Карбиды
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Карбиды

Карбиды, соединения углерода с электроположительными элементами, главным образом с металлами и некоторыми неметаллами По типу химической связи К. могут быть подразделены на три основные группы: ионные (или солеобразные), ковалентные и металлоподобные. Некоторые К. принадлежат к нестехиометрическим соединениям — твёрдым веществам переменного состава, не отвечающего стехиометрическим законам.

  Ионные К. образуются сильно электроположительными металлами; они содержат катионы металлов и анионы углерода. К ним относятся ацетилениды с анионами [С º С]2-, которые могут быть представлены как продукты замещения водорода в ацетилене C2H2 металлами, а также метаниды — продукты замещения металлами водорода в метане CH4.

Табл. 1 — Свойства некоторых ионных карбидов

Карбид

Кристалличе-
ская структура

Плот-
ность, г/см3

Температура плавления, °С

Теплота образо-
вания, ккал/моль*

Удельное объёмное электрическое сопро-
тивление, мком×см

Ромбическая

Гексагональная

Гексагональная

Тетрагональная

Тетрагональная

Тетрагональная

Тетрагональная

Тетрагональная

Кубическая

Ромбоэдрическая

1,30

1,60

1,62

2,07

2,21

3,72

5,35

5,56

2,44

2,95

—

800 (разл.)

—

—

2300

2000 (разл.)

2360

2290

2400

2100

14,2

— 4,1

—

21±5

14,1±2,0

12,l±4,0

38,0

—

28,0

49,5

—

—

—

—

—

—

45

60

1,1.106

—

*1 ккал/моль = 4,19 кдж/моль.

Табл. 2. — Свойства некоторых металлоподобных и ковалентных карбидов

Карбид

Границы области однородности, ат. %С

Кристалличе-
ская струк
тураа)

Плот-
ность, г/см3

Темпе
ратура плавле-
ния, °С

Теплота образо-
вания, ккал/мольд)

Коэффициент терми-
ческого рас-
ширения (20-1800 °С)

1/1°С×106

Теплопровод-
ность, кал/см×сек×°Се)

Удельное объемное элетрическое соп-

ротивление мком×см

Работа выхода элек-
роновж)

jэфф, эв

Микро-
твер
дость Гн/м2

Модуль упругос-
ти Гн/м2

TiC

37-50

КГЦ

4,94

3150

43,9

8,5

0,069

52,5

4,20

31

460

ZrC

38-50

КГЦ

6,60

3420

47,7

6,95

0,09

50

4,02

29

550

HfC

36-50

КГЦ

12,65

3700

55,0

6,06

0,07

45

3,95

28,5

359

VC

40-47

КГЦ

5,50

2850

24,1

7,2

0,094

76

4,07

25,5

431

nвc

41,2-50

КГЦ

7,80

3600

33,7

6,5

0,044

42

3,93

20,5

540

TaC

42,2-49

КГЦ

14,5

3880

34,0

8,29

0,053

24

3,82

16

500

Cr3C2

—

Ромбич.

6,74

1895

8,1

11,7

0,046

75

—

13,3

380

Mo2C

31,2-33,3

ГПУ

9,06

2580

11,0

7,8

0,076

71

—

15

544

W2 C

29,5-33,3

ГПУ

17,13

2795

7,9

—

0,072

75,5

4,58

14,5

428

WC

—

Гексагон.

15,70

2785

9,1

5,2

0,083

19,2

—

18

722

Fe3C

—

Ромбич.

7,69

1650

—5,4

—

—

—

—

10,8

—

SiC

—

Гексагон.

3,22

2827б)

15,8

4,7в)

0,24

>0,13×106

—

33,4

386

B4C

17,6-29,5г)

Ромбоэдр.

2,52

2250б)

13,8

4,5в)

0,29

9×105

—

49,5

480

а) КГЦ — кубическая гранецентрированная, Ромбич. — ромбическая. Ромбоэдр. — ромбоэдрическая, ГПУ — гексагональная плотноупакованная, Гекс. — гексагональная. б) Разлагается. в) 20—1000 °С, г) % по массе, д) 1 кал/моль = 4,19 кдж/моль. е) 1 кал/см×сек×°С = 419 вт/(м×К). ж) При 1800 K.

Табл. 3. — Механические свойства карбидов

Карбид

Твёрдость Н, Гн/м2, при температуре, °С

Предел прочности при растяжении, Мн/м2, при температуре °С

Предел прочности при сжатии, Мн/м2, при температуре °С

Модуль упругости, Гн/м2, при температуре °С

20

1230

1730

20

1230

1730

20

1230

1730

20

730

1230

TiC

31,0

1,6

0,3

560

200

90

1350

470

260

460

420

400

ZC

29,0

2,0

1,3

300

100

—

1700

300

—

550

520

500

NbC

20,5

0,75

0,28

—

—

—

1400

400

200

540

500