Карбид реакция с водой: Карбид кальция плюс вода – Морской флот

alexxlab | 28.10.1985 | 0 | Разное

Содержание

Скорость – разложение – карбид – кальций

Скорость – разложение – карбид – кальций

Cтраница 1


Скорость разложения карбида кальция в воде зависит от состава карбида кальция, величины поверхности соприкосновения кусков, карбида кальция с водой, температуры воды, содержания в ней ила и других факторов.  [2]

Скорость разложения карбида кальция в воде является весьма важным элементом, характеризующим качество карбида кальция.  [4]

Скорость разложения карбида кальция водой зависит от чистоты карбида, величины поверхности кусков и температуры воды. Чем меньше размеры кусков карбида кальция, тем выше скорость разложения; большая часть карбида ( примерно 97 – 98 %) разлагается сравнительно быстро; для полного же разложения остатка требуется длительное время. Чтобы очистить поверхность кусков карбида, необходимо при разложении его водой перемешивать содержимое генератора. Часто применяют предварительно измельченный карбид кальция, за счет чего сокращается время, необходимое для его разложения.  [5]

Скорость разложения карбида кальция зависит от температуры и чистоты воды, грануляции и чистоты карбида кальция. Чем выше чистота и температура воды, тем быстрее разлагается карбид кальция.  [6]

Скорость разложения карбида кальция зависит от его чистоты, грануляции, а также от чистоты и температуры воды, причем наиболее важным фактором является грануляция.  [7]

Скорость разложения карбида кальция водой зависит от его чистоты, грануляции, температуры и чистоты воды. Чем чище карбид кальция, меньше размер его кусков, выше температура и чище вода, тем больше скорость.  [8]

Скорость разложения карбида кальция зависит от его чистоты, размера кусков, продолжительности реакции и температуры. Вначале разложение идет очень бурно, а затем постепенно затухает из-за появления корки извести на кусках карбида, препятствующей свободному доступу воды. Для дальнейшего протекания реакции эту корку необходимо удалять, например, перемешиванием. Для ускорения разложения куски карбида кальция предварительно размельчают.  [9]

Графически зависимости скорости разложения карбида кальция от его состава, времени реакции, температуры воды и размеров кусков представлены1 – 13 18 на рис. П-4 и П-5. На практике процесс производства ацетилена оценивают по времени, в течение которого выделяется 98 % общего количества ацетилена, образующегося при разложении данного количества карбида кальция. Остаток карбида разлагается очень медленно, вследствие чего это время практически не характеризует процесс в условиях работы ацетиленовых генераторов.  [10]

Что влияет на скорость разложения карбида кальция.  [11]

По мере загрязнения воды известью скорость разложения карбида кальция уменьшается, так как поверхность кусков покрывается известью и доступ воды к карбиду кальция уменьшается. С увеличением загрязненности воды карбид кальция может полностью покрыться известью ( произойдет заиливание), выделение ацетилена в этом случае резко снижается.  [12]

По мере загрязнения воды гашеной известью скорость разложения карбида кальция уменьшается вследствие того, что доступ воды к поверхности кусков карбида кальция затрудняется.  [13]

Процесс разложения карбида кальция имеет ряд особенностей, а именно: неравномерность газообразования со снижением его интенсивности в ходе реакции, значительные пределы колебания

скорости разложения карбида кальция в зависимости от грануляции и выделение в результате реакции большого количества тепла.  [14]

Для предотвращения замерзания воды в генераторе при работе в зимнее время на строительно-монтажной площадке в воду добавляют поваренную соль или хлористый кальций. При этом уменьшается скорость разложения карбида кальция и снижается производительность генератора. Реакция разложения карбида также замедляется при загрязнении воды образующейся при этом гашеной известью.  [15]

Страницы:      1    2

Новости / Служба новостей ТПУ

Ученые Томского политехнического университета разработали новую технологию получения кубического карбида вольфрама высокой чистоты. Этот перспективный материал может заменить дорогие платиновые катализаторы для получения водородного топлива и тем самым снизить его стоимость. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds (IF: 4,65; Q1). Подробнее о работе томских политехников рассказали журналисты федерального агентства РИА Новости.

Водород широко применяется в нефтепереработке и производстве удобрений. Кроме того, это перспективное экологичное топливо, которое при сгорании высвобождает большое количество энергии и образует воду без выделения каких-либо вредных газов. Преимущества использования водорода очевидны, однако для полномасштабного внедрения водородных технологий в энергетику ученым и инженерам предстоит решить еще много задач. Одна из них — снизить стоимость получения водорода. Она остается высокой в том числе потому, что в технологии используются катализаторы из металлов платиновой группы.

Перспективный материал для применения в этой сфере — кубический карбид вольфрама высокой чистоты. Его очень сложно получить в обычных условиях: для синтеза нужна температура около 3000°С и высокая скорость охлаждения. Коллективу ученых под руководством профессора отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ

Александра Сивкова удалось получить этот материал высокой чистоты (до 95 %) благодаря уникальной установке, разработанной в политехе.

Речь идет о коаксиальном магнитоплазменном ускорителе. Он позволяет достичь высокой температуры и стремительного охлаждения при помощи сверхбыстрых плазменных струй. В качестве исходных материалов используются доступные и относительно дешевые порошки вольфрама и технического углерода, которые предварительно помещаются в ускоритель. При истечении плазменной струи в рабочую камеру исходные порошки в ходе плазмохимической реакции превращаются в кубический карбид вольфрама.

По словам доцента отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Ивана Шаненкова, особенности плазмодинамического синтеза (создание сверхбыстрых плазменных струй более 3 км/с, высокая скорость охлаждения, импульсный характер процесса длительностью менее 1 мс) позволяют формировать наноразмерные (менее 70 нм) частицы кубического карбида вольфрама в углеродных оболочках.

«Такие структуры успешно применяются в реакции получения водорода из воды посредством электрокатализа. Это позволит минимизировать использование редких и дорогостоящих благородных металлов платиновой группы», — рассказал Иван Шаненков.

Он отметил, что задачей синтеза композитных материалов на основе кубического карбида вольфрама занимаются несколько научных коллективов по всему миру. Разработка плазмодинамического метода синтеза позволила преодолеть большинство ограничений, связанных с возможностью получения этого материала. Ученые ТПУ совместно с исследователями из Цзилиньского университета и университета Циндао (Китай) подтвердили высокий потенциал применения материала для электрокаталитического получения водорода.

В ближайшем будущем ученые планируют научиться управлять характеристиками материала, чтобы еще больше повысить каталитическую активность материала и полностью отказаться от использования дорогостоящих благородных металлов.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. 

Карбид. Применение и безопасность. Особенности при сварки

Карбид кальция CaC2 – одно из самых узнаваемых химических веществ, знакомых каждому со школьных времен. Этот щелочной элемент всегда привлекал внимание исследователей своими необычными свойствами.

Особенности карбида, как химически активного вещества

Если опустить его в воду – начинается химическая реакция, в ходе которой в больших количествах выделяется ацетилен. Этот эффект применяется при проведении газосварочных работ, когда карбид используется как горючий материал. Дело в том, что ацетилен при его смешении с кислородом сгорает с выделением огромного количества энергии. При этом температура достигает 3150°C, что выше точки плавления большинства известных металлов и сплавов.

Материал позволяет сваривать не только обычную, но и нержавеющую сталь, а также многие другие цветные металлы, включая алюминий. Этим газовая сварка выгодно отличается от электродуговой, для проведения которой необходимы дорогие электроды.

Особенности химического плана
При знакомстве с карбидом также следует уделить внимание его химическим особенностям:
  • Материал имеет свойство впитывать влагу (при этом наблюдается активная химическая реакция, сопровождающаяся разложением вещества).
  • Летучие составляющие, образующиеся в результате взаимодействия с водой, способны вызвать раздражение кожи и слизистых.
  • При сильном нагревании кристаллы карбида взаимодействуют с рядом других веществ, образуя карбонат кальция (например, при их соединении с азотом, получаем цианамид кальция).

В нагретом состоянии карбид вступает в реакцию с такими химическими элементами, как фосфор, мышьяк и хлор. Из-за активного выделения опасных для людей, составляющих при работе с ним используются средства защиты дыхательных путей.

Физические характеристики

При выборе любого материала особое внимание уделяется его физическим свойствам. В данном случае такие характеристики:
  • Хранится в виде кусков различного размера и имеет ярко выраженную кристаллическую структуру.
  • Температура плавления карбида составляет около 2300°C, свойственна только чистому карбиду.
  • Температура плавления зависит от наличия или отсутствия добавок. Добавление к нему ряда примесей существенно снижает этот показатель.

Также отмечается, что карбид кальция чаще всего встречается в твердом состоянии, а его цветовой оттенок варьируется от серого до коричневого. Перечисленные свойства карбида позволяют использовать его в различных отраслях промышленного производства.

Области применения
Областей, в которых применяется этот сырьевой материал, достаточно много. Но самой важной из них считается синтез производных в промышленных масштабах. Чаще всего карбид кальция востребован при производстве следующих химических веществ:
  • Каучук синтетический.
  • Известная всем домохозяйкам уксусная кислота.
  • Растворители (например, ацетон).
  • Полимеры, включая винилхлорид

Это сырьевой материал используется и при изготовлении цианамида кальция, получаемого в результате нагрева смеси с азотом. Материал ценен также тем, что участвует в качестве составляющей при синтезе многих видов с/х удобрений.

Специалистам сельского хозяйства хорошо известен карбамидный регулятор, используемый для стимуляции роста многих растений. Одна из основных компонентов этого состава – карбид кальция. Без него практически невозможно обойтись и при восстановлении целого ряда щелочных металлов. И, наконец, этот уникальный компонент широко применяется при газосварке в качестве сырья, используемого для получения ацетилена.

Особенности применения при сварке
Используемый для сварки материал хранится в специальных емкостях из стали с рабочим объемом 100 или 130 литров. При его извлечении должны соблюдаться меры предосторожности, защищающие человека от отравления и ожогов. Перед применением вещества для сварки потребуется ознакомиться со следующими особенностями этих процедур:
  • Ацетилен для сварки вырабатывается в специальных генераторах с фиксированным объемов загрузки карбида.
  • Емкость баков ацетиленовых генераторов обеспечивает прием от 5 до 15 литров воды и 2-5 килограммов исходного сырья.
  • Полезный выход ацетилена составляет около 260-280 литров, получаемых из килограмма CaC2.

Еще до начала сварочных работ потребуется ознакомиться с принципом использования карбида в заявленных целях.

Последовательность работ
Порядок проведения основных рабочих операций, позволяющий понять, что происходит с карбидом в генераторах ацетилена:
  • Перед загрузкой карбид и вода подготавливаются в количествах, достаточных для получения нужного объема ацетилена.
  • Затем он в автоматическом режиме в заранее просчитанных дозах загружается в газовую камеру.
  • При поступлении очередной порции вещества в результате начавшейся реакции внутреннее давление в камере резко возрастает.
  • Но со временем оно снижается, что объясняется активным выпуском готового ацетилена в рабочую камеру.
  • Затем он через специальный отвод поступает в газовую горелку, установленную на значительном удалении от генератора (согласно требованиям ТБ – до 10 метров).
  • На заключительном этапе образующаяся гашеная известь (порядка 1,2 кг), удаляется через разгрузочное отверстие.

В генераторах, используемых при проведении работ ненормируемых объемов, материал опускается в воду в корзинах особого типа. Важно отметить, что полезный «выход» получаемого ацетилена (его объем) регулируется путем изменения глубины погружения корзины.

Вес оборудования и транспортировка

Основное достоинство исходного сырья, используемого для газовой сварки – низкий вес необходимого для его переработки оборудования и самого материала. Единственный минус этого процесса – слишком тяжелые баллоны под ацетилен, которые приходится перемещать на специальной тележке.

При небольших расстояниях до места складирования можно обойтись без нее (с привлечением одного или двух помощников). Типовой генератор ацетилена весит порядка 15-20 кг, что позволяет при необходимости без труда перемещать его в нужное место самостоятельно.

Техника безопасности
Как уже отмечалось, карбид относится к токсичным и взрывоопасным веществам, угрожающим здоровью человека. Избежать неприятных ситуаций при работе с ним поможет строгое соблюдение следующих требований ТБ:
  • Работы с этим материалом проводятся на безопасных удалениях от открытого огня, способного стать причиной взрыва газа.
  • Не допускается использовать сырье в небольших гранулах с размерами до 2 мм или в виде карбидной пыли.
  • Запрещается работать с электроинструментом типа «болгарка«, а также со сварочным электрооборудованием вблизи от места хранения или применения карбида.
  • Его допускается хранить в плотно закрываемых емкостях в местах, удаленных от водопроводных и газовых магистралей.
  • Открывать баки разрешается только с помощью киянки или специального зубила из латуни, не образующих искр.
  • Карбид, оставшийся после завершения реакции, обязательно закрывается крышкой, непроницаемой для воды.
  • При работе в закрытых помещениях в них не должно находиться горючих материалов и подобных им веществ.
  • В случае попадания мелких частиц в глаза или на слизистые нужно промыть их теплой водой, после чего останется удалить остатки с помощью влажного тампона.

Также оговаривается удаленное размещение имеющихся в комнате сварочных аппаратов и наличие эффективной системы вентиляции, обеспечивающей быстрый отвод горючих газов.

Требования ТБ, предъявляемые к оборудованию
При обращении со специальным оборудованием по производству ацетилена обязательно выполняются следующие требования:
  • Генератор ацетилена обязательно располагается в строго вертикальном положении, а установленный на нем манометр должен просматриваться из любого положения оператора.
  • Раствор карбида, остающийся в бункерах генератора, обязательно вырабатывается до конца, а получившаяся в результате известь утилизируется.
  • Повторная загрузка отсыревших кусков в бункеры оборудования не допускается.
  • Категорически запрещается останавливать процесс и вскрывать генераторное устройство, если текущие реакции не завершены.

Добавим, что баллоны для ацетилена должны иметь в своем комплекте специальные предохранительные колпачки, защищающие клапаны. Соблюдение всех перечисленных требований позволит избежать серьезных травм и повреждений как у работающего персонала, так и у находящихся поблизости людей.

Как покупать

Сырье получения ацетилена рекомендуется покупать в специализированных магазинах, занимающихся продажей соответствующих материалов. Приобретение некачественного товара в других местах нередко приводит к ситуации, когда сварочные работы оказываются под угрозой срыва.

Карбид можно заказать и приобрести в Интернет магазинах, где его цена не слишком высока и устроит большинство покупателей. В заключение отметим, что если возникла необходимость в постоянном получении ацетилена – лучше всего заказывать оптовые партии этого вещества, что обойдется заметно дешевле разовых розничных закупок.

Похожие темы:

Новая жизнь старых молекул: карбид кальция

12 Августа 2015 г.

В последние десятилетия исследователи преимущественно сфокусировали свое внимание на больших молекулах и молекулярных системах — ученые всего мира изучают протеомику, геномику, получают сложные белки, нуклеиновые кислоты, расшифровывают геномы целых организмов и проектируют новые суб-клеточные структуры. Увлечение этими важными и необходимыми для науки областями стало таким повсеместным, что невольно возникает вопрос: «Среди всего этого мега-молекулярного многообразия, есть ли в современной науке место для маленьких органических молекул?» Вопрос возникает неспроста, поскольку старые и хорошо известные маленькие органические молекулы, так же как и некоторые разделы классической органической химии, в какой-то мере были преданы забвению.

Это удивительно, но именно на фоне мега-молекул в наши дни стал снова возрождаться интерес к маленьким молекулам, которые несут в себе огромный незамеченный ранее потенциал для науки и промышленности. Ренессанс в этой области химии открыл новую жизнь для старых и хорошо известных маленьких молекул. Одной из таких молекул является ацетилен и производное ацетилена — карбид кальция или СаС 2.

Ничем не примечательные серые «камешки» карбида кальция являются ценнейшим веществом для науки и промышленности.

Всем известный с детства карбид кальция был впервые получен в 1862 г. Фридрихом Вёлером и произвел революцию в освещении Европы и США позапрошлого столетия. С появлением электрических источников освещения карбидные лампы перестали использовать из соображений безопасности. Однако количество производимого в мире карбида увеличивалось и к середине прошлого века достигло многих тысяч тонн. Это было связано с тем, что практически весь карбид шел на синтез ацетилена. С развитием катализа и нефтехимии ацетилен стали получать из более дешевых углеводородов, поэтому про карбид кальция потихоньку все забыли.

Метод, предложенный группой исследователей под руководством член-корр. РАН В.П. Ананикова, позволяет осуществить синтез тиоэфиров напрямую из карбида кальция, без выделения и хранения газообразного ацетилена. Реакция тиовинилирования происходит непосредственно в реакционной смеси. На первом этапе выделяется ацетилен из карбида кальция и воды, а на втором этапе к ацетилену происходит присоединение молекулы тиола. Оба процесса протекают в одной колбе и не требуют сложного оборудования. Применение карбида кальция не только принципиально упрощает и удешевляет процедуру синтеза, но и позволяет избежать проблем, связанных с транспортировкой, хранением, использованием газообразного ацетилена.

Приведенный в работе процесс дает наглядный пример, как заменить неудобный и опасный ацетилен, на простой и дешевый карбид кальция. Выдвинутая в работе идея откроет новую страницу органической химии, если действительно удастся проводить ацетиленовую химию на основе карбидных технологий. Несомненно, что в современной химии, пронизанной идеями безопасности, возобновляемости и упрощения процессов, для «маленького» карбида кальция всегда найдется место.

Статья “Efficient Metal-Free Pathway to Vinyl Thioesters with Calcium Carbide as the Acetylene Source” (авторы Konstantin Rodygin and Valentine Ananikov) опубликована в журнале Green Chemistry, издаваемом Корлевским химическим обществом.

Ссылка на работу: Green Chem., 2015, DOI: 10.1039/C5GC01552A.

Онлайн ссылка: http://dx.doi.org/10.1039/C5GC01552A

Вещества и материалы, при тушении которых опасно применять воду и другие огнетушащие вещества на основе воды

Вещество или материал Результат воздействия воды
Азид свинца Нестоек, взрывается при увеличении влажности до 30%
Алюминий металлический При горении разлагает воду на водород и кислород
Битум Подача компактных струй воды ведет к выбросу и усилению горения
Гидраты щелочных и щелочноземельных металлов Реагируют с водой с выделением водорода
Железо кремнистое (ферросилиций) Выделяется фтористый водород, самовоспламеняющийся на воздухе
Кальций фосфористый Реагируют с водой с выделением самовоспламеняющегося на воздухе фосфористого водорода
Кальция перекись Разлагается в воде с выделением кислорода
Карбид алюминия
Карбид бария
Карбид кальция
Карбиды щелочных металлов
Разлагаются с водой с выделением горючих газов, при контакте с водой взрываются
Кислота азотная Экзотермическая реакция
Кислота серная Экзотермическая реакция
Кислота соляная Экзотермическая реакция
Магний и его сплавы При горении разлагают воду на водород и кислород
Натрий водородистый
Натрий металлический
Реагируют с водой с выделением водорода
Натрий гидросернокислый Сильно разогревается, может вызвать возгорание горючих материалов
Натрий перекись
Калий перекись
При попадании воды возможен взрывообразный выброс и усиление горения
Натрий сернистый Сильно разогревается (свыше 400 град. С), может вызвать возгорание горючих веществ, при попадании на кожу вызывает ожог, сопровождающийся трудно заживающими язвами
Негашеная известь Реагирует с водой, выделяя большое количество тепла
Нитроглицерин Взрывается от удара струи воды
Петролатум Подача компактных струй может привести к выбросу и усилению горения
Рубидий металлический Реагирует с водой с выделением водорода
Селитра л Подача струй воды в расплав селитры ведет к сильному взрывообразному выбросу и усилению горения
Серный ангидрид При попадании воды возможен взрывообразный выброс
Сесквилхлорид Взаимодействие с водой происходит со взрывом
Силаны Реагируют с водой с выделением самовоспламеняющегося на воздухе водородистого кремния
Термит
Титан и его сплавы
Титан четыреххлористый
Реагируют с водой с выделением большого количества тепла
Триэтилалюминий
Хлорсульфиновая кислота
Реагируют с водой со взрывом
Цинковая пыль Разлагает воду на водород и кислород
Щелочные металлы (натрий, калий, кальций, цезий и др.) Выделяют водород, который воспламеняется от тепла реакций

Гидролиз: Атакует вода [2] – Страна Знаний

Продолжение. Начало в №1, 2017

1. Секреты карбида и цианамида

Карбид кальция СаС2 получают прокаливанием оксида кальция с коксом. В 1898 г. немецкий химик Ф. Роте обнаружил, что при нагревании в атмосфере азота до 1100 °С карбид кальция начинает самопроизвольно превращаться в цианамид кальция CaCN2.

Когда Роте погрузил гранулы карбида кальция и цианамида кальция в воду, то увидел выделение газа только в случае СаС2. Но, при этом, в обоих случаях красная лакмусовая бумага в жидкости посинела, а на дне сосудов выпали белые осадки.

Твёрдое вещество, выпавшее в сосуде с CaCN2, под действием соляной кислоты начало выделять углекислый газ.

Раскройте секрет взаимодействия карбида и цианамида кальция с водой.

2. Происхождение малахита

Необычайно эффектный поделочный камень густо-зелёного цвета, минерал малахит — продукт реакции гидролиза.

Как происходит этот гидролиз?

3. Загадочное предписание

Когда химики растворяют в воде бесцветные кристаллы дихлорида олова, то обязательно добавляют соляную кислоту, а в склянку с готовым раствором бросают несколько гранул металлического олова.

Зачем это делают?

4. Существенное различие

Тетрахлориды олова и свинца — жидкие вещества. Одно из них бесцветное, другое — жёлтого цвета. Они весьма сильно различаются своим отношением к воде.

В чем состоит это различие?

5. Галоген плюс азот равняется — чему?

Газообразный трифторид азота NF3 химически довольно устойчив. В последние 30 лет он не менял своего названия и формулы, в отличие от тёмно-жёлтого жидкого, похожего на масло, взрывоопасного соединения нитрида трихлора Cl3N, который раньше называли «трихлоридом азота» (NCl3).

Каким образом реакции гидролиза подсказали правильную формулу этого вещества?

6. Ионы в кристаллах

Французский химик Поль Лебо в 1895 г. впервые получил карбид бериллия при взаимодействии оксида бериллия с углем.

Лебо спрессовал из смеси ВеО и С таблетки и нагрел их в атмосфере водорода при 1900°С. По окончании реакции образовались красивые кирпично-красные кристаллы Ве2С.

Позднее, в 1924 г., другой французский химик — Жан Дюран, пропустив сухой ацетилен над нагретым до 450°С порошком бериллия, получил чёрные кристаллы карбида бериллия другого состава — ВеС2. Впрочем, чёрный цвет продуктов реакции скорее всего был вызван примесью углерода, который одновременно выделялся при термическом разложении ацетилена.

Позже установили, что карбид Лебо содержит в кристаллической решетке ионы Ве2+ и С4-, а карбид Дюрана — ионы Ве2+ и С22-.

Как эти карбиды будут реагировать с водой?

7. Дождь помог

В 1852 г. немецкий химик Фридрих Вёлер пытался выделить металлический кальций из карбоната кальция (известняка), прокаливая его с древесным углем.

Он получил спекшуюся массу сероватого цвета, в которой не обнаружилось никаких признаков металла.

С огорчением Вёлер выбросил эту массу на свалку во дворе лаборатории. Во время дождя лаборанты заметили, что каменистая масса выделяет неизвестный газ.

Что это за газ?

8. Гадание на воде

Две бесцветные, сильно дымящие на воздухе жидкости — оксид-трихлорид фосфора РСl3О и оксид-дихлорид серы SCl2O — вылили в воду. Образовались два раствора.

При нагревании раствор, полученный из PCl3O, выделил летучее вещество, окрасившее синюю лакмусовую бумагу в красный цвет, а при взаимодействии с нитратом серебра образовавшее белый осадок. Раствор, полученный из SCl2O, обесцветил перманганат калия, а затем при добавлении хлорида бария выделил белый осадок.

Что же произошло?

9. «Смущённый» ацетат

К раствору ацетата натрия добавили фенолфталеин, а потом нагрели. Раствор окрасился в малиновый цвет, как будто покраснел от смущения. Однако после охлаждения все признаки «смущения» исчезли, раствор обесцветился.

Почему это произошло?

10. Сами кислые и дают «кислый спирт»

В 1547 г. Иван Грозный поручил немцу Шлитте ехать посланником в Немецкую землю и вывезти оттуда «мастера для варения квасцов».

Но сделать это не удалось: Шлитте был схвачен и заключен в тюрьму во владениях Ливонского ордена. Алюмокалиевые квасцы (додекагидрат сульфата алюминия-калия KAl(SO4)2•12Н2O) широко использовались в медицине и для производства серной кислоты, которую в то время называли «кислым спиртом».

Вот как Михаил Ломоносов описывал квасцы: «Квасцы от своего кислого воздуха на российском языке и имя себе весьма правильно имеют, ибо кроме того, что оне очень кислы, ещё и через перегонку из реторты дают весьма кислый спирт, который с купоросной кислотой одной натуры».

Что происходит с квасцами при растворении в воде и при нагревании?

11. Чужой!

Американский химик Г. Классен в 1962 году первым получил тетрафторид ксенона XeF4.

Когда он внёс в воду очень небольшую порцию этого белого, очень гигроскопичного вещества, самого по себе невзрывоопасного, произошла бурная реакция. Содержимое сосуда было выброшено чуть ли не в лицо Классену.

В продуктах реакции он установил присутствие триоксида ксенона, газообразного ксенона, кислорода и фтороводорода.

Тогда химик решил провести реакцию при более низкой температуре. Он охладил лёд до -80°С и посыпал его сухим XeF4. Через некоторое время на поверхности льда появился светло-жёлтый продукт, в молекуле которого содержался один атом кислорода, а плёнка жидкости, стекавшая со льда, представляла собой жидкий фтороводород.

Какое из проведенных Классеном превращений было реакцией гидролиза?

12. Удивительная соль — «Персоль»

Известный каждой хозяйке порошок для отбеливания при стирке «Персоль» — пероксокарбонат натрия состава 2Na2CO3•ЗН2O2 — в кипящей воде выделяет кислород и обесцвечивает загрязнения.

Можно ли считать, что действие персоли основано на реакциях гидролиза?

13. Задание: осветлить и смягчить

С помощью сульфата алюминия, который применяется на станциях городского водоснабжения, можно провести осветление и смягчение воды.

Как это происходит?

14. «Паяльная кислота»

Зачастую перед спаиванием металлических деталей их поверхность очищают от оксидной пленки, обрабатывая «паяльной кислотой» — раствором хлорида цинка.

Как же получилось, что эта соль действует и применяется как «кислота»?

15. Гидролиз в кипятке

Правда ли, что при длительном кипячении раствор хлорида аммония становится более кислым, а раствор сульфида натрия — более щелочным?

Почему это происходит?

Подсмотреть ответы

Н.Г. Антонюк, кандидат химических наук, доцент, Национальный университет «Киево-Могилянская академия»

Типы ацетиленовых генераторов | Новости Кургана и Курганской области

Плюсом данных генераторов является почти полное разложение химического вещества в воде

Ацетиленовый газ предназначается для производства всевозможных взрывчатых и прочих химических веществ. Так как он полностью синтетический, разрешается готовить его в процессе производства нужного вещества. Чтобы его синтезировать, необходим специальный генератор ацетиленовый, внутри которого производится газ путем соединения воды с карбидом кальция.

Разновидности генераторов

Ацетиленовое оборудование различается по технологии производства и производственной мощности, а также по способу добавления карбида кальция. А именно:

  • Добавление вещества в воду.
  • Добавление воды на вещество.
  • Вытеснение воды из общей массы.
  • Комбинированный способ.

В первом случае вещество добавляется в жидкость порциями. Во втором – газ добывается с помощью вливания воды в емкость с карбидом. Если генератор вытесняет воду, то в этом варианте вода автоматически выливается на вещество. Если генератор комбинированного типа – он работает при помощи второго и третьего способа одновременно.

Также подобное оборудование моет быть различных габаритов – мобильных и производственных. Если генератор производственного типа, то он может занимать даже целое отдельное помещение на заводе. При этом они способны производить до 1 000 литров газа, но и стоят достаточно дорого.

По какому принципу работает генератор

Главным принципом добычи газа с помощью генератора является химическая реакция воды с кальцием. Так как данный газ может взорваться, способы вброса твердого вещества в емкость подобраны так, чтобы этого не произошло.

«Карбид в воду»

В таком оборудовании присутствует основная емкость и бункер с кальцием. Сухой реагент расположен на уровень выше. В верхней его части есть отборник для газа, подающий газ к необходимым устройствам, работающим с его помощью. Снизу установлена решетка для фильтрации отработанного карбида. Остаточный материал удаляется также через нижнюю часть оборудования. Плюсом данных генераторов является почти полное разложение химического вещества в воде, а недостатком – большой размер и увеличенный расход жидкости. Чаще всего подобное оборудование используется на производстве в качестве стационарного оборудования.

«Вода в карбид»

Такое оборудование делится на два подтипа:

  • работающие с использованием мокрого процесса добычи газа;
  • работающие с использованием сухого процесса добычи газа.

Химическая реакция между карбидом кремния и водой и ее влияние на стабильность карбидных экзопланет

Аннотация

Астрофизические наблюдения показали, что некоторые звезды имеют достаточно высокое отношение углерода к кислороду, поэтому планеты, на которых они расположены, в основном состоят из карбидов. Однако известно, что SiC реагирует с водой с образованием кремнезема и газов при температурах до 700 К и очень низком давлении [1].Мы проверили, протекает ли эта реакция в условиях давления и температуры, характерных для внутренних частей планет, как в ячейке с алмазной наковальней с лазерным нагревом (LHDAC), так и в прессе большого объема (LVP). В LHDAC загружали порошок полиморфов SiC 6H или 3C, а затем вводили H 2 O в качестве среды. Образцы были сжаты до давлений 20 и 40 ГПа, а затем нагреты до температур от 1400 К до 1800 К, собирая картины дифракции рентгеновских лучей (XRD) in situ.Для образцов LVP порошок SiC-6H загружали с H 2 O в Pt-капсулу, затем прессовали до 19 ГПа и нагревали до 1200 K в течение одного часа. Картины XRD образцов LHDAC показали превращение SiC в стишовит SiO 2 . Рамановская спектроскопия подтвердила наличие этих фаз, а также показала присутствие углеводородов. Рамановские измерения образца MAP подтвердили превращение в стишовит, тогда как микроанализ с помощью электронного зонда показал, что осталось очень мало углерода. Этот результат показывает, что реакция SiC + H 2 O → SiO 2 + CH 4 также протекает при высоких давлениях и температурах.Это также означает, что в присутствии или с доставкой воды карбидная экзопланета окислится и превратится в силикатно-оксидную (следовательно, подобную Земле) планету. Однако в случае карбидных планет побочные продукты, особенно восстановленный углерод, могут представлять собой метаболический источник биохимических реакций, необходимых для поддержания жизни.

Ссылки: [1] Yoshimura M. et al. JMR, 1986.

Переработка топлива для реакторов из карбида урана. I. Реакция с водой и HCl

Версия PDF также доступна для скачивания.

ВОЗ

Люди и организации, связанные либо с созданием этого отчета, либо с его содержанием.

Что

Описательная информация, помогающая идентифицировать этот отчет.Перейдите по ссылкам ниже, чтобы найти похожие предметы в Электронной библиотеке.

Когда

Даты и периоды времени, связанные с этим отчетом.

Статистика использования

Когда последний раз использовался этот отчет?

Взаимодействовать с этим отчетом

Вот несколько советов, что делать дальше.

Версия PDF также доступна для скачивания.

Ссылки, права, повторное использование

Международная структура взаимодействия изображений

Распечатать / Поделиться


Печать
Электронная почта
Твиттер
Facebook
Tumblr
Reddit

Ссылки для роботов

Полезные ссылки в машиночитаемом формате.

Ключ архивных ресурсов (ARK)

Международная структура взаимодействия изображений (IIIF)

Форматы метаданных

Картинки

URL

Статистика

Брэдли, М.Дж. И Феррис, Л. М. Переработка топлива для реакторов на основе карбида урана. I. Реакция с водой и HCl, отчет, 15 августа 1961 г .; Теннесси. (https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc868999/: по состоянию на 2 января 2022 г.), Библиотеки Университета Северного Техаса, Цифровая библиотека UNT, https://digital.library.unt.edu; кредитование Департамента государственных документов библиотек ЕНТ.

(PDF) Исследование концепции использования карбида кальция в качестве источника энергии для транспортировки с морского дна

278 Новые тенденции в производственной технологии – Том 1, выпуск 1, 2018 г.

фаза и (g) – вещество в газе фаза.Значения Hn были определены авторами

самостоятельно на основе химических таблиц (Mizerski, 2013) в связи с тем, что эти значения

существенно различались в разных публикациях.

 (2)

Один из продуктов указанной реакции – гидроксид кальция (гашеная известь, известковая известь)

Ca (OH) 2. Это неорганическое химическое соединение кальция из группы гидроксидов.Это

, который характеризуется плохой растворимостью в воде (около 1,3 г / дм³ при 20 ° C). Водный раствор гидроксида кальция

, который является сильным основанием (pH около 12), вызывает коррозию и носит разговорный термин

«известняковая вода». Он используется, среди прочего, для обнаружения углекислого газа в

, в присутствии которого раствор становится мутным из-за осаждения карбоната кальция.

Гидроксид кальция широко применяется в технике.Для раскисления почв он используется в сухом состоянии

, а его водный раствор («известковое молоко») используется как компонент строительного раствора, для окраски

и в химических процессах. Он образует «липовый пирог» с небольшим количеством воды. Также используется

в стоматологии в качестве компонента стоматологического цемента (https: //pubchem.ncbi. Nlm.nih.gov/

соединение / 6093208).

Однако процесс реакции карбида кальция CaC2 с водой h3O может протекать, как полагают авторы

, по другому пути, показанному зависимостью (3).В реакции

также образуется, как и в реакции (2), C2h3-ацетилен и оксид кальция CaO. Энергия этой реакции

составляет h3 = -58,07 кДж / моль, что составляет около 47% энергии, полученной в реакции (2)

  (3)

Согласно второму закону термодинамики в спонтанных процессах, система

становится беспорядочной и является необходимым условием для спонтанная реакция – это отрицательное значение

свободной реакции G, то есть, если система способна работать, произойдет преобразование

и внутренняя энергия системы уменьшится (Smith, 1990).Этому условию

(необходимое условие) отвечает реакция (2), для которой G = -87,5 кДж / моль (Mizerski, 2013)

, определенная на основе соотношения (3a), имеет значение меньше нуля.





 

 

 



  



    (3a)

Кроме того, определение энтропии реакции S = 98.77 Дж / (моль К) (Mizerski, 2013;

Smith, 1990) согласно соотношению (3b), мы можем определить, что анализируемая реакция является

спонтанной, поскольку она удовлетворяет условиям: H <0; T ∙ S> 0; направление процесса –

изменение G (H, T, S) = H – T ∙ S (Smith, 1990) меньше нуля. Где T определяет температуру превращения

в К. Это значение не приводится, потому что независимо от его значения

критерий удовлетворяется.





 ∙ 

 

 ∙ 



  ∙ 



 ∙    (3b)

Оксид кальция (известь), образующийся в реакции (3b) CaO, представляет собой неорганическое химическое соединение

, принадлежащее к группе основных оксидов, содержащих кальций на втором уровне. степень окисления и составляет

белое мелкокристаллическое тело при комнатной температуре.Он широко используется в строительстве, например, для изготовления растворов

, в стекольной и керамической промышленности, а также в металлургии. Применяется как инсектицид (инсектицид)

. В сельском хозяйстве его используют как удобрение для повышения pH почвы. Это также

, используемый в одном из карбидных методов (1). В лабораториях он используется в качестве дегидратирующего агента и используется для получения аммиака

(Morrison, Boyd 1997; https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/

14778).

Оксид кальция обладает гигроскопичными свойствами. Он резко связывается с водой с образованием гидроксида кальция

с выделением тепла. Эта реакция может быть представлена ​​в (4). Тепло, выделяемое

во время этого процесса, составляет h4 = -65,17 кДж / моль. Оказывается, что h2 согласно закону Гесса

(Bielański, 2002; Morrison, Boyd, 1997) (теплота химической реакции, протекающей в постоянном объеме

или под постоянным давлением, не зависит от пути реакции, а только на начальном и конечном состоянии

) в точности равна сумме энергии h3 + h4, выделенной в реакциях (3

,

и 4).Отсюда следует, что процесс разложения карбида может протекать в соответствии с уравнением

Как потушить пожар карбида кальция? – MVOrganizing

Как потушить пожар из карбида кальция?

ВОСПЛАМЕНЯЮЩИЙСЯ И РЕАКТИВНЫЙ С ВОДОЙ ВОДОЙ Когда карбид кальция подвергается воздействию ВОДЫ или ВЛАГИ, он образует горючий газ ацетилен. Используйте одобренные огнетушители класса D или используйте сухой песок, сухую глину или сухой измельченный известняк. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ВОДУ, СО2 или ПЕНУ в качестве средств пожаротушения.

Почему нельзя трогать карбид кальция мокрыми пальцами?

В некоторых странах карбид кальция используется в качестве искусственного средства для созревания. Также известный как «масала», это опасный и смертельный процесс; во влажном состоянии карбид кальция вступает в реакцию с водой и образует газообразный ацетилен, который имитирует действие этилена и используется в качестве искусственного агента созревания.

Почему остатки карбида кальция и опасность взрыва?

Химическая опасность Сильно разлагается при контакте с влагой или водой.При этом образуется легковоспламеняющийся и взрывоопасный газ ацетилен (ICSC 0089). Это создает опасность пожара и взрыва.

Чем опасен карбид кальция?

Обработка пищевых продуктов карбидом кальция чрезвычайно опасна, поскольку содержит следы мышьяка и фосфора. После растворения в воде карбид образует газообразный ацетилен. Ацетиленовый газ может повлиять на неврологическую систему, вызывая длительную гипоксию.

Каковы побочные эффекты карбида кальция?

Согласно исследованиям, карбид кальция также может влиять на неврологическую систему, вызывая длительную гипоксию.Он вызывает такие симптомы, как головная боль, головокружение, повышенная сонливость, потеря памяти, отек мозга, онемение ног и рук, общая слабость, холодная и влажная кожа, низкое кровяное давление и судороги.

Можно ли еще купить карбид кальция?

Несмотря на эти проблемы, есть три дилера, которые продают карбид кальция: Inner Mountain Outfitters, Karst Sports и Rocksports Emporium. Вы можете найти как Inner Mountain Outfitters, так и Rocksports Emporium на различных съездах, и, возможно, у них можно будет купить карбид кальция лицом к лицу.

Каково общее название карбида кальция?

ацетилид кальция

Законны ли карбидные пушки?

Эти игрушечные твердосплавные пушки – безопасная, веселая и законная альтернатива петардам для детей и взрослых во время патриотических празднований 4 июля, Нового года и всех особых мероприятий. Чем больше пушка, тем громче она издает при выстреле. ПОРОШОК ДЛЯ ОРУЖИЯ НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ.

Карбонат кальция – это то же самое, что карбид кальция?

Карбид кальция получают путем нагревания карбоната кальция и последующего восстановления СаО углеродом (например,г., бензин кокс). С другой стороны, Са (ОН) 2 образуется как побочный продукт при производстве ацетилена. Этот Ca (OH) 2 будет реагировать с CO2 с образованием CaCO3.

Для чего нужен карбид кальция?

Карбид кальция

  • Карбид кальция имеет три основных применения: производство ацетилена.
  • Восстановитель, например прямое восстановление сульфида меди до металлической меди; сигнальные огни для морской службы; производство кальция, железа, сплавов, сажи, цианамида; сварка и резка металлов.

Как хранить карбид кальция?

(a) Карбид кальция в количестве, не превышающем 600 фунтов, может храниться в закрытых сухих, водонепроницаемых и хорошо вентилируемых местах. (b) Карбид кальция весом не более 600 фунтов может храниться в помещении в одном помещении с баллонами с топливным газом.

Как карбид кальция реагирует с водой?

Карбид кальция не летуч и не растворяется ни в одном известном растворителе. При взаимодействии с водой образуется газообразный ацетилен и гидроксид кальция.Его плотность составляет 2,22 г / см³. Если воды недостаточно, образовавшийся ацетилид самовозгорается.

Карбид кальция взрывается?

ICSC 0406 – КАРБИД КАЛЬЦИЯ. Не горюч, но образует горючий газ при контакте с водой или влажным воздухом. Многие реакции могут вызвать пожар или взрыв.

Какой газ выделяется при реакции карбида кальция с водой?

Карбид кальция (CaC2) реагирует с водой с образованием ацетилена (C2h3): CaC2 (s) + 2h3O (g) =…

Что происходит, когда карбид кальция вступает в реакцию с кислородом?

Карбид кальция реагирует с водой с образованием ацетилена.В присутствии пламени ацетилен реагирует с кислородом с образованием диоксида углерода и воды. Дополнительный химический состав карбида кальция / ацетилена можно увидеть на демонстрации карбидной пушки (см. Демонстрацию 5.20j).

Что произойдет, если к карбиду кальция добавить тяжелую воду?

Эта реакция легла в основу промышленного производства ацетилена и является основным промышленным применением карбида кальция. При высоких температурах CaC2 реагирует с водяным паром с образованием карбоната кальция, диоксида углерода и водорода.

Как дозреть фрукты с карбидом кальция?

Карбид кальция также используется в некоторых странах для искусственного созревания фруктов. Когда карбид кальция вступает в контакт с влагой, он производит газообразный ацетилен, который по своим эффектам аналогичен природному агенту созревания, этилену. Ацетилен ускоряет процесс созревания.

Каковы свойства карбида кальция?

Свойства карбида кальция (теоретические)

Формула соединения C2Ca
Внешний вид От белого порошка до серо-черных кристаллов
Точка плавления 2160 ° С, 2433 К, 3920 ° F
Температура кипения 2300 ° С, 2573 К, 4172 ° F
Плотность 2.22 г / см3

Какова формула карбида кальция?

CaC2

Как узнать, созрели ли плоды карбид кальция?

Вымойте исследуемый фрукт 10 мл воды, возьмите 1 мл промывочного раствора и смешайте с равным объемом раствора сенсора в стеклянной пробирке и перемешайте. Изменение цвета раствора с красного на пурпурный указывает на то, что для созревания плодов используется карбид кальция.

ICSC 0406 – КАРБИД КАЛЬЦИЯ

ICSC 0406 – КАРБИД КАЛЬЦИЯ
КАРБИД КАЛЬЦИЯ ICSC: 0406 (апрель 2017 г.)
Ацетилид кальция
Ацетиленоген
Номер CAS: 75-20-7
№ ООН: 1402
Номер ЕС: 200-848-3

ОСТРАЯ ОПАСНОСТЬ ПРОФИЛАКТИКА ПРОТИВОПОЖАРНАЯ
ПОЖАР И ВЗРЫВ Не горюч, но образует горючий газ при контакте с водой или влажным воздухом.Многие реакции могут вызвать пожар или взрыв. Риск пожара и взрыва при контакте с водой. НЕТ контакта с водой. Используйте неискрящий ручной инструмент. Закрытая система, пылевзрывобезопасное электрооборудование и освещение. Предотвратить осаждение пыли. Используйте специальный порошок, сухой песок. НИКАКИХ других агентов. В случае пожара: охладите бочки и т. Д., Обрызгав их водой. НЕ допускать прямого контакта с водой.

ПРЕДОТВРАЩАТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЫЛИ! СТРОГАЯ ГИГИЕНА!
СИМПТОМЫ ПРОФИЛАКТИКА ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание Кашель.Затрудненное дыхание. Одышка. Больное горло. Используйте местную вытяжку или средства защиты органов дыхания. Свежий воздух, отдых. Полупрямое положение. Немедленно обратитесь за медицинской помощью.
Кожа Покраснение. Ожоги кожи. Боль. Защитные перчатки. Защитная одежда. Снимите загрязненную одежду. Промыть кожу большим количеством воды или принять душ. Немедленно обратитесь за медицинской помощью.
Глаза Покраснение. Боль. Затуманенное зрение. Сильные глубокие ожоги. Используйте защитные очки или защиту для глаз в сочетании с защитой органов дыхания, если порошок. Промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (по возможности снять контактные линзы). Немедленно обратитесь за медицинской помощью.
Прием внутрь Затрудненное дыхание. Шок или коллапс. См. Также Вдыхание. Не ешьте, не пейте и не курите во время работы. Перед едой вымыть руки. Прополоскать рот. Не вызывает рвоту. Немедленно обратитесь за медицинской помощью.

УТИЛИЗАЦИЯ РАЗЛИВОВ КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Убрать все источники возгорания. Смести просыпанное вещество в закрытые чистые сухие контейнеры.Осторожно собрать остаток. Затем храните и утилизируйте в соответствии с местными правилами. НЕ используйте воду.

Согласно критериям СГС ООН

ОПАСНОСТЬ

При контакте с водой выделяет горючие газы, которые могут спонтанно воспламениться
Вызывает серьезные ожоги кожи и повреждения глаз
Может вызывать раздражение дыхательных путей

Транспортировка
Классификация ООН
Класс опасности ООН: 4.3; Группа упаковки ООН: II

ХРАНЕНИЕ
Отдельно из несовместимых материалов. См. Химическая опасность. Сухой. Хорошо закрыто.
УПАКОВКА
Герметично.

Подготовлено международной группой экспертов от имени МОТ и ВОЗ, при финансовой поддержке Европейской комиссии.
© МОТ и ВОЗ, 2021 г.

КАРБИД КАЛЬЦИЯ ICSC: 0406
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Физическое состояние; Внешний вид
СЕРЫЕ КРИСТАЛЛЫ ИЛИ ЧЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИИ С ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИМ ЗАПАХОМ.

Физическая опасность

Химическая опасность
Смеси с нитратом серебра и солями меди чувствительны к ударам.Быстро разлагается при контакте с влагой или водой. При этом образуется легковоспламеняющийся и взрывоопасный газ ацетилен (ICSC 0089). Это создает опасность пожара и взрыва. Реагирует с хлором, бромом, йодом, хлороводородом, свинцом, фторидом магния, пероксидом натрия и серой. Это создает опасность пожара и взрыва. Смеси с хлоридом железа (III), оксидом железа (III) и хлоридом олова (II) легко воспламеняются и сильно горят.

Формула: CaC 2
Молекулярная масса: 64.1
Точка плавления: ~ 2300 ° C
Относительная плотность (вода = 1): 2,22
Растворимость в воде: реакция


ВОЗДЕЙСТВИЕ И ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ

Пути воздействия
Серьезные местные эффекты при всех путях воздействия.

Эффекты краткосрочного воздействия
Вещество оказывает разъедающее действие на глаза, кожу и дыхательные пути.Вдыхание может вызвать отек легких, но только после того, как проявится первоначальное разъедающее действие на глаза и / или дыхательные пути. См. Примечания.

Риск при вдыхании
При распылении можно быстро достичь вызывающей неприятные ощущения концентрации взвешенных в воздухе частиц.

Последствия длительного или многократного воздействия


ПРЕДЕЛЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАБОТЕ

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
Настоятельно рекомендуется не допускать попадания химического вещества в окружающую среду.

ПРИМЕЧАНИЯ
Реагирует бурно с такими средствами пожаротушения, как вода, с образованием взрывоопасного газа.
Симптомы отека легких часто проявляются только через несколько часов и усугубляются физическим усилием.
Поэтому необходим отдых и медицинское наблюдение.
См. ICSC 0089.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Классификация ЕС
Символ: F; R: 15; Т: (2) -8-43

Все права защищены.Опубликованные материалы распространяются без каких-либо явных или подразумеваемых гарантий. Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейская комиссия не несут ответственности за интерпретацию и использование информации, содержащейся в этом материале.

FAQs – Часто задаваемые вопросы о карбиде кремния

В своем стремлении разбогатеть за счет производства искусственных алмазов американский изобретатель Эдвард К.Ачесон впервые обнаружил карбид кремния в 1891 году. Не сумев получить алмазы путем сильного нагрева углерода, он использовал электрическое тепло от мощной электростанции, чтобы пропитать глину углеродом, в результате чего образовались блестящие гексагональные кристаллы, которые были достаточно твердыми, чтобы их можно было поцарапать. стекло, которое он назвал карборундом. Это были кристаллы карбида кремния.

Карбид кремния, часто называемый его химической формулой SiC, представляет собой синтетическое кристаллическое соединение, состоящее из кремния и углерода.

Благодаря своим исключительным абразивным свойствам SiC был первым произведенным синтетическим абразивом, который используется с конца 19 века в самых разных областях, от наждачной бумаги до шлифовальных кругов и режущих инструментов. Со временем применение SiC расширилось, и этот состав широко применяется в автомобильной, аэрокосмической и электронной промышленности.

Здесь мы подробно рассмотрим, что такое карбид кремния, и дадим вам ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ) о карбиде кремния, включая его основные характеристики, производство, распространенное использование и применение, стоимость и производителей.

  1. Каковы основные свойства карбида кремния?
  2. Является ли карбид кремния абразивным по своей природе?
  3. Как карбид кремния реагирует с водой?
  4. Почему карбид кремния твердый?
  5. Может ли карбид кремния проводить электричество?
  6. Как сделать карбид кремния?
  7. Где используется карбид кремния?
  8. Какие бывают товарные марки карбида кремния?
  9. Сколько стоит карбид кремния?
  10. Где купить карбид кремния?

1.Каковы основные свойства карбида кремния?

Карбид кремния не только может ярко сиять, но и прочная неоксидная керамика, обладающая широким спектром желаемых свойств. Это делает его идеальным материалом для широкого спектра промышленных применений. Комбинация кремния и углерода приводит к превосходным механическим, химическим и термическим свойствам. Некоторые ключевые свойства перечислены в таблице ниже.

Низкая плотность

Высокая прочность

Высокая температура плавления

Низкое тепловое расширение

Превосходная стойкость к тепловому удару

Превосходная химическая инертность

Высокая твердость

Устойчивость к коррозии

Высокая теплопроводность

Высокий модуль упругости

Функционирует как полупроводник

Прочная кристаллическая структура

2.Является ли карбид кремния абразивным по своей природе?

С момента своего первоначального открытия в 1891 году SiC производился в виде порошка и использовался в качестве синтетического абразивного материала . Это связано с его высоким уровнем твердости, который занимает 9 место по шкале Мооса, что превосходит большинство известных материалов, но уступает лишь горстке других, таких как бор, нитрид бора и алмаз. Его естественный аналог, муассанит, существует в минеральной форме и имеет аналогичный уровень твердости, но на Земле он довольно редок, поскольку встречается в основном в метеоритах и ​​породах верхней мантии.Вот почему в качестве абразива используется синтетический карбид кремния или карборунд, а не натуральный муассанит. SiC обычно используется для шлифования карбидов и керамики, цветных металлов с более низкой пластичностью и прочностью на разрыв.

3. Как карбид кремния реагирует с водой?

Одним из важных свойств материала при высоких температурах является стойкость к окислению. Исследования показали, что при воздействии водяного пара при температуре выше 500 ° C и давлении от 10 до 100 МПа карбид кремния реагирует с водой с образованием неструктурированного диоксида кремния (SiO 2 ) и метана (CH 4 ).Эта реакция протекает следующим образом:

`SiC + 2H_ {2} O \ rightarrow SiO_ {2} + CH_ {4}`

Поскольку вода диффундирует в образующийся слой диоксида кремния быстрее, чем кислород, считается, что общая реакция протекает быстрее, чем обычная реакция окисления SiC. Это означает, что SiC окисляется быстрее во влажной атмосфере, чем в сухой .

4. Почему карбид кремния твердый?

Карбид кремния имеет твердость и прочность благодаря своему составу тетраэдрических структур кремния и углерода, удерживаемых прочными ковалентными связями в его кристаллической решетке.

Обладая уровнем твердости 9 по шкале Мооса, SiC является одним из самых твердых из широко используемых абразивов (был самым твердым синтетическим материалом до открытия в 1929 году нитрида бора, который, как было обнаружено, имел уровень твердости 9,5 по шкале Мооса. окалины), несмотря на то, что он менее устойчив к ударам, чем оксид алюминия, и подвержен более быстрому износу при шлифовании металлов с высоким сродством к углероду, таких как никель и железо.

Иногда его ошибочно сравнивают с алмазом, поскольку алмаз имеет 10 баллов по шкале Мооса, что на один уровень выше карбида кремния.Тем не менее, твердость алмаза почти в 3 раза выше твердости карбида кремния. Тем не менее, SiC по-прежнему очень твердый.

5. Может ли карбид кремния проводить электричество?

Да, но при определенных условиях.

Карбид кремния в чистом виде действует как электрический изолятор. Однако при контролируемом добавлении примесей или легирующих добавок и поскольку SiC имеет необходимое удельное сопротивление, он может проявлять свойства полупроводимости; Другими словами, как полупроводник, он не пропускает свободный ток и не отталкивает его полностью.

Полупроводник SiC p-типа может быть получен путем легирования его алюминием, бором или галлием, в то время как примеси азота и фосфора дают полупроводник N-типа. Сверхпроводимость также может быть достигнута за счет дальнейшего контролируемого легирования. Тем не менее, электрическое старение, то есть увеличение удельного электрического сопротивления, вполне может повлиять на свойства электропроводности карбида кремния. Считается, что старение связано с окислением материала. SiC обладает способностью проводить электричество в одних условиях, но не в других, в зависимости от таких факторов, как напряжение или интенсивность инфракрасного излучения, видимого света и ультрафиолетовых лучей.

6. Как сделать карбид кремния?

В 1891 году Ачесон нагрел смесь глины и порошкообразного кокса в железной миске. Чаша вместе с обычной угольной лампой выполняла роль электродов. Благодаря этому к углеродному электроду прикрепляются ярко-зеленые кристаллы со значительной твердостью (почти такой же твердостью, как у алмаза); Итак, изначально был сделан карбид кремния.

Сегодня производство SiC основано на методологии, используемой Acheson. Чистый кварцевый песок и измельченный кокс (углерод) объединяются и добавляются вокруг углеродного проводника.Этот процесс осуществляется в кирпичной печи электрического сопротивления. При подаче электрического тока происходит химическая реакция, при которой углерод соединяется с кремнием в песке с образованием как SiC, так и газообразного монооксида углерода (CO). Химическая реакция выглядит следующим образом:

`SiO_ {2} + 3C \ overset {625,1 кДж} {\ rightarrow} \ alpha SiC + 2CO`

Во время работы печи может потребляться энергия, превышающая 100 000 кВт за один прогон, так как этот этап производства SiC может длиться несколько дней.В это время температура может достигать 2700 ° C в активной зоне печи и примерно 1400 ° C на ее концах. По завершении этой стадии образуются слабо связанные кристаллы, которые состоят из ядра SiC, окруженного непревращенным сырьем. После завершения этого процесса SiC измельчается, калибруется и сортируется в соответствии с предполагаемым использованием продукта.

Процесс производства карбида кремния. Взято из процесса производства карбида кремния Saint-Gobain.

7. Где используется карбид кремния?

Конструкционная керамика

Карбид кремния – наиболее широко используемый материал в конструкционной керамике. Его универсальность и свойства делают его идеальным компаундом для многих отраслей промышленности. Из-за своей твердости и абразивности SiC используется в качестве абразивного материала в таких процессах, как шлифование, хонингование, пескоструйная обработка и гидроабразивная резка. Ламинирование его бумагой, деревом или тканью может привести к трению.

Применение в автомобильной промышленности

В автомобильной промышленности способность SiC выдерживать высокие температуры без деформации делает его идеальным для производства керамических тормозных дисков для спортивных автомобилей.Он также используется в качестве присадки к маслу, что снижает трение и выбросы.

Высокопроизводительные приложения

Карбид кремния Прочность, твердость, долговечность, коррозионная стойкость и высокая температура плавления также позволяют использовать его в экстремальных и высокопроизводительных инженерных приложениях. Подшипники насосов, клапаны, форсунки для пескоструйной обработки, экструзионные матрицы и нагревательные элементы – это лишь некоторые из компонентов, которые обычно изготавливаются из SiC.

Электронные приложения

В качестве полупроводникового материала карбид кремния отлично подходит для электроники, особенно из-за его высокого сопротивления напряжению, которое может в 10 раз превышать сопротивление кремния, очень распространенного материала в электронных устройствах.

Полупроводники являются строительными блоками почти всех современных электронных устройств. Уникальная атомная структура карбида кремния придает ему полупроводниковые свойства, которые широко используются в электронной промышленности.

В отличие от проводников, которые постоянно пропускают электричество, полупроводники позволяют контролировать их проводимость посредством стимуляции электрическими токами, электромагнитными полями или даже светом. Это позволяет создавать электронные устройства, которые усиливают, переключают или преобразуют сигналы в электрической цепи.

В то время как обычные кремниевые полупроводники используются в течение десятилетий, полупроводники, изготовленные из карбида кремния, известны своей более высокой теплопроводностью, повышенной подвижностью электронов и меньшими потерями мощности. SiC диоды и транзисторы также могут работать при более высоких частотах и ​​температурах без ущерба для надежности. Диоды Шоттки (выпрямители в источниках питания) и полевые / полевые МОП-транзисторы (транзисторы) являются примерами наиболее распространенных электронных применений карбида кремния.

Другие области применения SiC включают броню в пуленепробиваемых жилетах и ​​герметики для валов насосов, работающих на высоких скоростях.

8. Какие марки карбида кремния бывают товарными?

Карбид кремния коммерчески используется в различных инженерных приложениях. В основном коммерчески доступны три формы соединений карбида кремния:

Карбид кремния на нитридной связке (NBSC)

NBSC обладает высокой механической прочностью и термостойкостью. Его получают путем обжига чистого SiC, смешанного с добавками, в среде азота при повышенных температурах.Карбид кремния начинает связываться во время фазы нитрида кремния.

Карбид кремния с реакционной связью (RBSC)

RBSC обладает высокой стойкостью к окислению и может выдерживать широкий спектр щелочей и кислот. Его получают путем смешивания порошка SiC с предварительно сформированным углеродным порошком, придания ему необходимой формы и последующего обжига. Образовавшийся свободный кремний заполняет поры и дает карбид кремния с высокой прочностью и низкой пористостью.

Спеченный карбид кремния (SSiC)

SSiC имеет очень высокую коррозионную и химическую стойкость в дополнение к своей высокой прочности и способности работать при высоких температурах.Его получают путем пропитки чистого порошка SiC неоксидными добавками для спекания, формирования формы и спекания смеси при высоких температурах в химически неактивной среде.

9. Сколько стоит карбид кремния?

В Отчете по промышленности карбида кремния в Китае, 2016-2020 гг. – Исследования и рынки указывается, что в 2016 году экспорт карбида кремния из Китая имел среднюю цену 0,9 доллара США за кг, что менее четверти средней импортной цены (4,3 доллара США за кг). . В этом отчете также говорится, что в 2015 году объем мирового рынка подложек из карбида кремния достиг около 111 миллионов долларов США, а размер силовых устройств из карбида кремния достиг отметки 175 миллионов долларов США.Ожидается, что в следующие пять лет на обоих рынках будут наблюдаться среднегодовые темпы роста более 20%.

10. Где купить карбид кремния?

Несколько компаний продают различные типы карбида кремния в зависимости от области применения и требуемых свойств клиента. Вы можете найти список этих материалов из карбида кремния и их поставщиков здесь. Для получения дополнительной информации обязательно свяжитесь с Matmatch или поставщиком материалов напрямую, нажав кнопку «Связаться с поставщиком» по ссылке.

Задержка действия сушильного агента из карбида алюминия в герметичном газовом резервуаре: AIP Advances: Vol 8, № 3

A. Анализ микрофотографий и микроструктуры до и после модификации карбида алюминия

На рис. карбид алюминия до и после модификации. Как показано в левой части рисунка 1, поверхность карбида алюминия неровная и слегка гладкая без каких-либо изменений. Кроме того, из-за небольшого размера частиц и высокой поверхностной энергии в процессе приготовления легко может происходить агломерация.Из-за постоянной температуры в реакционном котле используется магнитная мешалка, поэтому карбид алюминия может быть полностью диспергирован. Правая сторона рисунка 1 показывает, что обработанный карбид алюминия имеет правильную форму, отсутствие гладкого и зеркального отражения и небольшое явление агрегации из-за полимеризации в растворе. Можно сделать вывод, что модификация карбида алюминия была успешно проведена полимеризацией в растворе с действием инициатора AIBN.

B. EDS-анализ карбида алюминия до и после модификации.

Таблица I и рисунок 2 показывают EDS-анализ карбида алюминия до и после модификации.Из рисунка 2 видно, что характерные пики C, O и Al очевидны. Согласно EDS-анализу, наличие кислорода в немодифицированном карбиде алюминия в основном связано с длительным пребыванием в помещении и внедрением производственного процесса. Как показано в Таблице I, массовый процент и атомный процент кислорода явно изменились после модификации PVP под действием инициатора AIBN. Это связано с тем, что кислород является основным элементом ПВП, поэтому его пиковый отклик изменяется в процессе модификации.Анализ также показывает, что по сравнению с модифицированной обработкой характерные пики углерода также изменяются, в основном потому, что углерод является основным компонентом как карбида алюминия, так и ПВП, который вводится полимеризацией в растворе в процессе модификации. Кроме того, как показано на рис. 2, результаты EDS показывают, что характеристический пик Al в обработанном карбиде алюминия явно уменьшается. Таким образом, эти результаты доказывают, что модификация карбида алюминия была успешно реализована.

ТАБЛИЦА I. Химический состав карбида алюминия (Al 4 C 3 ) до и после модификации.

903
Массовый процент элемента / Wt% Атомный процент элемента / At%
Образец C O O C O Al
До модификации 25.85 1,2 73 38,58 29,88 31,54
После модификации 23,28 29,16 47,56 35,09 3315 903 903 902 47,56 35,09 карбид алюминия до и после модификации

На рис. 3 показаны ИК-Фурье-спектры ПВП и карбида алюминия до и после модификации. Видно, что модифицированный карбид алюминия имеет характерные пики поглощения как карбида алюминия, так и ПВП.Это показывает, что ПВП и карбид алюминия могут сосуществовать в данных модифицированных растворах путем полимеризации в растворе, но не при простом добавлении двух материалов. После модификации характеристики FTIR положения пика поглощения карбида алюминия и формы пика были изменены, а характеристические пики поглощения при 1037 см -1 и 1111 см -1 исчезли. Кроме того, изменились полоса валентных колебаний C – N при 1291 см -1 и полоса, образованная колебательным переходом C = O при 1641 см -1 , что произошло при 1392 см -1 и 1650 см. -1 соответственно, в то время как пик поглощения валентных колебаний O – H при 3370 см -1 изменился на 3423 см -1 .Таким образом, характерный пик поглощения полярной группы на поверхности обработанного карбида алюминия сместился к более высокому волновому числу, указывая на то, что на его поверхности образовалась новая полярная химическая связь.

D. Отсроченный эффект осушителя

В этом исследовании, чтобы эффективно охарактеризовать и оценить отсроченное воздействие модифицированного теста на осушитель, авторы сначала сформулировали пластовую воду герметичного газового коллектора (тип воды: NaHCO 3 , соленость: 9850 мг / л).Затем с помощью экспериментального устройства, показанного на рис. 4, был проведен эксперимент по измерению газовыделения карбида алюминия до и после модификации, а эффект замедленного действия эксперимента по модификации соединения был протестирован с точки зрения эффективности высвобождения JV 0 : Добыча газа в результате реакции между немодифицированным карбидом алюминия и пластовой водой V: Добыча газа в результате реакции между модифицированным карбидом алюминия и пластовой водой В этом эксперименте 30 мл пластовой воды и 0.5 г карбида алюминия (один модифицированный образец и один немодифицированный образец) были объединены, чтобы эффективно противопоставить эффект задержки обработки модификацией соединения на осушающий агент, установленный на другое соотношение ядра и оболочки (1:10; 1:20). . Эксперимент по выделению газа проводился на водяной бане при 40 ° C и контролировался нагревом при постоянной температуре. Конечная температура реакции составляла 65-70 ° C. Производство газа было собрано и измерено путем сбора цилиндров, наблюдения за явлениями реакции и записи процесса реакции, как показано в Таблице II.

ТАБЛИЦА II. Эксперимент по выделению газа.

9030 9018 9018 9018 Серийное соотношение начальное соотношение 903
Оболочка сердечника Реакция Эксперимент Газ Вода Выпуск
расход КПД:
число (Al 4 C 3 / PVP) время (мин) время (мин) (мл) (NaHCO6: 3 3 3 3 3 мл) J%
1 —— 13 138 203 1 ——
2 1:10 129 0.8 20%
3 1:20 19 60 66 0,4 60%

1: Карбид алюминия до модификации.

2: карбид алюминия после модификации; соотношение сердечника и оболочки составляет 1:10.

3: карбид алюминия после модификации; соотношение сердечника и оболочки составляет 1:20.

Как показано в Таблице II, время начала реакции для немодифицированного карбида алюминия и пластовой воды составляло 13 минут после инициирования в среде нагрева водяной бани, а общее время эксперимента составляло 138 минут.В той же экспериментальной среде время начала реакции для модифицированного карбида алюминия 1:10 (серийный № 2) и пластовой воды составляло 21 минуту после инициирования, а общее время эксперимента составляло 100 минут. Для модифицированного карбида алюминия 1:20 (серийный номер 3) и пластовой воды время начала составляло 19 минут после инициирования, а общее экспериментальное время составляло 60 минут. Это явление происходит в основном из-за гидрофильных групп молекул PVP, используемых в композитная модификация, так как они могут смешиваться с водой.Благодаря модификации композита растворимость ПВП может эффективно задерживать реакцию между карбидом алюминия и пластовой водой, а время начала реакции составляет около 6-8 минут.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *