碳化铪HfC)是化合物。它的熔点大约为3900 °C,是已知最难冶二元化合物之一[2]。然而,它不抗氧化,氧化开始时的温度最低能到430 °C[3]

碳化铪
识别
CAS号 12069-85-1  ✓
PubChem 16212551
ChemSpider 17340381
SMILES
InChI
InChIKey NVDNLVYQHRUYJA-GLWNXBRTAK
性质
化学式 HfC
摩尔质量 190.50 g/mol g·mol⁻¹
外观 黑色无味粉末
密度 12.2 g/cm3[1]; 12.7 g/cm3 (20 °C); 14.19 g/cm3
熔点 3887 °C; 3890 °C[2]
沸点 5400 °C(5673 K)
溶解性 不溶
结构
晶体结构 立方cF8
空间群 Fm3m, No. 225
热力学
ΔfHmo298K -227.09 kJ/mol
危险性
欧盟分类 未列出
NFPA 704
NFPA 704.svg
2
2
1
 
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

碳化铪常有碳空缺,因此它的组成常表示为HfCx(x = 0.5至1.0)。它具有立方(岩盐)晶体结构,x可为任意值[4]

制备编辑

加热粉末状铪和碳(煤粉)。

 

在1800至2000℃用碳将二氧化铪还原可获得碳化铪粉末。需要较长处理时间以除去所有的氧。

 

甲烷、气化四氯化铪气(催化剂)的混合气通过加热的钨丝。使用化学气相沉积法可得到高纯度的HfC涂层。

 

物理性质编辑

尽管性质独特,如高硬度(>9莫氏硬度[5])和高熔点,但由于技术复杂、合成成本高,HfC应用非常有限[2]

x≤0.8时,HfCx表现顺磁性,x变大则呈现抗磁性。在TaCx中观察到了相反的行为(随着x增加向顺磁转变),尽管其晶体结构与HfCx相同。[6]

参考编辑

  1. ^ Physical Constants of Inorganic Compounds in Lide, D. R. (编), CRC Handbook of Chemistry and Physics 86th, Boca Raton (FL): CRC Press: 4–44 ff., 2005, ISBN 0-8493-0486-5 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Harry Julius Emeléus. Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry. Academic Press. 1968: 169–170 [3 May 2011]. ISBN 978-0-12-023611-4. 
  3. ^ Shimada, Shiro. Oxidation Kinetics of Hafnium Carbide in the Temperature Range of 480o to 600oC. Journal of the American Ceramic Society. 1992, 75 (10): 2671–2678. doi:10.1111/j.1151-2916.1992.tb05487.x. 
  4. ^ Lavrentyev, A; Gabrelian, B; Vorzhev, V; Nikiforov, I; Khyzhun, O; Rehr, J. Electronic structure of cubic HfxTa1–xCy carbides from X-ray spectroscopy studies and cluster self-consistent calculations. Journal of Alloys and Compounds. 2008, 462 (1-2): 4–10. doi:10.1016/j.jallcom.2007.08.018. 
  5. ^ CRC Materials Science and Engineering Handbook (2001).
  6. ^ Aleksandr Ivanovich Gusev; Andreĭ Andreevich Rempel; Andreas J. Magerl. Disorder and order in strongly nonstoichiometric compounds: transition metal carbides, nitrides, and oxides. Springer. 2001: 513–516 [3 May 2011]. ISBN 978-3-540-41817-7. 
  • Физические величины. под ред. Григорьева И. С., Мейлихова Е. З., М.:Энергоаvolumeиздат, 1991 с. 102, 293, 358
  • Химический энциклопедический словарь. под ред. Кнунянц И. Л., М.: Советсткая энциклопедия, 1983 с. 121
  • Химическая энциклопедия 1. 1988: 623. 
  • Редкол.: Никольский Б.П. и др. (编). Справочник химика 1 2-е изд., испр. М.-Л.: Химия. 1966: 1072. 
  • Редкол.: Никольский Б.П. и др. (编). Справочник химика 2 3-е изд., испр. Л.: Химия. 1971: 1168. 
  • Рипан Р., Четяну И.. Неорганическая химия. Химия металлов 2. М.: Мир. 1972: 871.