ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Карбиды из "Химия ниобия и тантала" Если ниобий или тантал нагреть до высокой температуры с графитом или с углеродом в другой аллотропной форме, то образуются очень твердые, тугоплавкие, химически инертные карбиды [1, 2]. В последнее время карбиды этих металлов, так же как и карбиды других переходных металлов, привлекают особое внимание технологов, что объясняется возможностью применения их в области высокотемпературной техники и способностью влиять (в качестве примесей) на механические свойства металлов. Карбиды тантала и ниобия были получены непосредственно из элементов, а также из различных соединений ниобия и тантала [3]. Наиболее часто используют реакции восстановления пятиокисей или субокисей только углем [4, 5] или углем в присутствии водорода [6, 7], а также восстановление пентахлоридов графитом (на раскаленной графитовой нити) [14] или водородом в присутствии углеводорода (на раскаленной нити или на нагретой поверхности) последняя реакция применяется для получения тугоплавких покрытий из паровой фазы [8]. [c.135] Монокарбиды можно также получать, проводя реакцию между углеродом и металлами в расплавленном алюминии металлический алюминий и карбид алюминия затем растворяют в разбавленной кислоте. При этом монокарбид тантала получается в виде кристаллов с ярко-золотистым металлическим блеском кристаллы карбида ниобия имеют лиловато-серый блеск [9]. [c.135] Когда лист металлического ниобия или тантала с углеродным покрытием, нанесенным разбрызгиванием коллоидного графита или путем пиролиза углеводорода, нагревают до высокой температуры, на поверхности металла образуются карбидные фазы, а небольшое количество углерода в виде отдельных атомов проникает в решетку металла, образуя твердый раствор при этом объемноцентрированная кубическая решетка металла расширяется. Величина растворимости в твердой фазе невелика ее измеряют, отделяя внешние слои карбида от металла и анализируя продукт. В противоположность экзотермическому образованию карбидных фаз образование твердого раствора (а-фазы) — эндотермический процесс. Предельная растворимость углерода в ниобии составляет 2 ат. % при 2000° С растворимость резко уменьшается с понижением температуры [10. Брауер и др. сообшили об образовании раствора аналогичного состава (Nb o,o2) при 1600—1700° С [5]. Предельная растворимость водорода в тантале, по-видимому, несколько выше значения растворимости, опубликованные разными авторами, сильно различаются недавно было найдено, что предельная растворимость углерода в тантале равна 6 ат. % при 2700° С и понижается до 1 ат. % при 1500° С [11 ]. [c.136] Первая устойчивая фаза карбида имеет состав Mg (МС05) атомы металла в ней упакованы гексагонально. Обнаружено, что эта фаза имеет очень узкую область гомогенности [10, 12, 13]. [c.136] Параметры гексагональной решетки Nb, а = 3,116, с =-= 4,954 A [5] и а = 3,128 0,001, с = 4,972 0,001 A [131 для ТагС а = 3,091 0,001, с = 4,93 0,007 A [14]. [c.136] Кристаллическая структура обоих монокарбидов одинакова это означает, что между монокарбидами и пятиокисями можно провести аналогию расстояние Та—С несколько короче расстояния N5—С. [c.137] Монокарбиды тантала и ниобия плавятся при очень высоких температурах для N50 были получены значения 3650° К [6, 27] и 3770+1250° К [28], а для ТаС значения 4150 150° К [28, 29]. Оба монокарбида образуют непрерывный ряд смешанных кристаллов. Они также образуют смешанные кристаллы с другими тугоплавкими карбидами монокарбид тантала и монокарбид циркония (г пл = 3805° К) образуют бинарную систему, в которой максимальная температура плавления (4215° К) отвечает составу 4ТаС + + 2гС [28]. [c.137] Все эти карбиды чрезвычайно тверды (8—10 по шкале твердости Мооса). Они электропроводны удельное сопротивление при комнатной температуре составляет 30—200 мком-см, характер проводимости — электронный [3 ]. [c.138] Вернуться к основной статье