Tungsten Karbür (WC), süper sertliği ve yüksek sıcaklıklara dayanımıyla bilinen, ileri teknoloji uygulamalarda sıkça tercih edilen bir malzemedir. Sol-jel yöntemi, WC partiküllerini seramik veya metal yüzeylere homojen ve ince tabakalar halinde kaplamak için düşük maliyetli, kontrollü ve esnek bir yol sunar. Bu yöntem sayesinde yüzeylere aşınma direnci, ısı dayanımı, sertlik ve oksidasyon koruması kazandırılır.
WC mikron veya nano tozları (0.5 – 5 µm arası tercih edilir)
Bağlayıcı sol bileşeni: Silika (TEOS – tetraetil ortosilikat), alumina (Al(NO³)³) veya titanya (TTIP)
Çözücü: Etanol, izopropanol
pH düzenleyici: Asetik asit veya HNO³
Stabilizatör: PEG, PVP (partikül çökmesini önlemek için)
TEOS (veya alternatif sol bileşiği) etanol içinde çözülür ve asetik asit ile kontrollü hidroliz başlatılır.
WC tozu, ayrı bir kapta çözücü ile ultrasonik banyoda disperse edilir.
WC süspansiyonu ve sol çözeltisi yavaşça karıştırılarak homojen bir karışım elde edilir.
Karışım 1–2 saat manyetik karıştırıcıda karıştırılır, ardından 12 saat bekletilerek stabilize edilir.
Dip Coating: Eşit dağılım için uygundur
Spray Coating: Büyük yüzeylere hızlı uygulama
Doctor Blade: Kalın ve yüksek sertlikli tabakalar için
Spin coating, WC partikül boyutu nedeniyle sınırlı etkilidir.
Kuruma: 80–100 °C (ön kurutma)
Kürleme: 400–600?°C (WC'nin oksitlenmemesi için N² veya Ar atmosferi önerilir)
Gerekirse vakum altında sinterleme ile film yoğunlaştırılır
Yüksek yüzey sertliği (Mohs 8.5–9)
Oksidasyon ve korozyon direnci
Aşınma dayanımı
Termal iletkenlik ve stabilite
İletken yüzey (WC metalik özellik taşır)
Kesici takım yüzeyleri
Kalıp ve döküm sanayi
Mikroelektronik bileşen koruma
Savunma sanayi (zırh, aşınma plakaları)
Biyomalzeme yüzey modifikasyonu
Motor ve tribolojik sistemlerde yüzey kaplama
