Карбиды это:

Карбиды
        соединения углерода с электроположительными элементами, главным образом с металлами и некоторыми неметаллами По типу химической связи К. могут быть подразделены на три основные группы: ионные (или солеобразные), ковалентные и металлоподобные. Некоторые К. принадлежат к нестехиометрическим соединениям (См. Нестехиометрические соединения)твёрдым веществам переменного состава, не отвечающего стехиометрическим законам.
         Ионные К. образуются сильно электроположительными металлами; они содержат катионы металлов и анионы углерода. К ним относятся ацетилениды с анионами [С ≡ С]2-, которые могут быть представлены как продукты замещения водорода в ацетилене C2H2 металлами, а также метаниды — продукты замещения металлами водорода в метане CH4.
         Табл. 1 — Свойства некоторых ионных карбидов
        ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        | Карбид            | Кристалличе-              | Плот-                | Температура       | Теплота образо-   | Удельное              |
        |                        | ская структура            | ность, г/см3      | плавления, °С      | вания,                 | объёмное             |
        |                        |                                    |                         |                            | ккал/моль*           | электрическое      |
        |                        |                                    |                         |                            |                            | сопро-                  |
        |                        |                                    |                         |                            |                            | тивление, мком․    |
        |                        |                                    |                         |                            |                            | см                        |
        |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        |                        | Ромбическая               | 1,30                  | —                        | 14,2                     | —                         |
        |                        | Гексагональная           | 1,60                  | 800 (разл.)           | — 4,1                  | —                         |
        |                        | Гексагональная           | 1,62                  | —                        | —                        | —                         |
        |                        | Тетрагональная           | 2,07                  | —                        | 21±5                    | —                         |
        |                        | Тетрагональная           | 2,21                  | 2300                    | 14,1±2,0              | —                         |
        |                        | Тетрагональная           | 3,72                  | 2000 (разл.)         | 12,l±4,0               | —                         |
        |                        | Тетрагональная           | 5,35                  | 2360                    | 38,0                     | 45                         |
        |                        | Тетрагональная           | 5,56                  | 2290                    | —                        | 60                         |
        |                        | Кубическая                 | 2,44                  | 2400                    | 28,0                     | 1,1.106                  |
        |                        | Ромбоэдрическая       | 2,95                  | 2100                    | 49,5                     | —                         |
        ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        
        *1 ккал/моль = 4,19 кдж/моль.
         Табл. 2. — Свойства некоторых металлоподобных и ковалентных карбидов
        ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        | Карбид | Границы           | Кристалличе- | Плот-   | Темпе   | Теплота      | Коэффициент | Теплопровод-  | Удельное       | Работа | Микро- | Модуль  |
        |             | области            | ская струк     | ность,  | ратура  | образо-       | терми-            | ность, кал/см  | объемное      | выхода | твер    | упругос- |
        |             | однородности,  | тураа)            г/см3    | плавле- | вания,        | ческого рас-   сек°Се)            | элетрическое | элек-    | дость   | ти Гн/м2 |
        |             | ат. %С             |                      |            | ния, °С  | ккал/мольд) | ширения (20-  |                        | соп-               | роновж) Гн/м2   |               |
        |             |                         |                      |            |             |                   | 1800 °С)         |                        | ротивление    | φэфф,    |            |               |
        |             |                         |                      |            |             |                   1/1°С․106          |                        мкомсм        эв        |            |               |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | TiC       | 37-50                | КГЦ               | 4,94     | 3150     | 43,9            | 8,5                 | 0,069               | 52,5               | 4,20      | 31        | 460        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | ZrC      | 38-50                | КГЦ               | 6,60     | 3420     | 47,7            | 6,95                | 0,09                 | 50                  | 4,02      | 29        | 550        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | HfC      | 36-50                | КГЦ               | 12,65   | 3700     | 55,0            | 6,06                | 0,07                 | 45                  | 3,95      | 28,5     | 359        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | VC       | 40-47                | КГЦ               | 5,50     | 2850     | 24,1            | 7,2                 | 0,094               | 76                  | 4,07      | 25,5     | 431        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | nвc      | 41,2-50             | КГЦ               | 7,80     | 3600     | 33,7            | 6,5                 | 0,044               | 42                  | 3,93      | 20,5     | 540        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | TaC      | 42,2-49             | КГЦ               | 14,5     | 3880     | 34,0            | 8,29                | 0,053               | 24                  | 3,82      | 16        | 500        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Cr3C2    | —                     | Ромбич.        | 6,74     | 1895     | 8,1             | 11,7                | 0,046               | 75                  | —         | 13,3     | 380        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Mo2C    | 31,2-33,3          | ГПУ               | 9,06     | 2580     | 11,0            | 7,8                 | 0,076               | 71                  | —         | 15        | 544        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | W2 C    | 29,5-33,3          | ГПУ               | 17,13   | 2795     | 7,9             | —                   | 0,072               | 75,5               | 4,58      | 14,5     | 428        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | WC      | —                     | Гексагон.       | 15,70   | 2785     | 9,1             | 5,2                 | 0,083               | 19,2               | —         | 18        | 722        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | Fe3   | —                     | Ромбич.        | 7,69     | 1650     | —5,4          | —                   | —                    | —                  | —         | 10,8     | —          |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | SiC      | —                     | Гексагон.       | 3,22     | 2827б)   | 15,8            | 4,7в)               | 0,24                 | >0,13․106       | —         | 33,4     | 386        |
        |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | B4C      | 17,6-29,5г)         | Ромбоэдр.     | 2,52     | 2250б)   | 13,8            | 4,5в)               | 0,29                 | 9․105              | —         | 49,5     | 480        |
        ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        
        а) КГЦ — кубическая гранецентрированная, Ромбич. — ромбическая. Ромбоэдр. — ромбоэдрическая, ГПУ — гексагональная плотноупакованная, Гекс. — гексагональная. б) Разлагается. в) 20—1000 °С, г) % по массе, д) 1 кал/моль = 4,19 кдж/моль. е) 1 кал/смсек․°С = 419 вт/(мК). ж) При 1800 K.
         Табл. 3. — Механические свойства карбидов
        ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        | Карбид      | Твёрдость Н, Гн/м2    | Предел прочности     | Предел прочности   | Модуль                    |
        |                  | при температуре, °С     | при растяжении,        | при сжатии, Мн/м2   | упругости, Гн/м2,      |
        |                  |                                     | Мн/м2, при                 | , при температуре   | при температуре      |
        |                  |                                     | температуре °С         | °С                           | °С                            |
        |                  |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        |                  | 20       | 1230    | 1730   | 20     | 1230   | 1730   | 20       | 1230 | 1730  | 20    | 730   | 1230    |
        |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | TiC            | 31,0    | 1,6      | 0,3      | 560   | 200     | 90       | 1350   | 470   | 260   | 460   | 420   | 400      |
        |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | ZC             | 29,0    | 2,0      | 1,3      | 300   | 100     | —       | 1700   | 300   | —     | 550   | 520   | 500      |
        |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | NbC           | 20,5    | 0,75    | 0,28    | —     | —       | —       | 1400   | 400   | 200   | 540   | 500   | 470      |
        |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | WC            | 18,0    | 0,9      | 0,45    | —     | —       | —       | 2700   | 600   | 100   | 722   | 690   | 600      |
        |--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
        | SiC            | 33,4    | 2,2      | 0,9      | 180   | 230     | —       | 800     | 400   | 160   | 386   | 373   | 350      |
        ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        
         Ацетиленидами являются К. щелочных металлов (Li2C2, Na2C2 и пр.), магния MgC2 и щелочноземельных металлов (CaC2, SrC2 и др.), высшие К. редкоземельных металлов (YC2, LaC2 и др.) и актиноидов (ThC2 и пр.). С уменьшением ионизационного потенциала металла в этой группе возрастает склонность к образованию «поликарбидов» со сложными анионами из атомов углерода (MeC8, MeC16, MeC24 и др.). Эти К. имеют графитоподобные решётки, в которых между слоями из атомов углерода расположены атомы металла. Ионные К. ацетиленидного типа, например Карбид кальция, при взаимодействии с водой или разбавленными кислотами разлагаются с выделением ацетилена (или ацетилена в смеси с др. углеводородами и иногда — водородом). Cu2C2, Ag2C2 и др. взрываются при ударе, обладают невысокой химической устойчивостью, легко разлагаются и окисляются при нагревании. К метанидам относятся Be2C, Al4C3, которые легко гидролизуются с выделением метана (табл. 1).
         Ковалентные К., типичными представителями которых являются К. кремния и бора, SiC и B4C (правильнее B12C3), отличаются прочностью межатомной связи; обладают высокой твёрдостью, химической инертностью, жаропрочностью; являются полупроводниками. Структура некоторых таких К. (например, SiC) близка к структуре Алмаза. Кристаллические решётки этих К. представляют собой гигантские молекулы (см. Бора карбид, Кремния карбид).
         Металлоподобные К. обычно построены как фазы внедрения атомов углерода в поры кристаллических решёток переходных металлов. Природа металлоподобных К., как фаз внедрения, обусловливает их высокую твёрдость и износостойкость, практическое отсутствие пластичности при обычных температурах, хрупкость и относительно невысокие прочие механические свойства. К. этой группы — хорошие проводники электричества, откуда и название — «металлоподобные». Многие из них — сверхпроводники (например, температуры перехода в сверхпроводящее состояние составляют: Nb2C, 9,18 К; NbC, 8—10 К; MO2C, 12,2 К; MoC, 6,5 К). Важными для техники свойствами обладают взаимные сплавы К. TiC, ZrC, HfC, NbC и TaC. Так, композиции, состоящие из 25% HfC и 75% TaC, имеют наиболее высокую температуру плавления (около 4000 °С) из всех тугоплавких металлов и веществ. Металлоподобные К. обладают большой химической устойчивостью в кислотах, меньшей — в щелочах. При их взаимодействии с H2, O2, N2 и пр. образуются гидридокарбиды, оксикарбиды, карбонитриды, также представляющие фазы внедрения и обладающие свойствами, близкими к свойствам К. К металлоподобным К. относятся также соединения с более сложными структурами: Mn3C, Fe3C, Co3C, Ni3C (табл. 2).
         Получение и применение. Распространёнными методами получения К. являются нагревание смесей порошков металлов и угля в среде инертного газа или восстановительного газа; сплавление металлов с одновременной карбидизацией (MeO + С → MeC + CO) при температурах 1500—2000° С и др. Для получения изделий из порошков К. используют порошковую металлургию (См. Порошковая металлургия); отливку расплавленных К. (обычно под давлением газовой среды для предотвращения разложения при высоких температурах); диффузионное науглероживание предварительно подготовленных изделий из металлов и неметаллов; осаждение в результате реакций в газовой фазе (особенно при получении карбидных волокон); плазменную металлургию. Обычные механические методы обработки изделий из металлоподобных К. и высокопрочных карбидно-металлических сплавов оказываются непригодными и заменяются абразивной, ультразвуковой обработкой, электроискровым способом и др.
         Из ионных К. важное значение в технике как источник ацетилена имеет карбид кальция. Широко используются ковалентные и металлоподобные К. Так, тугоплавкие К. применяют для изготовления нагревателей электропечей сопротивления, защитных чехлов для термопар, тиглей и т.д. На основе сверхтвёрдых и износостойких К. производят металло-керамические твёрдые сплавы (вольфрамокобальтовые и титановольфрамовые), а также абразивы для шлифования и доводки (особенно SiC и B4C). К. входят в состав жаропрочных и жаростойких сплавов — керметов (См. Керметы), в которых твёрдые, но хрупкие К. цементированы вязкими, но достаточно тугоплавкими металлами. К. железа Fe3O образует в железоуглеродистых сплавах (чугунах и сталях) так называемую цементитную фазу — твёрдую, но очень хрупкую и непластичную (см. Цементит). Высокая химическая стойкость К. используется в химическом машиностроении и химической промышленности для изготовления трубопроводов, насадок, облицовки реакторов. Металлическая или полупроводниковая проводимость, хорошие термоэмиссионные свойства, способность переходить в сверхпроводящее состояние — для изготовления резисторов, различных элементов полупроводниковых устройств, в составе электроконтактов, магнитных материалов, термокатодов в электронике.
         Лит.: Самсонов Г. В., Тугоплавкие соединения. Справочник по свойствам и применению, М., 1963; Косолапова Т. Я., Карбиды, М,, 1968; Тугоплавкие материалы в машиностроении. Справочник, под ред. А. Т. Туманова и К. И. Портного, М., 1967; Особо тугоплавкие элементы и соединения. Справочник, М., 1969; Тугоплавкие карбиды, [Сборник], под ред. Г. В. Самсонова, К., 1970.
         Г. В. Самсонов, К. И. Портной.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Карбиды" в других словарях:

  • Карбиды — соединения металлов и неметаллов с углеродом. Традиционно к карбидам относят соединения где углерод имеет большую электроотрицательность, чем второй элемент (таким образом из карбидов исключаются такие соединения углерода, как оксиды, галогениды… …   Википедия

  • КАРБИДЫ — КАРБИДЫ, неорганические соединения углерода с металлами или другими электроположительными элементами. БОР и КРЕМНИЙ образуют чрезвычайно твердые карбиды, которые используют как абразив. Многие ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ также образуют карбиды, в которых …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • КАРБИДЫ — КАРБИДЫ, соединения углерода с металлами, бором и кремнием. Карбиды основа многих твердых сплавов, упрочняют чугун и сталь, входят в состав жаропрочных и жаростойких композиционных материалов и др. Смотри, например, Бора карбид, Кальция карбид …   Современная энциклопедия

  • КАРБИДЫ — химические соединения углерода с металлами и некоторыми неметаллами, напр. карбид кальция, карборунд, цементит. Карбиды вольфрама, титана, тантала, ниобия и др. тугоплавки, тверды, износостойки, жаропрочны; входят в состав твердых сплавов,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • КАРБИДЫ — (лат.). Соединения металлических элементов с углеродом. Карбид кальция, употребляется для добывания ацетилена. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. карбиды , карбон... ( лат. carbo (carbo nis) уголь )… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • карбиды — Соединения углерода с электроположит. эл тами, гл.обр., с металлами и нек рыми неметаллами. По типу химич. связи к. подразд. на три осн. группы: ионные (или солеобразные), ковалентные и металлоподобные. Ионные к. образуют сильные электроположит.… …   Справочник технического переводчика

  • КАРБИДЫ — соединения металлов (а также некоторых неметаллов) с углеродом. К. относительно легкоплавких металлов разлагаются водой и разбавленными кислотами с образованием углеводородов. К. тугоплавких металлов, а также кремния и бора водой и кислотами не… …   Геологическая энциклопедия

  • Карбиды — соединения углерода с металлами и некоторыми неметаллами; тугоплавкие твердые вещества; не растворимы в растворителях, износостойки и жаропрочны. Входят в состав твердых сплавов, используемых для изготовления резцов, буровых коронок, деталей… …   Российская энциклопедия по охране труда

  • КАРБИДЫ — КАРБИДЫ, соединения углерода с металлами или металлоидами, образующиеся при нагревании в электрической печи угля с окислом соответствующего элемента. Примером могут служить карбид кальция СаС2, алюминия А14С3, карборунд CSi. Большинство К.… …   Большая медицинская энциклопедия

  • КАРБИДЫ — соединения углерода с др. хим. элементами; часто высокопрочные и химически стойкие. К. широко применяются в технике, входят в состав сверхтвёрдых или тугоплавких сплавов; хорошо известны К. железа (см.), К. кремния (см.), К. вольфрама и др …   Большая политехническая энциклопедия

  • КАРБИДЫ — (от лат. carbo уголь), соед. углерода с металлами, а также с бором и кремнием. По типу хим. связи К. делят на ионные (солеобразные), ковалентные и металлоподобные (ионно ковалентно металлические). Ионные К. (см. табл. 1) образуют металлы I и II… …   Химическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «Карбиды» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»