碳化钽

✍ dations ◷ 2025-06-29 06:23:54 #碳化物,钽化合物,超硬材料

碳化钽是一类二元化合物,由钽和碳组成,实验式 TaC, 一般在 0.4 到1 之间。它们的硬度极大,脆,是耐火材料,具有金属的电导率。它是一种棕灰色粉末,通常通过烧结处理。

作为重要的金属陶瓷(英语:cermet)材料,碳化钽在商业车刀中用于切削应用,有时会添加到碳化钨合金中。

取决于纯度和测量条件,碳化钽的熔点在约3880℃达到峰值。这个值是二元化合物里最高的。 只有碳化钽铪的熔点可能略高,大约为3942°C,而碳化铪的熔点与TaC相当。

TaC粉末是由钽和石墨的粉末在真空或惰性气体(氩)里使用炉子或电弧熔化装置在约2000℃的温度下进行加热。钽和石墨的量决定了的值。另一种技术是在真空或氢气气氛中,在1500–1700℃的温度下通过碳进行五氧化二钽的还原。该方法于1876年用于获得碳化钽, 但它无法控制产品的化学计量。 通过自蔓延高温合成(英语:self-propagating high-temperature synthesis)已经报道了直接从元素生产TaC的方法。

当 = 0.7–1.0 时,TaC 有着立方结构 (岩盐的结构) 。 碳化钽的晶格常数会随着增长而增长。 TaC0.5有两种结构。较稳定的具有反碘化镉型三角结构,该结构在加热至约2000℃时转变为六方晶格,对碳原子来说已经没有规律了。

在这个表中,是每单位的配位数, 是由晶格常数计算而来的密度。

碳化钽中钽和碳原子之间的键是离子键,金属键和共价键混合,是很复杂的键,并且由于强共价成分,这些碳化物是非常坚硬且易碎的材料。举个例子,TaC的显微硬度为1600-2000 kg/mm2 (〜9 Mohs)和285 GPa的弹性模量,而钽的相应值为110 kg/mm2和186 GPa。碳化钽的硬度,屈服和剪切应力随TaC中碳含量的增加而增加。

碳化钽无论是什么大小和温度都具有金属导电性。TaC 可以在10.35 K以下转变为超导体。

TaC的磁性能从≤0.9的反磁性变为“ x”≥0.9的顺磁性。尽管HfC具有与TaC相同的晶体结构,但仍观察到了相反的行为(磁性随的增加而减少)。

碳化钽因其在熔点,硬度,弹性模量,导热性,热冲击方面的优异物理性能而被广泛用作超高温陶瓷(UHTC)的烧结添加剂或高熵合金(HEA)的陶瓷增强材料抵抗力和化学稳定性,这使其成为航空航天工业中飞机和火箭的理想材料。

钽碳矿(英语:Tantalcarbide)是碳化钽的天然存在形式。它是立方晶系的,并且非常稀有。

相关

  • 引子引物(英文:primer),又译引子,是一小段单链DNA或RNA,作为DNA复制的起始点,存在于自然中生物的DNA复制(RNA引物)和聚合酶链式反应(PCR)中人工合成的引物(通常为DNA引物)。之所以需要引物是
  • 约翰·考克饶夫约翰·考克饶夫爵士,OM,KCB,CBE,FRS(英语:Sir John Douglas Cockcroft,1897年5月27日-1967年9月18日),英国物理学家,1951年诺贝尔物理学奖获得者。1961-1965年间,曾担任澳洲国立大学校监
  • 大犬座α星天狼星(Bd:α CMa)是夜空中最亮的恒星,其视星等为-1.46,几乎为第二亮恒星老人星的两倍。它的英文名称为Sirius,读法为/sɪɹiəs/,源自古希腊语的Σείριος。天狼星根据拜耳命
  • 口径口径(英文: caliber)常用在表示管状火器与弹药,或者是其他圆柱形武器,譬如火箭或者是导弹的直径大小上。口径大小的差异往往也代表武器或者是弹药的重量与能够产生的威力。口径
  • 笄礼,是中国、朝鲜传统的女性成年礼。笄礼作为女性的成人礼,像男性的冠礼一样,也是表示成人的仪式,在举礼的程序等问题上大体和冠礼相同。“笄”(拼音:jī ,注音符号:ㄐㄧ),《说文解字
  • 于鬯于鬯(约1862年-1919年),字醴尊,一字东厢,自号香草。江苏南汇(今上海南汇)人。清朝末年学者,在经学、先秦诸子、历史学、楚辞等方面颇有研究。14岁时,他进入县学读书。光绪十二年(1886
  • 冯熙敏冯熙敏(1886年7月25日-1964年),字叔捷,直隶省天津县人,宣统二年进士,北洋大学校长冯熙运胞弟。
  • 约翰·穆罗尔约翰·穆罗尔(John Moolenaar;1961年5月8日-)是美国的一位政治人物。自2015年开始,他是密歇根州第4选举区选出的美国众议院议员。他的党籍是共和党。穆罗尔是一位化学家,在进入政
  • 尤西比奥尤西比奥·达席尔瓦·费雷拉(葡萄牙语:Eusébio da Silva Ferreira,1942年1月25日-2014年1月5日),前葡萄牙著名足球运动员,是20世纪60年代一位具传奇性而出色的射手。是世界球坛中
  • 黄脸吸蜜鸟黄脸吸蜜鸟(学名:)是一种中小型吸蜜鸟科动物。其常用名和学名均取自头部两边独特的黄色条纹。它通常在黎明二十或者三十分钟前发出洪亮而清晰的叫声。其分布于澳大利亚东部的东