碳化鉿

化合物

碳化鉿HfC)是化合物。它的熔點大約為3900 °C,是已知最難冶二元化合物之一[2]。然而,它不抗氧化,氧化開始時的溫度最低能到430 °C[3]

碳化鉿
識別
CAS號 12069-85-1  checkY
PubChem 16212551
ChemSpider 17340381
SMILES
 
  • [Hf+]#[C-]
InChI
 
  • 1/C.Hf/q-1;+1/rCHf/c1-2
InChIKey NVDNLVYQHRUYJA-GLWNXBRTAK
性質
化學式 HfC
摩爾質量 190.50 g/mol g·mol⁻¹
外觀 黑色無味粉末
密度 12.2 g/cm3[1]; 12.7 g/cm3 (20 °C); 14.19 g/cm3
熔點 3887 °C; 3890 °C[2]
沸點 5400 °C(5673 K)
溶解性 不溶
結構
晶體結構 立方cF8
空間群 Fm3m, No. 225
熱力學
ΔfHm298K -227.09 kJ/mol
危險性
歐盟分類 未列出
NFPA 704
2
2
1
 
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

碳化鉿常有碳空缺,因此它的組成常表示為HfCx(x = 0.5至1.0)。它具有立方(岩鹽)晶體結構,x可為任意值[4]

製備

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加熱粉末狀鉿和碳(煤粉)。

 

在1800至2000℃用碳將二氧化鉿還原可獲得碳化鉿粉末。需要較長處理時間以除去所有的氧。

 

甲烷、氣化四氯化鉿氣(催化劑)的混合氣通過加熱的鎢絲。使用化學氣相沉積法可得到高純度的HfC塗層。

 

物理性質

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儘管性質獨特,如高硬度(>9莫氏硬度[5])和高熔點,但由於技術複雜、合成成本高,HfC應用非常有限[2]

x≤0.8時,HfCx表現順磁性,x變大則呈現抗磁性。在TaCx中觀察到了相反的行為(隨着x增加向順磁轉變),儘管其晶體結構與HfCx相同。[6]

參考

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  1. ^ Physical Constants of Inorganic Compounds in Lide, D. R. (編), 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. (原始內容存檔於2014-01-11). 
  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. (編). Справочник химика 1 2-е изд., испр. М.-Л.: Химия. 1966: 1072. 
  • Редкол.: Никольский Б.П. и др. (編). Справочник химика 2 3-е изд., испр. Л.: Химия. 1971: 1168. 
  • Рипан Р., Четяну И.. Неорганическая химия. Химия металлов 2. М.: Мир. 1972: 871.