КАРБИДЫ
, соединения углерода с электроположительными элементами,
гл. обр. с металлами и нек-рыми неметаллами По типу хим. связи К. могут
быть подразделены на три основные группы: ионные (или солеобразные), ковалентные
и ме-таллоподобные. Нек-рые К. принадлежат к нестехиометрическим соединениям
- твёрдым веществам переменного состава, не отвечающего стехиометрич.
законам.
Ионные К. образуются сильно электроположительными металлами; они содержат
Табл. 1. - Свойства некоторых ионных карби дов
г/см3 MKOM • CM Ацетиленидами являются К. щелочных металлов (Li Ковалентные К., типичными представителями к-рых являются К. кремния
Металлоподобные К. обычно построены как фазы внедрения атомов углерода
Табл. 3.- Механические свойства карбидов
Получение и применение. Распространёнными методами получения К. являются
Из ионных К. важное значение в технике как источник ацетилена имеет
Лит.: Самсонов Г. В., Тугоплавкие соединения. Справочник по свойствам
Г. В. Самсонов, К. И. Портной.
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
катионы металлов и анионы углерода. К ним относятся ацетилениды с анионами
[С = C]2-, к-рые могут быть представлены как продукты
замещения водорода в ацетилене C
Карбид
Кристаллическая структура
Плотность,
Темп-ра плавления, 0C
Теплота образования, ккал/моль *
Уд. объёмное электрич. сопротивление,
Li
Ромбич.
1,30
_
14,2
_
Na
Гексаген.
1,60
800 (разл.)
- 4,1
--
K
Гексаген.
1,62
-
-
--
MgC
Тетрагон.
2,07
-
21±5
--
CaC
Тетрагон.
2,21
2300
14,1±2,0
--
BaC
Тетрагон.
3,72
2000 (разл.)
12,1±4,0
--
LaC
Тетрагон.
5,35
2360
38,0
45
CeC
Тетрагон.
5,56
2290
-
60
Be
Кубич.
2,44
2400
28,0
1,1.106
Al
Ромбоэдр.
2,95
2100
49,5
*1 ккал/моль =4,19 кдж/моль.
образованию "поликарбидов" со сложными анионами из атомов углерода (MeCs,
MeCie, MeC
К. ацетиле-нидного типа, напр, карбид кальция, при взаимодействии
с водой или разбавл. к-тами разлагаются с выделением ацетилена (или ацетилена
в смеси с др. углеводородами и иногда - водородом). Cu
относятся Be
и бора, SiC и B.sC (правильнее B
жаропрочностью; являются полупроводниками. Структура нек-рых таких К. (напр.,
SiC) близка к структуре алмаза. Кристаллич. решётки этих К. представляют
собой гигантские молекулы (см. Бора карбид, Кремния карбид).
в поры кристаллических решёток переходных металлов. Природа металлоподобных
К., как фаз внедрения, обусловливает их высокую твёрдость и износостойкость,
практическое отсутствие пластичности при обычных темп-рах, хрупкость и
относительно невысокие прочие механич. свойства. К. этой группы - хорошие
проводники электричества, откуда и название -"Металлоподобные". Многие
из них - сверхпроводники (напр., темп-ры перехода в сверхпроводя-щее состояние
составляют: Nb
К. TiC, ZrC, HfC, NbC и TaC. Так, композиции, состоящие из 25% HfC и 75%
TaC,
Карбид
Твёрдость Н,Гн/мг, при температуре
0C
Предел прочности при растяжении, Mн/м2,
при
температуре 0C
Предел прочности при сжатии, Мн/м2,
при
температуре 0C
Модуль упругости, Гн/м2, при
температуре 0C
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
имеют наиболее высокую темп-ру плавления (ок. 4000 0C) из всех
тугоплавких металлов и веществ. Металлоподобные К. обладают большой хим.
устойчивостью в кислотах, меньшей - в щелочах. При их взаимодействии с
H
и обладающие свойствами, близкими к свойствам К. К металло-подобным К.
относятся также соединения с более сложными структурами: Mn
нагревание смесей порошков металлов и угля в среде инертного газа или восстановит,
газа; сплавление металлов с одноврем. карбидизацией (MeO + С -> MeC + СО)
при темп-рах 1500-2000° С и др. Для получения изделий из порошков К. используют
порошковую
металлургию; отливку расплавленных К. (обычно под давлением газовой
среды для предотвращения разложения при высоких темп-pax); диффузионное
науглероживание предварительно подготовленных изделий из металлов и неметаллов;
осаждение в результате реакций в газовой фазе (особенно при получении карбидных
волокон); плазменную металлургию. Обычные механич. методы обработки изделий
из металло-подобных К. и высокопрочных карбидно-металлич. сплавов оказываются
непригодными и заменяются абразивной, ультразвуковой обработкой, электроискровым
способом и др.
карбид кальция. Широко используются KO-валентные 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-керамич. твёрдые сплавы (вольфрамоко-бальтовые и
титановольфрамовые), а также абразивы для шлифования и доводки (особенно
SiC и B
но достаточно тугоплавкими металлами. К. железа Fe
- твёрдую, но очень хрупкую и непластичную (см. Цементит). Высокая
хим. стойкость К. используется в хим. машиностроении и хим. пром-сти для
изготовления трубопроводов, насадок, облицовки реакторов. Металлич. или
полупроводниковая проводимость, хорошие термоэмиссионные свойства, способность
переходить в сверхпроводящее состояние - для изготовления резисторов, различных
элементов полупроводниковых устройств, в составе электрокон-гактов, магнитных
материалов, термокатодов в электронике.
и применению, M., 1963; Косолап о-в а Т. Я., Карбиды, M., 1968; Тугоплавкие
материалы в машиностроении. Справочник, под ред. А. Т. Туманова и К. И.
Портного, M., 1967; Особо тугоплавкие элементы и соединения. Справочник,
M., 1969; Тугоплавкие карбиды. [Сборник], под ред. Г. В. Сам-сонова, К.,
1970.