Karbid tantalu

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 25. května 2020; kontroly vyžadují 3 úpravy .
Karbid tantalu
Všeobecné
Systematický
název		 monokarbid tantalu
Tradiční jména karbid tantalu
Chem. vzorec TaC
Fyzikální vlastnosti
Stát pevný
Molární hmotnost 192,96 g/ mol
Hustota 14,4 g/cm³
Tepelné vlastnosti
Teplota
 •  tání 3880 °C
 •  varu 5500 °C
Mol. tepelná kapacita 32,5 J/(mol K)
Tepelná vodivost 22,2 W/(m K)
Klasifikace
Reg. Číslo CAS 12070-06-3
Reg. číslo EINECS 235-118-3
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.

Karbid tantalu je chemická sloučenina kovu tantalu a uhlíku se vzorcem TaC. Má široký rozsah homogenity, který je 41,5–49,5 at.% uhlíku, což odpovídá sloučeninám TaC 0,73 , respektive TaC 0,96 [1] .

Získání

Karbid tantalu lze získat jedním z následujících způsobů [2] .

Získávání Ta 2 O 5 a následná tvorba karbidu tantalu se provádí při teplotách 1400–1600 °C ve vodíku nebo ve vakuu. Zdrojem uhlíku jsou saze . V tomto případě je technologie získávání karbidu tantalu podobná metodě uvedené výše, pouze u této metody je oxid nahrazen kovovým tantalem. Variantou této metody je výroba karbidu tantalu v grafitovém kelímku obsahujícím tantal, uhlík a taveninu hliníku nebo jiné kovy ze skupiny železa místo hliníku při teplotách do 2000 °C. Na výsledný produkt se působí kyselinou, aby se rozpustily vytvořené karbidy hliníku nebo železa jako vedlejšího produktu. Metoda je založena na procesu redukce chloridu tantaličného na povrchu wolframového nebo uhlíkového vlákna na tantal, který interaguje s uhlovodíkovým prostředím při teplotách od 2000 °C do 2930 °C. K redukci a karbidizaci tantalu dochází díky přidávání uhlíku do strusky s velkým přebytkem a za přítomnosti železa. Výsledný karbid se izoluje chemicky.

Fyzikální vlastnosti

Karbid tantalu je světle až tmavě hnědý materiál. Má kubickou mřížku typu NaCl , prostorovou grupu Fm3m , s periodou mřížky a = 0,4456 nm.

Chemické vlastnosti

Karbid tantalu je chemicky stabilní sloučenina při pokojové teplotě s ohledem na kyselinu sírovou , chlorovodíkovou , ortofosforečnou , dusičnou , šťavelovou a většinu jejich směsí. Nerozpustný ve 20% roztoku hydroxidu sodného . K rozpouštění většiny sloučeniny dochází ve vroucích kyselinách sírové, ortofosforečné a ve směsích hydroxidu sodného a bromové vody , hydroxidu sodného a peroxidu vodíku , kyselině sírové a ortofosforečné při teplotách od 105 °C za vzniku sraženiny solí.

Karbid tantalu je zcela rozpustný ve směsi fluorovodíku a kyseliny dusičné.

Počínaje 800 °C interaguje s kyslíkem za vzniku Ta 2 O 5 [3] .

Aplikace

Karbid tantalu je součástí tvrdých slitin TTK , jejichž obsah může být od 3 % do 17 %. Přídavek karbidu tantalu udržuje řeznou hranu ostrou a snižuje tendenci přivařovat třísky k fréze. Pomáhá také snižovat zrnitost karbidů [4] .

Vysoký bod tání a odolnost vůči roztaveným kovům umožňuje použít karbid tantalu jako výstelku kelímků pro tavení žáruvzdorných kovů, výparníků na hliník a zinek a topných těles pro vysokoteplotní elektrické pece [2] .

Povlaky z karbidu tantalu se používají k ochraně ocelových forem při tlakovém lití hliníku a jeho slitin [5] .

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Samsonov GV Fyzikální materiálová nauka o karbidech. - Naukova Dumka, 1974. - S. 79-397. — 454 s.
  2. ↑ 1 2 Kosolapová T. Ya. Karbidy . - Hutnictví, 1968. - S.  300 .
  3. ↑ 1 2 Samsonov G. V., Vinitsky I. M. Refrakterní sloučeniny (příručka). - Hutnictví, 1976. - S. 560.
  4. ↑ Kieffer R., Benezovský F. Tvrdé slitiny . - Hutnictví, 1971. - S.  48 -50. — 392 s.
  5. ↑ E. Mart´ınez, U. Wiklund, J. Esteve, F. Montalà, LL Carreras. Tribologické vlastnosti povlaků molybdenu a karbidu tantalu s podporou TiN při otěru a kluzném kontaktu // Opotřebení - 2002. - Vol. 253, č.p. 11-12. - S. 1182-1187.