Карбид вода: Карбид кальция. Технические условия – РТС-тендер

alexxlab | 11.09.1984 | 0 | Разное

Содержание

Платина и карбид молибдена помогли получить водород при 40 градусах Цельсия

Zhang et al. / Nature, 2021

Китайские химики разработали новый материал для катализа реакции получения водорода из воды и угарного газа. Катализатор состоит из карбида молибдена, на поверхности которого расположены одиночные атомы платины, и с его помощью можно получать водород при температуре всего сорок градусов Цельсия. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Реакция водяного пара c монооксидом углерода (CO + H2O = CO2

+ H2) — промышленно важный процесс получения чистого водорода. Чтобы увеличить выход водорода, используют различные катализаторы, и ученые постоянно в поиске оптимального варианта. Хорошую эффективность демонстрируют катализаторы из наночастиц благородных металлов, нанесенных на оксидную или карбидную матрицу, но у ученых до недавнего времени не было единого мнения о том, как они работают. Одни эксперименты показывали, что главную роль в катализе играют одиночные атомы благородных металлов на поверхности катализатора, другие — что эффективнее работают включения из нескольких расположенных рядом атомов, третьи — что ключевым фактором является концентрация включений, а количество атомов в них не играет особой роли. 

Разобраться в этом вопросе и получить катализатор с недостижимой ранее эффективностью сумели китайские химики под руководством Дина Ма (Ding Ma) из Пекинского университета, У Чжоу (Wu Zhou) из Университета Китайской академии наук и Чуаня Ши (Chuan Shi) из Далянского технологического университета. Их новый катализатор состоит из частиц карбида молибдена с добавками платины, в нем одновременно содержатся и изолированные атомы платины Pt

1 и кластеры из нескольких атомов платины Ptn.

Чтобы получить катализатор, сначала ученые синтезировали карбид молибдена МоС, нагрев оксид молибдена в атмосфере метана и водорода. После этого на поверхность нанесли платину: порошок MoC обрабатывали потоком смеси азота и водорода, затем смешивали с водным раствором H2PtCl6 и медленно нагревали до 490 градусов Цельсия в атмосфере водорода. Варьируя концентрацию H2PtCl6, авторы получали композиты Pt-MoC с разным количеством платины на поверхности: всего было получено три серии образцов с содержанием платины от 0,2, 2 и 8 процентов.

Результаты сканирующей просвечивающей электронной микроскопии и XAFS-спектроскопии показали, что на поверхности катализатора с 0,2 процентами платины находились только изолированные атомы платины Pt

1 — в среднем 9 штук на 100 квадратных нанометров поверхности. В образцах с 2 и 8 процентов платины количество изолированных атомов платины было больше — 42 и 80 на 100 квадратных нанометров поверхности соответственно. Кроме того, образцы с 2 процентами платины содержали кластеры субнанометрового размера из нескольких атомов платины Ptn, а образцы с 8 процентами платины — еще и более крупные кластеры нанометрового размера.

Чтобы протестировать каталитическую активность, новые материалы сравнивали с уже известными катализаторами: композитом меди, оксида цинка и оксида алюминия Cu/ZnO/Al2O3, карбидом молибдена c добавками золота Au-MoC, а также чистым карбидом молибдена МоС без добавок. Чемпионом оказался Pt-MoC с 2 процентами платины: в этой системе образование водорода началось уже при сорока градусах Цельсия, а полной конверсии удалось добиться при ста градусах Цельсия. Активность катализатора оставалась одинаково высокой в диапазоне температур от 100 до 400 градусов Цельсия. Остальные катализаторы в таких же условиях показывали результаты хуже. Использование Au-MoC и Pt-MoC с 0,2 процентами платины тоже позволило добиться полной конверсии, но в гораздо более узком диапазоне температур — при температуре выше 200 градусов Цельсия активность этих катализаторов начинала снижаться. А МоС без добавок и Cu/ZnO/Al

2O3 не смогли приблизиться к полной конверсии ни при какой температуре.

Конверсия монооксида углерода при использовании разных катализаторов

Zhang et al. / Nature, 2021

Интересно, что удельная каталитическая активность (количество молей образующегося водорода на каждый моль платины в секунду) была выше всего в случае Pt-MoC с 0,2 процентами платины. Это значит, что как минимум часть атомов платины в субнанометровых и нанометровых кластерах в составе Pt-MoC с 2 и 8 процентами платины не участвуют в каталитическом процессе.

Данные рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии

Zhang et al. / Nature, 2021

Чтобы больше узнать о механизме реакции, авторы использовали in situ рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию. Они поместили катализатор в камеру спектрометра и последовательно запускали в камеру различные газы, наблюдая, как изменяется поверхность материала. При пропускании водяного пара на спектре появился пик около 532,3 электронвольт, который указывает на образование OH-группы на поверхности карбида молибдена. После добавления в систему СО и увеличения температуры появляется новый пик около 533,8 электронвольт, соответствующий адсорбированному монооксиду углерода, и начинается выделение водорода и углекислого газа. Пик 532,3 электровольт при этом становится меньше (ОH-группы вступают в реакцию с СО), однако полностью не исчезает даже при температуре выше 150 градусов Цельсия. Авторы предположили, что в реакцию с СО вступают только те ОН-группы, которые находятся достаточно близко к частицам платины, а те, которые расположены далеко, остаются на поверхности катализатора. Эти данные хорошо согласуются с измерением стабильности катализаторов — самым стабильным оказался Pt-MoC с 2 процентами платины. В катализаторе с 0,2 процентами платины включения на поверхности были слишком редкими, поэтому не все гидроксильные группы могли вступить в реакцию с угарным газом. Часть гидроксильных групп оставалась на поверхности MoC и при нагревании катализатор постепенно деактивировался.

Иллюстрация механизма реакции

Zhang et al. / Nature, 2021

Кроме того для уточнения механизма реакции авторы использовали метод меченых атомов. Чтобы проследить, как происходит перегруппировка атомов в процессе реакции, воду заменили на воду с тяжелым изотопом кислорода Н218О, а угарный газ — на угарный газ с тяжелым изотопом углерода 13С16О. Если реакция конверсии идет по классическому механизму, в образующейся молекуле углекислого газа один атом кислорода должен быть из молекулы воды, а второй — из молекулы угарного газа, то есть можно ожидать образование «смешанного» углекислого газа 13С16О18О. Однако, ученые обнаружили в смеси продуктов также углекислый газ с двумя «тяжелыми» атомами кислорода:

13С18О2 и даже угарный газ с таким атомом кислорода 13С18О. Общее количество примесных оксидов углерода доходило до 35 мольных процентов. Это значит, что молекула угарного газа 13С16О может диссоциировать на платиновых включениях, а образующиеся радикалы углерода 13С затем реагируют с гидроксильными группами 18OН, образуя угарный газ либо углекислый газ. Такое свойство платиновых включений можно будет использовать и в катализе других реакций с участием угарного газа.

В поисках идеального катализатора химики пробуют сочетать материалы уже известных катализаторов —  иногда даже по несколько сразу. На прошлой неделе мы писали о новом исследовании американских ученых, которые сумели получить наночастицы, содержащие одновременно десять металлов. Оказалось, что такие катализаторы не только имеют хорошую эффективность за счет синергии нескольких каталитических механизмов, но и лучше сохраняют свои свойства при нагревании.

Наталия Самойлова

КАРБИДЫ | Энциклопедия Кругосвет

КАРБИДЫ (от латинского carbo – уголь) – соединения углерода с металлами, а также с бором и кремнием. Эти соединения обладают удивительным разнообразием физических и химических свойств. Так, карбид золота Au2C2 взрывается уже при попытке пересыпать его с листочка фильтровальной бумаги, на котором он был высушен. С другой стороны, карбиды некоторых элементов (например, бора и тантала) не разлагаются даже при температуре белого каления и настолько химически инертны, что на них не действует царская водка, а по твердости они приближаются к алмазу!

Впервые необычное соединение металла с углеродом (К

2) получил в 1809 знаменитый английский химик Гемфри Дэви. В 1863 французский химик Марселен Бертло изучил свойства другого карбида – очень неустойчивого и легко взрывающегося карбида одновалентной меди Cu2C2. В 1878 немецкий металлург Ф.Мюллер, растворив образцы стали в разбавленной серной кислоте, выделил карбид железа Fe3C. Но только в конце 19 в. французский химик Анри Муассан, прославившийся получением фтора, синтезировал многие из этих необычных соединений и изучил их свойства. Он получал карбиды, нагревая до очень высокой температуры смеси древесного угля с разными металлами, их оксидами или карбонатами. Для этого он использовал жар вольтовой дуги в электрической печи собственной конструкции.

Карбиды, как оказалось, можно получить не только в лаборатории. Еще до работ Муассана австрийский ученый Э.Вайнсхенк в 1889 открыл в метеоритах минерал когенит, представляющий собой смешанный карбид железа, кобальта и никеля состава (FeNiCo)

3C. А сам Муассан в 1904 обнаружил в метеорите, привезенном из каньона Диабло в штате Аризона, темно-зеленый минерал, представляющий собой карбид кремния SiC. Этот минерал в честь ученого назвали муассанитом.

Раньше карбиды классифицировали по их устойчивости к действию воды и кислот, а также по тому, какие газы выделяются при их разложении. Современная классификация учитывает тип химической связи между атомами в карбидах – именно от этого зависят в основном физические и химические свойства. В соответствии с этой классификацией, карбиды можно разделить на три группы, которые довольно сильно отличаются по своим свойствам.

К первой группе относятся так называемые солеобразные карбиды с ионной связью. Эти карбиды образуют щелочные и щелочноземельные металлы, алюминий, редкоземельные элементы, а также актиноиды. Их состав иногда соответствует типичным валентностям металлов (Al4C3), а иногда – нет (Ве2С). Многие ионные карбиды можно получить непосредственно из элементов (Са + 2С ® СаС2) или восстановлением оксидов углеродом (СаО + 3С ® СаС2 + СО). Ионный характер связи приводит к высокой температуре плавления; например, карбид кальция СаС2 плавится при 2300°С, карбид тория ThC2 – при 2655°С. Водой или разбавленными кислотами ионные карбиды легко разлагаются – гидролизуются. При этом образуются различные углеводороды и гидроксид металла. Самый известный пример – получение ацетилена гидролизом карбида кальция: СаС2 + 2Н2О ® Ca(OH)2 + С2Н2. Ацетилен выделяется также при гидролизе Na2C2, К2С2 и др. Поэтому такие карбиды можно рассматривать как производные ацетилена, в которых атомы водорода замещены атомами металла. При этом катионы металла и анионы С2–2 размещаются в соответствующих узлах кристаллической решетки. Солеобразный характер этих карбидов подтверждается возможностью их электролиза в расплавленном состоянии. Интересно отметить, что чистый карбид кальция – бесцветные кристаллы, хотя увидеть их непросто, так как обычный технический продукт имеет цвет от бурого до черного.

Взаимодействие карбидов щелочных металлов с водой протекает исключительно бурно. Так, если карбид калия просто облить водой, произойдет бурная реакция, которая сопровождается взрывом такой силы, что выделяющийся ацетилен сразу же разлагается с выделением угля. Чтобы провести реакцию К2С2 + 2Н2О ® 2КОН + С2Н2, надо медленно пропускать над карбидом водяной пар.

В ряде случаев карбиды ионного типа образуются непосредственно при пропускании ацетилена через растворы солей металлов. Так карбиды серебра, меди(I), золота и ртути, которые чаще называют ацетиленидами. Ацетилениды щелочных металлов можно получить действием ацетилена на свободные металлы. В сухом виде ацетилениды тяжелых металлов легко разлагаются со взрывом. Гидролиз ионных карбидов других металлов показывает, что они «происходят» из других углеводородов. Например, при гидролизе карбида алюминия выделяется метан: Al4C3 + 12H2O ® 4Al(OH)3 + 3CH4 (так же гидролизуется карбид бериллия Ве2С), а при гидролизе карбида магния получается метилацетилен: Mg2C3 + 4H2O ® 2Mg(OH)2+ НС≡С–СН3. Интересно, что карбид магния другого состава, MgC2, дает при гидролизе только ацетилен. Иногда при гидролизе ионных карбидов углеводороды выделяются совместно с водородом, который частично гидрирует непредельные углеводороды. С выделением почти равных количеств водорода и метана разлагается карбид марганца: Mn3C + 6H2O ® 3Mn(OH)2 + CH4 + H2. Карбиды редкоземельных металлов и тория при разложении разбавленными кислотами выделяют не чистый ацетилен, а его смесь с метаном, этиленом и другими углеводородами. Например, при гидролизе карбида церия СеС2 получается смесь ацетилена с метаном в соотношении 4:1, а также немного этилена и жидких и твердых углеводородов (состав продуктов зависит от условий проведения реакции). Еще больше жидких и твердых углеводородов дает при гидролизе карбид урана.

Выделение углеводородов при гидролизе карбидов позволило Д.И.Менделееву выдвинуть так называемую карбидную теорию происхождения нефти в глубинах Земли из неорганических веществ. По представлению Менделеева, в глубинах земного шара должны быть расплавленные металлы, в основном железо, которое с углеродом дает карбид. Во время горообразования в земной коре образуются трещины, по которым в глубины проникает вода. Воздействуя на карбид железа и карбиды других металлов, вода (в виде пара) образует углеводороды, например: 2FeC + 3H2O ® Fe2O3 + C2H4. Газообразные углеводороды по тем же трещинам поднимаются ближе к поверхности, где скапливаются в пористых пластах. Однако когда в 60-е гг. 20 в. был подробно изучен состав углеводородов нефти, оказалось, что смесь «искусственных углеводородов», образующихся при гидролизе карбидов, по своему составу резко отличается от природной смеси. Кроме того, все нефти, полученные неорганическим путем, оптически неактивны, тогда как природная нефть оптически активна. На основании этих, а также ряда других фактов неорганическая теория происхождения нефти была подвергнута критике, и в настоящее время многие ученые полагают, что нефть имеет биологическое происхождение.

Ко второй группе относятся карбиды, которые образуют переходные металлы IV–VII групп, а также кобальт, железо и никель. Это металлоподобные соединения с другой структурой. В них атомы углерода, имеющие небольшие размеры, не связаны друг с другом и располагаются в пустотах между атомами металлов. Различная упаковка атомов металла в кристаллической решетке приводит к разному составу карбидов даже для одного и того же металла; например, хром образует карбиды состава Cr3C2, Cr4C, Cr7C3 и др. Эти карбиды (их называют карбидами внедрения) часто отличаются большой твердостью и очень высокими температурами плавления. Например, карбиды тантала и гафния TaC и HfC – наиболее тугоплавкие из известных веществ (плавятся при 3985 и 3890°С соответственно).

Металлоподобные карбиды обладают высокой электропроводностью и очень высокой химической стойкостью к агрессивным средам (многие из них не растворяются даже в царской водке). Они используются для упрочнения чугуна и стали (карбиды железа, хрома, вольфрама, молибдена), а также для производства очень твердых сплавов, которые применяют для обработки металлов резанием (карбиды WC, TiC, TaC, VC, Cr3C2). Например, твердые наконечники резцов, сверл делают из победита – спеченного порошка карбида вольфрама WC с добавкой металлического кобальта. Очень важную роль играет карбид железа Fe3C (цементит) – твердые кристаллы, входящие в структуру чугуна и стали.

Карбид вольфрама WC используют также для изготовления буровых коронок, деталей аппаратуры для производства синтетических алмазов, для нанесения износостойких покрытий на поверхности металлов. Карбид титана интересен ярким проявлением нестехиометрии: состав этого соединения выражается формулой TiCх, где х колеблется в пределах от 0,49 до 1 (см. СТЕХИОМЕТРИЯ). Это вещество, как и карбид вольфрама, используют как компонент жаропрочных, жаростойких и твердых сплавов, для получения износостойких покрытий, для изготовления тугоплавких тиглей, в которых можно плавить почти любые металлы (сам карбид плавится при 3257°С). Карбидом титана выкладывают внутренние стенки высокотемпературных печей.

К третьей группе относятся ковалентные карбиды. Их образуют кремний и бор – соседи углерода по периодической таблице, близкие к нему как по размеру атомов, так и по электроотрицательности. Карбид кремния SiC (техническое название – карборунд) в чистом виде – бесцветные кристаллы, но примеси часто окрашивают его в различные цвета, вплоть до черного. По своей структуре это соединение аналогично алмазу; решетку карбида кремния можно получить, если в немного расширенной решетке алмаза заменить половину атомов углерода на атомы кремния. Это вещество обладает очень высокой твердостью; помимо этого оно имеет свойства полупроводника. Из него делают шлифовальные бруски и круги, огнеупорные материалы для печей и литейных машин, нагревательные элементы для электропечей, полупроводниковые диоды.

Бор образует по два карбида с точно известной структурой – В4С и В13С2. Наибольшее значение имеет первый из них – черные блестящие кристаллы, которые по твердости уступают лишь алмазу и нитриду бора BN. Этот карбид применяют для изготовления абразивных и шлифовальных материалов и в качестве полупроводника. Карбид, обогащенный изотопом 10В, используется как поглотитель нейтронов в ядерных реакторах.

Илья Леенсон

Свойства карбидов металлов (гафния, хрома, титана, вольфрама и др.)

Представлены сведения о химических и физических свойствах карбидов металлов: таких, как гафний, хром, титан, вольфрам и других. Физические свойства карбидов сведены в отдельные таблицы, в которых указана их плотность, твердость, температура плавления и кипения, а также электрические и тепловые свойства.

Карбид гафния GfC

В таблице приведены свойства карбида металла гафния. Карбид гафния представляет собой соединение серого цвета с температурой плавления 3890°С и высокой плотностью, которая при комнатной температуре составляет 12600 кг/м3. Энергия кристаллической решетки GfC равна 117,2·105 кДж/кмоль.

Карбид гафния полностью растворяется в ортофосфорной, азотной и серной кислотах.  При температуре около 2000°С он начинает взаимодействовать с тугоплавкими металлами — такими, как молибден, вольфрам, тантал и ниобий.

Физические свойства карбида гафния GfC
Молекулярная масса190,5
Тип решеткиКубическая
Плотность, кг/м312600
Температура плавления, °С3890±150
Температура кипения, °С4160
Средний ТКЛР в интервале 20-1200°С, α·106, град-16,1
Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град)35,3

Теплопроводность карбида гафния с нулевой пористостью при температуре 300°С равна 9,2 Вт/(м·град). При нагревании коэффициент теплопроводности GfC увеличивается. Удельная теплоемкость карбида гафния относительно невысока и при росте температуры слабо увеличивается.

Удельная теплоемкость и теплопроводность карбида гафния при температуре от 300 до 1200°С
 30040060080010001200
Удельная массовая теплоемкость, Дж/(кг·град)251251255268281297
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град)9,21011,713,815,917,2

Карбиды хрома

Таблица содержит физические свойства карбидов хрома различного состава. Соединения с формулой Cr23C6 и Cr3C2 имеют серый цвет; Cr7C3 — серебристый.

Карбиды хрома Cr23C6 и Cr7C3 нерастворимы в царской водке. После длительного нагрева при 730…870°С карбид Cr7C3 превращается в Cr23C6. Карбид Cr3C2 нерастворим в воде. Изделия из него также практически нерастворимы в кислотах, их смесях и растворах щелочей. Однако, он может взаимодействовать с цинком при температуре 940°С. Температура начала окисления Cr3C2 составляет 900…1000°С.

Физические свойства карбидов хрома Cr4C, Cr23C6, Cr7C3, Cr3C2
Свойства/карбидCr4CCr23C6Cr7C3Cr3C2
Молекулярная масса2201265400180
Тип решеткиКубическаяКубическаяГексагональнаяРомбическая
Плотность, кг/м3697069206680
Температура плавления, °С152015501700±501890 (разлаг.)
Средний ТКЛР в интервале 20-800°С, α·106, град-110,11010,3
Удельная массовая теплоемкость при 20°С, Дж/(кг·град)493523546
Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град)8420998
Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град)18,716,616,2

Карбид титана TiC

Карбид титана TiC представляет собой соединение светло-серого цвета с металлическим блеском. Он химически инертен при комнатной температуре: плохо растворяется в кислотах, их смесях и некоторых щелочах в холодном и нагретом состояниях.

При высоких температурах (выше 2500°С) начинает реагировать с азотом. При взаимодействии с водородом обезуглероживается. Кроме того, окисляется углекислым газом при температурах выше 1200°С. Температура активного окисления карбида титана составляет 1100…1200°С.

Область температурной устойчивости TiC достигает 3140°С, он высокостоек в расплавленных легкоплавких металлах и металлах типа меди, алюминия, латунях, чугунах и сталях. Степень черноты карбида титана равна 0,9 (при длине волны 0,655 мкм).

Физические свойства карбида титана TiC
Молекулярная масса59,9
Тип решеткиКубическая
Плотность, кг/м34930
Температура плавления, °С3147±50
Температура кипения, °С4305
Твердость по шкале Мооса8-9
Средний ТКЛР в интервале 20-2700°С, α·106, град-19,6
Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град)33,7
Удельная массовая теплоемкость при 25°С, Дж/(кг·град)842
Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град)34…39
Удельное электрическое сопротивление при 20°С, ρ·108, Ом·м60

Карбиды вольфрама W

2C и WC

Карбиды вольфрама W2C и WC представляют собой соединения серого цвета. Область температурной устойчивости для W2C составляет до 2750°С; для WC — до 2600°С. Тонкий порошок WC быстро окисляется на воздухе при 500…520°С. Температура начала окисления грубого порошка WC составляет 595°С. При 700°С изменение массы карбида вольфрама WC в результате часового окисления составляет 8,3 мг/(см2·ч).

При комнатной температуре порошок карбида вольфрама практически не растворяется в сильных концентрированных кислотах. Однако он почти полностью растворим в кипящих H2SO4 и HNO3. При температуре 940°С WC слабо взаимодействует с расплавом цинка.

Физические свойства карбидов вольфрама W2C, WC
Свойства/карбидW2CWC
Молекулярная масса379,7195,9
Тип решеткиГексагональная
Плотность, кг/м317201560
Температура плавления, °С2730±152720
Температура кипения, °С6000
Твердость по шкале Мооса9-109
Средний ТКЛР в интервале 20-2000°С, α·106, град-15,8
Удельная массовая теплоемкость в интервале 0-100°С, Дж/(кг·град)184
Молярная теплоемкость при 25°С, кДж/(кмоль·град)36
Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град)29,3197

Карбид кальция CaC

2

В таблице приведены физические свойства карбида кальция CaC2. По своим оптическим свойствам химически чистый карбид кальция — большие, почти бесцветные кристаллы с голубоватым оттенком. Технический CaC2 в зависимости от степени чистоты имеет серый, коричнево-желтый или черный цвет.

Предел температурной устойчивости для карбида кальция равен 2300°С. При температуре 20°С он полностью растворяется в воде (с выделением ацетилена) и концентрированной соляной кислоте.

Физические свойства карбида кальция CaC2
Молекулярная масса64,1
Тип решеткиТетрагональная, кубическая
Плотность, кг/м32100
Температура плавления, °С2300 (разлаг.)
Удельная массовая теплоемкость при 25°С, Дж/(кг·град)960
Молярная теплоемкость при 25°С, кДж/(кмоль·град)61,3

Карбид циркония ZrC

Карбид циркония представляет собой соединение серого цвета с металлическим блеском. Он химически инертен при комнатной температуре: плохо растворяется в концентрированных кислотах, их смесях и некоторых щелочах, как в холодном, так и нагретом состоянии. Карбид циркония нерастворим в воде, однако взаимодействует с азотом с образованием нитридов.

Температура активного окисления ZrC составляет 1100…1200°С, область температурной устойчивости — до 3530°С. Карбид циркония стоек в расплавах меди и медных сплавов, стали, чугуна и легкоплавких металлов.

Физические свойства карбида циркония ZrC
Молекулярная масса103,2
Тип решеткиКубическая
Плотность, кг/м36730
Температура плавления, °С3530
Температура кипения, °С5100
Твердость по шкале Мооса8-9
Средний ТКЛР в интервале 20-1100°С, α·106, град-16,74
Молярная теплоемкость при 20°С, кДж/(кмоль·град)61,1
Удельная массовая теплоемкость при 25°С, Дж/(кг·град)456
Коэффициент теплопроводности при 0°С, Вт/(м·град)42
Удельное электрическое сопротивление при 20°С, ρ·108, Ом·м50

Карбиды ниобия Nb

2C и NbC

В таблице даны физические свойства карбидов ниобия Nb2C и NbC. Плотный карбид ниобия NbC имеет серовато-коричневый или бледно-лиловый металлический цвет. Порошок NbC имеет фиолетовый оттенок.

Карбиды ниобия при комнатной температуре химически инертны, обладают высокой химической стойкостью к действию кислот и их смесей даже в нагретом состоянии. Однако, они растворимы в смеси плавиковой и азотной кислоты.

При нагревании на воздухе NbC слегка обезуглероживается. До температуры 2500°С он устойчив в атмосфере азота. Температура активного окисления карбида ниобия составляет 900…1000°С. Область температурной устойчивости — до 3890°С. Он стоек в расплавах металлов (Cu, Al), имеет высокую твердость по шкале Мооса.

Физические свойства карбидов ниобия Nb2C и NbC
Свойства/карбидNb2CNbC
Молекулярная масса197,8105
Тип решеткиГексагональнаяКубическая
Плотность, кг/м378607560
Температура плавления, °С29273480
Температура кипения, °С4500
Твердость по шкале Мооса9-10
Средний ТКЛР в интервале 20-1100°С, α·106, град-16,5
Удельная массовая теплоемкость при 20°С, Дж/(кг·град)315355
Молярная теплоемкость при 25°С, кДж/(кмоль·град)30,3637,35
Коэффициент теплопроводности при 20°С, Вт/(м·град)19
Удельное электрическое сопротивление при 20°С, ρ·108, Ом·м5546

Источники:

  1. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967. — 474 с.
  2. Кржижановский Р. Е., Штерн З. Ю. Теплофизические свойства неметаллических материалов (карбиды). Справочник. Л.: Энергия, 1976. — 120 с.

ППБ при проведении сварочных и других огневых работ на объектах народного хозяйства

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.