碳化钽

✍ dations ◷ 2025-09-13 15:09:26 #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

  • 乍得语族乍得语族(Chadic languages)是亚非语系(闪含语系)之下的语族之一,语言人口主要分布于中、西非的尼日利亚北部、尼日尔、乍得、中非共和国及喀麦隆。乍得语族大致上可以分为比乌
  • 坤舆万国全图《坤舆万国全图》,中国第一幅完整的经纬世界地图,明代万历年间绘制,在地理学和制图学界具有重要位置。经多次翻印摹抄,影响深远。明神宗万历十二年(1584年),意大利来华传教士利玛窦
  • 摩奴法典《摩奴法论》(梵语:मनुस्मृति;中文译名又作《摩奴法典》,中国学者蒋忠新指出मनुस्मृति(Manusmṛti)即“摩奴传承”,狭义上专指“法论”)是婆罗门教伦理规范的一部
  • 透光带透光带(英语:Photic zone、Euphotic Zone、Sunlight zone),又名真光层、表层洋带或者透光层,是指湖泊或海洋中, 光度足以供浮游植物行光合作用的深度范围,大约从海表面至水深100〜2
  • 青年军索马里圣战者青年运动(索马里语:Xarakada Mujaahidiinta Alshabaab;阿拉伯语:حركة الشباب المجاهدين‎,Ḥarakat ash-Shabāb al-Mujāhidīn),通称青年党(阿拉
  • 拜里米苏拉拜里米苏拉或拜里迷苏剌(马来语:Parameswara,1344年─1414年),满剌加国(马六甲王朝)开国君主。马来纪年记载,其原为室利佛逝巨港城的王子,传统信奉印度教混合佛教。拜里迷苏拉取名来
  • 意大利电信意大利电信(意大利语:Telecom Italia)是意大利的电信公司,总部位于罗马。提供电话服务,移动通信服务和DSL数据服务。该公司成立于1994年,由数家国有电信公司合并而成,其中最重要的
  • 你去哪了 《你去哪了》(英语:),是巴巴多斯歌手蕾哈娜的一首歌曲,收录于她的第6张录音室专辑《娜样说》。歌曲于2012年5月8日作为专辑第3支国际单曲发行。《你去哪了》是一首受到出神、R&B
  • 崔斯特·杜垩登崔斯特·杜垩登(Drizzt Do'Urden)是角色扮演游戏《龙与地下城》中被遗忘的国度游戏设定中的一位最受欢迎的角色之一,属于卓尔精灵种族。是杜垩登家族的一员。而他与其他邪恶的
  • 碧浪 (品牌)碧浪 (英语:Ariel)是宝洁公司旗下的一个洗涤用品品牌,主要产品为洗衣粉、洗衣液及胶囊装的洗衣球。碧浪为全球化洗衣粉品牌之一。最初是在英国发售。碧浪品牌的英文为“Ariel”,