Krom(II)karbid

Krom(II)karbid


Allmän
Systematiskt namn	kromkarbid (II).
Chem. formel	Cr3C2 _ _ _
Fysikaliska egenskaper
stat	fast
Molar massa	180,009 g/ mol
Densitet	6,68 g/cm³
Termiska egenskaper
Temperatur
• smältning	1895°C
• kokande	3800°C
Mol. värmekapacitet	98 J/(mol K)
Värmeledningsförmåga	19,1 W/(m K)
Klassificering
Reg. CAS-nummer	12012-35-0
PubChem	3650773
Reg. EINECS-nummer	234-576-1
LEDER	[Cr]#C[Cr]C#[Cr]
InChI	InChI=1S/2C.3Cr/q2*-1;;;+2GVEHJMMRQRRJPM-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	21171152
Säkerhet
NFPA 704	2 ett ett
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.

Krom(II)karbid är en kemisk förening av krommetall och kol med formeln Cr 3 C 2 . Det är en ordnad fas med en mycket smal region av homogenitet. Kolhalten i kromkarbid är 13,34 viktprocent.

Får

Kromkarbid kan erhållas på något av följande sätt [1] .

Direkt mättnad av krom med kol:

{\displaystyle {\mathsf {3Cr+2C\ {\xrightarrow {\ }}Cr_{3}C_{2))))

Pulverformigt kol kan ersättas med kolhaltiga gaser (till exempel metan ), i vilket fall reaktionen är som följer:

{\mathsf {Cr+H_{2}+CH_{4}\ {\xrightarrow {600-800^{o}C))\ Cr_{3}C_{2}+H_{2}+(CH )}}

där symbolen (CH) anger kolvätens nedbrytningsprodukter

Reduktion av kromoxid med kol följt av bildning av karbid:

Processen är baserad på reaktionen:

{\mathsf {3Cr_{2}O_{3}+13C\ {\xrightarrow {\ }}2Cr_{3}C_{2}+9CO}}

Bildningen av Cr 3 C 2 -karbid börjar vid en temperatur på 1150–1200 °C genom bildning av lägre kromkarbider (Cr 23 C 6 , Cr 7 C 3 ). En temperaturhöjning till 1500–1600°C leder till bildning av enfas-karbid Cr 3 C 2 med en obetydlig halt av fritt kol. Vanligtvis utförs processen för att erhålla karbid i en vätemiljö .

Fysiska egenskaper

Kromkarbid är ett grått pulver. Den har ett rombiskt gitter , där var och en av de 8 kolatomerna är belägna i mitten av ett trihedriskt prisma, i vars hörn det finns kromatomer. Rymdgrupp Pnma , gitterperioder a = 0,5532 nm, b = 0,2829 nm, c = 1,1471 nm. Smältningen av kromkarbid sker inkongruent enligt den peritetiska reaktionen [2] .

Elektrisk resistivitet 75 μOhm∙cm
Koefficient för linjär termisk expansion 11,7∙10 -6 1/K (20–1100 °C)
Mikrohårdheten hos kromkarbid är 10,4–20,2 GPa, vilket är associerat med kristallgittrets anisotropi
Elastisk modul 372 GPa [3]

Kemiska egenskaper

Kromkarbid är resistent mot alla mineralsyror . Under inverkan av smält nitrat och natriumperoxid oxiderar det. Kokande koncentrerad perklorsyra bryter ner kromkarbid och frigör acetylen .

Bland övergångsmetallkarbiderna i grupperna IV, V, VI är kromkarbid den mest motståndskraftiga mot högtemperaturoxidation. Oxidationen av kromkarbid i form av ett pulver börjar alltså vid en temperatur på cirka 700 °C, och i form av kompakta prover oxideras den vid en temperatur över 1000–1100 °C [1] .

Applikation

Kromkarbid kan ingå i olika cermets och beläggningar som arbetar under slitageförhållanden, förhöjda temperaturer och i aggressiva miljöer [4] . Det är huvudkomponenten i volframfria hårda legeringar av märket KHN (kromkarbid - nickel). Närheten av den termiska expansionskoefficienten för Cr 3 C 2 till CTE av stål gör det möjligt att applicera kromkarbidbeläggningar där det inte finns några betydande kvarvarande spänningar .

Anteckningar

↑ 1 2 Kosolapova T. Ya. Carbides . - Metallurgi, 1968. - S. 300 .
↑ Samsonov G. V. Fysisk materialvetenskap om karbider. - Naukova Dumka, 1974. - S. 454.
↑ Samsonov G.V., Vinitsky I.M. Refractory compounds (referensbok). - Metallurgi, 1976. - S. 560.
↑ V. Singh, R. Diaz, K. Balani, A. Agarwal, S. Seal. Kromkarbid-CNT nanokompositer med förbättrade mekaniska egenskaper (inte tillgänglig länk) // Acta Materialia, 2009. Vol.57. R.335-344.