Karbid chromitý (II).

Karbid chrómu (II).


Všeobecné
Systematický název	karbid chrómu (II).
Chem. vzorec	Cr3C2 _ _ _
Fyzikální vlastnosti
Stát	pevný
Molární hmotnost	180,009 g/ mol
Hustota	6,68 g/cm³
Tepelné vlastnosti
Teplota
• tání	1895 °C
• varu	3800 °C
Mol. tepelná kapacita	98 J/(mol K)
Tepelná vodivost	19,1 W/(m K)
Klasifikace
Reg. Číslo CAS	12012-35-0
PubChem	3650773
Reg. číslo EINECS	234-576-1
ÚSMĚVY	[Cr]#C[Cr]C#[Cr]
InChI	InChI=lS/2C.3Cr/q2*-1;;;+2GVEHJMMRQRRJPM-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	21171152
Bezpečnost
NFPA 704	2 jeden jeden
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.

Karbid chrómu(II) je chemická sloučenina kovového chrómu a uhlíku se vzorcem Cr 3 C 2 . Je to uspořádaná fáze s velmi úzkou oblastí homogenity. Obsah uhlíku v karbidu chrómu je 13,34 % hmotnostních.

Získání

Karbid chrómu lze získat jedním z následujících způsobů [1] .

Přímé nasycení chrómu uhlíkem:

{\displaystyle {\mathsf {3Cr+2C\ {\xrightarrow {\ }}Cr_{3}C_{2))))

Práškový uhlík může být nahrazen plyny obsahujícími uhlík (například metan ), v tomto případě je reakce následující:

{\mathsf {Cr+H_{2}+CH_{4}\ {\xarrowarrow {600-800^{o}C))\ Cr_{3}C_{2}+H_{2}+(CH )}}

kde symbol (CH) označuje produkty rozkladu uhlovodíků

Redukce oxidu chrómu uhlíkem s následnou tvorbou karbidu:

Proces je založen na reakci:

{\mathsf {3Cr_{2}O_{3}+13C\ {\xrightarrow {\ }}2Cr_{3}C_{2}+9CO}}

Tvorba karbidu Cr 3 C 2 začíná při teplotě 1150–1200 °C tvorbou nižších karbidů chrómu (Cr 23 C 6 , Cr 7 C 3 ). Nárůst teploty na 1500–1600°C vede ke vzniku jednofázového karbidu Cr 3 C 2 s nevýznamným obsahem volného uhlíku. Typicky se proces získávání karbidu provádí v prostředí vodíku .

Fyzikální vlastnosti

Karbid chrómu je šedý prášek. Má kosočtvercovou mřížku , ve které je každý z 8 atomů uhlíku umístěn ve středu trojbokého hranolu, v jehož rozích jsou atomy chrómu. Prostorová grupa Pnma , periody mřížky a = 0,5532 nm, b = 0,2829 nm, c = 1,1471 nm. Tavení karbidu chrómu probíhá nekongruentně podle peritektické reakce [2] .

Elektrický odpor 75 μOhm∙cm
Součinitel lineární tepelné roztažnosti 11,7∙10 -6 1/K (20–1100 °C)
Mikrotvrdost karbidu chrómu je 10,4–20,2 GPa, což souvisí s anizotropií krystalové mřížky
Modul pružnosti 372 GPa [3]

Chemické vlastnosti

Karbid chromu je odolný vůči všem minerálním kyselinám . Působením roztaveného dusičnanu a peroxidu sodného oxiduje. Vařící koncentrovaná kyselina chloristá rozkládá karbid chrómu a uvolňuje acetylen .

Mezi karbidy přechodných kovů skupin IV, V, VI je karbid chrómu nejodolnější vůči oxidaci za vysokých teplot. Oxidace karbidu chrómu ve formě prášku tedy začíná při teplotě asi 700 °C a ve formě kompaktních vzorků se oxiduje při teplotě nad 1000–1100 °C [1] .

Aplikace

Karbid chromu může být součástí různých cermetů a povlaků pracujících za podmínek opotřebení, zvýšených teplot a v agresivním prostředí [4] . Je hlavní složkou bezwolframových tvrdých slitin značky KHN (karbid chromu - nikl). Blízkost koeficientu tepelné roztažnosti Cr 3 C 2 k CTE oceli umožňuje aplikovat povlaky z karbidu chrómu, ve kterých nejsou žádná významná zbytková napětí .

Poznámky

↑ 1 2 Kosolapová T. Ya. Karbidy . - Hutnictví, 1968. - S. 300 .
↑ Samsonov G. V. Fyzikální materiálová nauka o karbidech. - Naukova Dumka, 1974. - S. 454.
↑ Samsonov G.V., Vinitsky I.M. Žáruvzdorné sloučeniny (referenční kniha). - Hutnictví, 1976. - S. 560.
↑ V. Singh, R. Diaz, K. Balani, A. Agarwal, S. Seal. Nanokompozity karbid chromu a CNT se zlepšenými mechanickými vlastnostmi (nedostupný odkaz) // Acta Materialia, 2009. Vol.57. R.335-344.