碳化铪
化合物
碳化铪（HfC）是铪和碳的化合物。它的熔点大约为3900 °C，是已知最难冶的二元化合物之一[2]。然而，它不抗氧化，氧化开始时的温度最低能到430 °C[3]。
| 碳化铪 | |
|---|---|
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| 识别 | |
| CAS号 | 12069-85-1 
|
| PubChem | 16212551 |
| ChemSpider | 17340381 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | NVDNLVYQHRUYJA-GLWNXBRTAK |
| 性质 | |
| 化学式 | HfC |
| 摩尔质量 | 190.50 g/mol g·mol⁻¹ |
| 外观 | 黑色无味粉末 |
| 密度 | 12.2 g/cm3[1]; 12.7 g/cm3 (20 °C); 14.19 g/cm3 |
| 熔点 | 3887 °C; 3890 °C[2] |
| 沸点 | 5400 °C（5673 K） |
| 溶解性（水） | 不溶 |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 立方，cF8 |
| 空间群 | Fm3m, No. 225 |
| 热力学 | |
| ΔfHm⦵298K | -227.09 kJ/mol |
| 危险性 | |
| 欧盟分类 | 未列出 |
| NFPA 704 |
 2
2
1
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| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
碳化铪常有碳空缺，因此它的组成常表示为HfCx（x = 0.5至1.0）。它具有立方（岩盐）晶体结构，x可为任意值[4]。
制备
加热粉末状铪和碳（煤粉）。
在1800至2000℃用碳将二氧化铪还原可获得碳化铪粉末。需要较长处理时间以除去所有的氧。
将甲烷、气化四氯化铪和氢气（催化剂）的混合气通过加热的钨丝。使用化学气相沉积法可得到高纯度的HfC涂层。
物理性质
尽管性质独特，如高硬度（>9莫氏硬度[5]）和高熔点，但由于技术复杂、合成成本高，HfC应用非常有限[2]。
x≤0.8时，HfCx表现顺磁性，x变大则呈现抗磁性。在TaCx中观察到了相反的行为（随着x增加向顺磁转变），尽管其晶体结构与HfCx相同。[6]
参考
- ^ Physical Constants of Inorganic Compounds in Lide, D. R. (编), 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. （原始内容存档于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. (编). Справочник химика 1 2-е изд., испр. М.-Л.: Химия. 1966: 1072.
- Редкол.: Никольский Б.П. и др. (编). Справочник химика 2 3-е изд., испр. Л.: Химия. 1971: 1168.
- Рипан Р., Четяну И.. Неорганическая химия. Химия металлов 2. М.: Мир. 1972: 871.