite journal
|last=Zhong|first=Y.|coauthors=et al.|journal=Journal of Materials Science|year=2011|volume=46|page=6323|doi= 10.1007/s10853-010-4937-y
|title=A study on the synthesis of nanostructured WC–10 wt% Co particles from WO3, Co3O4, and graphite
|issue=19}}</ref>。[[化学気相成長]]法も合成法として挙げられている<ref name="Pierson"/>。

670℃における[[塩化タングステン(VI)]]と水素（[[還元剤]]）と[[メタン]]（炭素供給源）の反応。
: <chem>WCl6\ + H2\ + CH4 -> WC\ + 6 HCl</chem>
350℃における[[フッ化タングステン(VI)]]と水素（還元剤）と[[メタノール]]（炭素供給源）の反応。
: <chem>WF6\ + 2 H2\ + CH3OH -> WC\ + 6 HF\ + H2O</chem>

== 毒性 ==
健康への影響としては粉末の吸引による[[線維症]]の発症<ref>{{Cite journal | last1 = Sprince | first1 = NL. | last2 = Chamberlin | first2 = RI. | last3 = Hales | first3 = CA. | last4 = Weber | first4 = AL. | last5 = Kazemi | first5 = H. | title = Respiratory disease in tungsten carbide production workers | journal = Chest | volume = 86 | issue = 4 | pages = 549–57 |date=Oct 1984 | doi =10.1378/chest.86.4.549 | pmid = 6434250 }}</ref>。超硬合金として代表的な[[コバルト]]と炭化タングステンの合金(cobalt metal with tungsten carbide)に暴露される環境は[[国際がん研究機関]](IARC)による[[IARC発がん性リスク一覧|発がん性リスク一覧]]ではグループ2A（[[ヒト]]に対する[[発がん性]]がおそらくある）に分類しており、[[米国国家毒性プログラム]]でも合金(cobalt–tungsten carbide: powders and hard metals)に発がん性があることを示している<ref name="12th Report on Carcinogens">{{cite web
|url=http://ntp.niehs.nih.gov/go/roc12
|title=12th Report on Carcinogens
|publisher=National Toxicology Program|accessdate=2011-06-24
}}</ref><!-- 最新版は<http://ntp.niehs.nih.gov/pubhealth/roc/roc13/>, <http://ntp.niehs.nih.gov/ntp/roc/content/profiles/cobalttungstencarbide.pdf> -->。

== 脚注 ==
{{Reflist|30em}}


{{タングステンの化合物}}
{{Chem-stub}}
{{DEFAULTSORT:たんかたんくすてん}}
[[Category:炭化物]]
[[Category:タングステンの化合物]]