ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические свойства карбида кальция из "Химическая электротермия" Получаемый в печи продукт содержит ряд примесей, главнейшими из которых являются окись кальция, высокодисперсный свободный углерод, сернистый кальций, фосфористый кальций и ферросилиций. [c.83] Очистка технического карбида кальция от примесей весьма сложна и не может обеспечить получения чистого продукта. [c.83] В результате этих реакций получается белый или слегка желтоватый порошок карбида кальция, содержащий до 99,2% СаСг и лишь следы СаО и углерода. [c.84] Структура химически чистого карбида кальция, полученного из особенно чистого сырья или термическим разложением цианамида [6] или из извести и угля в дуговой печи, отличается существенными особенностями. Такой карбид (именуемый карбидом III) имеет сложную структуру низкой симметрии, отличную от тетрагональной решетки технического карбида кальция (именуемого карбидом I). та сложная структура не поддается расшифровке методом рентгеноструктурного анализа, и переходит при добавке примесей в структуру карбида 1 (добавка Са, S) или карбида II (добавка азота). Впрочем, последние превращения могут быть получены и чисто физическим путем при растирании карбида III (выше 30 — карбид I, ниже 30 — карбид II). Выше 435 существует еще четвертая, кубическая, модификация СаСг [8]. Приписывавшиеся первоначально этим модификациям различия в реакционной способности по отношению к азоту последующими исследованиями не подтвердились и должны быть отнесены на счет примесей (см. далее, раздел Б, параграф 2, стр. 109). [c.84] Цвет технического карбида кальция, полученного в электрической печи, изменяется в зависимости от состава — от светлобурых до черных тонов образцы с высоким содержанием карбида (более 80%) имеют красноватый излом с перламутровым блеском. [c.84] Монокристаллы СаСз бывают оптически как одно-, так и двуосны. Показатель преломления п 1,75. Окраска колеблется от пурпурно-красной до желтой И зеленовато-синей легкий плеохроизм в более толстых шлифах, в тонких-г-почти полная бесцветность [91. [c.84] Оксикарбид кальция является нестойким экзотермическим соединением,легко разлагающимся при высокой температуре и существущим в образцах технического карбида преимущественно в виде твердого раствора в каком-либо из компонентов. Микрофотографии различных образцов карбида, а также кри -вые плотности, электропроводности и твердости для системы СаСа — СаО, повидимому, подтверждают такое толкование результатов термического анализа. К противоположному выводу пришли, однако, советские исследователи Гельд, Марон и Серебренников [ 11 ], дилатометрические и термографические измерения которых косвенно опровергают существование оксикарбида кальция. [c.85] Плотность чистого карбида кальция в твердом виде при 12° равна 2,155 г/сж плотность расплавленного технического карбида с содержанием 80% СаСа при температуре 2000° приблизительно равна 1,84 г/см . Между процентным содержанием СаСг в твердом карбиде и его плотностью существует приближенно линейная связь при изменении содержания a g в карбиде от 95 до 40% плотность продукта возрастает с 2,2 до 2,7 г/см . Более точно зависимость (при 12°) плотности системы СаСг — СаО в твердом виде от содержания СаСг [12] представлена на рис. 4. Видимое на рисунке отклонение усредненной экспериментальной кривой (сплошной) от монотонного хода (на рис. 4 двумя штриховыми линиями показаны крайние плавные кривые, охватывающие все поле рассеяния экспериментальных точек) объясняется образованием уже упомянутого выше химического соединения — оксикарбида. [c.86] Твердость 100%-ного карбида равна 40 по Бринелю 80%-ного продукта — 80 и увеличивается с дальнейшим уменьшением процентного содержания a j. [c.86] Имеющиеся в литературе данные по электропроводности системы СаСз — СаО в твердом состоянии противоречивы. Так, кривая удельной электропроводности в зависимости от состава (рис. 5, стр. 88), полученная на образцах карбида кальция (почти свободного от посторонних примесей), изготовленных в лабораторной электропечи [12], по своему характеру отвечает диаграмме плавкости для этой системы. [c.86] Для технического карбида, как это видно из кривой удельного электрического сопротивления (рис. 6, стр. 88), при содержании около 71 % СаСг наблюдается резкий максимум удельного электрического сопротивления, т. е. минимум электропроводности [13]. Однако абсолютные значения удельного электрического сопротивления в сотни тысяч раз отличаются от данных кривой рис. 5. Указанное противоречие разъяснено в работе Гельда и Кологреевой [14], выявивших зависимость удельного электрического сопротивления твердого технического карбида кальция от условий его термической обработки и охлаждения. [c.86] Авторы связывают полученный ими результат со способностью карбида к полиморфным превращениям, предполагая, что в зависимости от условий охлаждения в конечном продукте могут преобладать те или иные модификации СаСг- Судя по различию их структуры, эти модификации, вероятно, должны обладать различной электропроводностью (менее электропроводны СаСг 1 и IV и более электропроводны СаСг II и III). [c.87] Это предположение, впрочем, требует дополнительной проверки. [c.87] Исчерпывающие сведения по электропроводности расплавленного карбида кальция отсутствуют. По данным Гельда, Есина и Марон [15], удельная электропроводность расплавленного 70 /6-ного карбида при 1850° имеет величину порядка 0,1—1,0 мо см, см ) и является чисто электролитической. [c.87] Вязкость расплавленного технического карбида кальция в значительной мере зависит от его состава [16] и имеет характерный минимум, близкий к составу эвтектической точки (рис. 7). Зависимость вязкости карбида кальция от температуры показана на кривых рис. 8. Установлено, что введение MgO и AI2O3 в расплав карбида кальция заметно снижает вязкость расплава, напротив, наличие Si02, повидимому, приводит к увеличению вязкости. [c.87] Значения теплоемкости карбида кальция [17] приведены в табл. 2. [c.88] При высоких температурах СаСг заметно испаряется (табл. 3), одновременно распадаясь на элементы, причем при доступе воздуха парообразный кальций превращается в СаО, а углерод выделяется в виде графита. [c.88] Вернуться к основной статье