Carbură de tantal hafniu

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 13 februarie 2022; verificarea necesită 1 editare .

Carbură de tantal hafniu
General
Nume sistematic	Carbură de tantal hafniu
Chim. formulă	Ta 4 Hf C 5
Proprietăți fizice
Masă molară	962,34 g/ mol
Proprietati termice
Temperatura
• topirea	3905 ± 82 °С
Clasificare
Reg. numar CAS	71243-79-3
Reg. numărul EINECS	275-291-2
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.

Carbura de tantal - hafniul ( Ta x Hf y-x C y ) este un compus chimic refractar, care este o soluție solidă pe bază de carburi de tantal și hafniu , care au cele mai mari puncte de topire dintre compușii binari (3768 ± 77 și 3959 ± 84 grade Celsius, respectiv [1] ) . Cea mai mare temperatură de topire are o compoziție corespunzătoare stoichiometriei Ta 4 Hf C 5 - 3905 ± 82 °C [2] . Pentru comparație, punctul de topire al wolframului , cunoscut pentru refractaritatea sa , este de 3387-3422 °C [3] [4] .

Măsurarea temperaturii de topire a carburii de tantal-hafniu este asociată cu mari dificultăți experimentale și există puține lucrări dedicate studiilor experimentale ale acestui compus. Într-una dintre aceste lucrări, soluțiile solide de TaC-HfC au fost studiate în intervalul de temperatură 2225–2275 °C și s-a arătat că stoichiometria Ta 4 Hf C 5 corespunde vitezei minime de evaporare și, astfel, stabilității termice maxime. Rata de evaporare s-a dovedit a fi comparabilă cu cea a wolframului și depindea slab de densitatea inițială a probelor obținute prin sinterizarea amestecurilor de pulberi de carburi individuale. De asemenea, s-a constatat că această stoichiometrie are cea mai scăzută viteză de oxidare din seria soluțiilor solide TaC-HfC. [unu]

Structura cristalină a carburilor de tantal și hafniu este de tip cubic NaCl. Ele au de obicei locuri libere în subrețeaua de carbon și au formulele nominale TaC x și HfC x , unde x variază între 0,7-1,0 pentru Ta și 0,56-1,0 pentru Hf. O structură similară se observă, de asemenea, pentru unele dintre soluțiile solide bazate pe aceste carburi. [2] Valoarea densității obținută din datele de difracție de raze X a fost de 13,6 g/cm 3 pentru Ta 0,5 Hf 0,5 C. [3] [4] Ta 0,9 Hf 0,1 C 0,5 găsită structură hexagonală de tip NiAs (sp. gr. P63/mmc, N.194, simbol Pearson hP4) cu o densitate de 14,76 g/ cm3 . [3]

În 2015, s-a prezis prin modelare atomistică că materialul sistemului Hf-CN ar putea avea un punct de topire care depășește Ta 4 Hf C 5 cu aproximativ 200 de grade, atingând o limită de aproximativ 4161 °C (4435 K ). [5] în mai 2020, cercetătorii de la Universitatea de Cercetare Tehnologică (NUST) MISiS au creat o substanță și mai refractară - carbonitrură de hafniu ( ). [6] [5] [6] $HfC_{0,5}N_{0,35}$

Obținerea

Sinterizarea la temperatură înaltă a pulberilor de carbură. [unu]
Tehnologie hibridă: sinteza sol-gel a oxicarburilor urmată de reducerea carbotermă a gelului rezultat. [7]

Aplicație

Industria rachetelor și spațială („materiale de încălzire directă”, suprafețe de protecție termică și de îndepărtare a căldurii). Experimente de laborator.

Surse

↑ 1 2 Deadmore DL Vaporization of Tantalum Carbide-Hafnium Carbide Solid Solutions // Journal of the American Ceramic Society. - 1965. - T. 48 , nr. 7 . — S. 357–359 . - doi : 10.1111/j.1151-2916.1965.tb14760.x . Arhivat din original pe 4 octombrie 2013.
↑ Lavrentyev A., Gabrelian B., Vorzhev V., Nikiforov I., Khyzhun O., Rehr J. Structura electronică a carburilor cubice Hf x Ta 1-x C y din studiile de spectroscopie cu raze X și calculele auto-consistente în cluster / / Jurnalul de aliaje și compuși. - 2008. - T. 462 . — P. 4–10 . - doi : 10.1016/j.jallcom.2007.08.018 .
↑ 1 2 Rudy E., Nowotny H. Untersuchungen im System Hafnium-Tantal-Kohlenstoff // Monatshefte für Chemie. - 1963. - T. 94 , nr. 3 . — S. 507–517 . - doi : 10.1007/BF00903490 .
↑ Rudy E., Nowotny H., Benesovsky F., Kieffer R., Neckel A. Über Hafniumkarbid enthaltende Karbidsysteme // Monatshefte für Chemie. - 1960. - T. 91 . — S. 176–187 . - doi : 10.1007/BF00903181 .
↑ Hong Qi-Jun, van de Walle Axel. Predicția materialului cu cel mai înalt punct de topire cunoscut din calcule ab initio de dinamică moleculară // Physical Review B. - 2015. - Vol. 92 , nr. 2 . — ISSN 1098-0121 . - doi : 10.1103/PhysRevB.92.020104 .
↑ Sergey Kulikov Hypertemperature for hypersound // Expert , nr. 23, 2020. - p.25
↑ Simonenko EP, Ignatov NA, Simonenko NP, Ezhov Yu. S., Sevastyanov VG, Kuznetsov NT Sinteza carburii de tantal-zirconiu super-refractare foarte dispersate Ta 4 ZrC 5 și carbură de tantal-hafniu Ta 4 HfC 5 prin tehnologia sol-gel // Russian Journal of Anorganic Chemistry. - 2011. - T. 56 , nr. 11 . - S. 1681-1687 . — ISSN 1531-8613 . - doi : 10.1134/S0036023611110258 .

Link -uri

catalog goodfellow . - Anglia, februarie 2009. - S. 102. - 175 p.
Gaballa Osama. Dezvoltarea procesării 4TaC-HfC și a carburilor și borurilor aferente pentru medii extreme. Teze de licență și dizertații . — 2012.

Vezi și

Superaliaje

Compuși cu hafniu

Bromură de hafniu (II) ( HfBr2 ) Bromură de hafniu (III) ( HfBr3 ) Bromură de hafniu (IV) ( HfBr4 ) Diborura de hafniu ( HfB2 ) Dihidroxid de hafniu (HfO(OH) 2 ) Hidroxid de hafniu(IV) (Hf(OH) 4 ) Hafniu hidrogen fosfat (Hf( HPO4 ) 2 ) Iodură de hafniu (III) ( HfI3 ) Iodură de hafniu (IV) (HfI 4 ) Carbură de hafniu (HfC) Carbură de tantal hafniu (Ta 4 HfC 5 ) Nitrură de hafniu (III) (HfN) Carbonitrură de hafniu (HfC 0,5 N 0,35 ) Oxid de hafniu (IV) ( HfO2 ) Dibromură de oxid de hafniu ( HfOBr2 ) Diclorura de oxid de hafniu ( HfOCl2 ) Silicat de hafniu (IV) ( HfSiO4 ) Sulfat de hafniu(IV) (Hf( SO4 ) 2 ) sulfură de hafniu (IV) ( HfS2 ) Acid trisulfatohafnic (H 2 [Hf (SO 4 ) 3 ]) Fosfat de hafniu (IV) (Hf 3 (PO 4 ) 4 ) Fluorura de hafniu (IV) ( HfF4 ) Clorura de hafniu (I) (HfCl) Clorura de hafniu (III) ( HfCl3 ) Clorura de hafniu (IV) ( HfCl4 )