碳化锆

化合物

碳化锆碳化物,化学式 ZrC。

碳化锆
识别
CAS号 12070-14-3
PubChem 159434
SMILES
 
  • [Zr+4].[C-4]
EC编号 235-125-1
性质
化学式 CZr
摩尔质量 103.23 g·mol−1
外观 无臭灰色固体[1]
密度 6.73 g·cm−3[1]
熔点 3540 °C[1]
沸点 5100 °C[2]
溶解性 不溶[1]
相关物质
其他阴离子 一氮化锆
其他阳离子 碳化钛
碳化铪
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

制备

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碳化钛类似,碳化锆可以由二氧化锆和碳反应而成:[3]

 

它也可以由碳和锆在2000 °C下直接反应而成。由于碳化锆对氮气很敏感,所以在烧结的时候要用极纯的。反应中,碳会溶解到碳化锆里,使熔点下降到3100 °C。冷却后,溶解的碳会掉出来。[3]

 

四氯化锆和甲烷反应,也会产生碳化锆:[3]

 

性质

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碳化锆是一种无臭的灰色固体,不溶于水。[1]它也不溶于盐酸和硫酸,但溶于硝酸。它在800 °C 的空气中稳定。碳化锆的晶体结构氯化钠一样。它的维氏硬度为25.5 GPa,杨氏模量为350 至440 GPa。[4]它在250 °C以上和卤素反应,形成四卤化物。[2]类似碳化钛,碳化锆可以形成氮气和氧气的固体溶液。[5]

用处

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与碳化钛不同,碳化锆尽管具有良好的性能,但仅用于核反应堆和聚变反应堆的燃料涂层。究其原因,可能是因为碳化锆的价格高,且杂质难以去除。[5]

参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Datenblatt Zirconium carbide, 99.5% (metals basis excluding Hf), Hf< 200ppm bei AlfaAesar, abgerufen am {{{Abruf}}}.
  2. ^ 2.0 2.1 Dale L. Perry. Handbook of Inorganic Compounds, Second Edition. Taylor & Francis US. 2011: 472. ISBN 1-4398-1462-7. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 1387.
  4. ^ Hugh O. Pierson. Handbook of Refractory Carbides & Nitrides: Properties, Characteristics .... William Andrew. 1996: 73. ISBN 0-08094629-1. 
  5. ^ 5.0 5.1 Hugh O. Pierson. Handbook of Chemical Vapor Deposition, 2nd Edition: Principles, Technology .... William Andrew. 1999: 256. ISBN 0-08094668-2.