碳化鉿
化合物
碳化鉿（HfC）是鉿和碳的化合物。它的熔點大約為3900 °C，是已知最難冶的二元化合物之一[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 | |
|---|---|
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| 識別 | |
| CAS號 | 12069-85-1 
|
| PubChem | 16212551 |
| ChemSpider | 17340381 |
| SMILES |
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| InChI |
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| 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（水） | 不溶 |
| 結構 | |
| 晶體結構 | 立方，cF8 |
| 空間群 | Fm3m, No. 225 |
| 熱力學 | |
| ΔfHm⦵298K | -227.09 kJ/mol |
| 危險性 | |
| 歐盟分類 | 未列出 |
| NFPA 704 |
 2
2
1
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| 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
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。
將甲烷、氣化四氯化鉿和氫氣（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
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
- ^ 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
- ^ 2.0 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）.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ CRC Materials Science and Engineering Handbook (2001).
- ^ 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.