Carbură de zirconiu

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 22 martie 2021; verificările necesită 7 modificări .
Carbură de zirconiu
General

Nume sistematic		 monocarbură de zirconiu
Nume tradiționale carbură de zirconiu
Chim. formulă ZrC
Şobolan. formulă ZrC
Proprietăți fizice
Stat solid
Masă molară 103,23 g/ mol
Densitate 6,73 g/cm³
Proprietati termice
Temperatura
 •  topirea 3530°C
 •  fierbere 5100°C
Conductivitate termică 11,6 W/(m K)
Entalpie
 •  educaţie -196,65 kJ/mol
Clasificare
Reg. numar CAS 12070-14-3
PubChem 11159298
Reg. numărul EINECS 235-125-1
ZÂMBETE   [C].[Zr], [Zr+]#[C-]
InChI   InChl=1S/C.Zr/q-1;+1MHMXYYDKIQTOHA-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider 9334398
Siguranță
NFPA 704 NFPA 704 diamant în patru culori 0 0 0
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.

Carbura de zirconiu este un compus chimic de metal de zirconiu și carbon cu formula ZrC. Reprezintă faza de implementare cu o zonă largă de omogenitate, care variază de la 38,4 la 50 at. % carbon, care corespunde formulei ZrC 0,62 și ZrC 1,0 , respectiv [1] .

Proprietăți fizice

Carbura de zirconiu este o pulbere gri. Are o rețea cubică centrată pe fețe de tip NaCl , grup spațial Fm3m , cu o perioadă a = 0,4693 nm.

Obținerea

Carbura de zirconiu poate fi obținută într-unul din următoarele moduri [3] .

Procesul se desfășoară în vid, iar componentele inițiale sunt luate sub formă de pulberi;

Procesul trece prin formarea oxizilor inferiori de zirconiu și formarea ulterioară a carburii de zirconiu în funcție de reacție:

Această metodă este utilizată pentru a obține carbură de zirconiu pur comercial la scară industrială. De obicei, procesul se desfășoară la o temperatură de aproximativ 2000 °C;

Metoda se bazează pe reacția:

Depunerea are loc pe suprafața unui filament de wolfram încălzit la o temperatură de 1700–2400°C. Efectuarea procesului la o temperatură ridicată (aproximativ 2400 °C) face posibilă obținerea unui precipitat monocristal. Metanul poate fi înlocuit cu toluen , benzen sau acetilenă .

[patru]

Proprietăți chimice

Carbura de zirconiu este un compus stabil din punct de vedere chimic la temperatura camerei în ceea ce privește acizii sulfuric , clorhidric , fosforic , percloric , oxalic și amestecurile de acizi sulfuric și fosforic, sulfuric și oxalic. Insolubil în soluții de hidroxid de sodiu 10% și 20% . Se dizolvă în fierbere acizi sulfuric, nitric , percloric. Este foarte solubil în acva regia , amestecuri de acizi sulfuric și azotic, azotic și fluorhidric [3] . Pornind de la 700 °C, carbura de zirconiu reacţionează cu oxigenul pentru a forma ZrO2 . La temperaturi ridicate, în prezența azotului, se formează carbonitruri de zirconiu.

Aplicație

Punctul de topire ridicat și secțiunea transversală mică de captare a neutronilor a carburii de zirconiu fac posibilă utilizarea acestuia ca acoperire de protecție pe matricele de grafit în barele de combustibil care conțin carburi de uraniu și toriu . O acoperire cu carbură de zirconiu depusă prin procesul CVD pe dioxidul de uraniu este utilizată ca barieră de difuzie împotriva produselor de reacție cu durata de înjumătățire a combustibilului nuclear [5] . Compozitul ZrC-UC este utilizat la generatoarele termoelectrice . De asemenea, carbura de zirconiu este folosită ca material abraziv pentru lustruirea metalelor [3] .

Note

  1. ↑ Samsonov G. V. Știința materialului fizic al carburilor. - Naukova Dumka, 1974. - S. 107-109. — 454 p.
  2. ↑ Samsonov G.V., Vinitsky I.M. Compuși refractari (carte de referință). - Metalurgie, 1976. - S. 560.
  3. ↑ 1 2 3 Kosolapova T. Ya. Carburi . - Metalurgie, 1968. - S.  300 .
  4. ↑ C 233. Producția modernă de carbură de zirconiu. Galevsky G.V. (link indisponibil) . Preluat la 3 august 2019. Arhivat din original la 15 noiembrie 2017. 
  5. ↑ Efectul utilizării acoperirilor cu carbură de zirconiu asupra designului nuclear al miezului VHTR (link nu este disponibil) . Consultat la 21 aprilie 2012. Arhivat din original pe 16 octombrie 2011. 
 Compuși de zirconiu