Akademik

Карбиды
[carbides] — соединения углерода с электроположительными элементами, главным образом, с металлами и некоторыми неметаллами. По типу химической связи карбиды подразделяются на три основные группы: ионные (или солеобразные), ковалентные и металлоподобные. Ионные карбиды образуют сильные электроположительные металлы (I и II групп Периодической системы элементов), РЗМ и актиноиды; они содержат катионы металлов и анионы углерода. К этой группе относят также карбид алюминия (Аl3C4). Ковалентные карбиды, типичными представителями которых являются SiC и В4С, представляют гигантские молекулы и отличаются высокой прочностью межатомных связей. Эти карбиды обладают высокой твердостью, химической инертностью, жаропрочностью и являются полупроводниками. Структура некоторых ковалентных карбидов (например, SiC) близка к структуре алмаза. Металлоподобные карбиды обычно построены как фазы внедрения атомов углерода в поры кристаллических решеток переходных металлов IV — VII групп Периодической системы элементов, а также Со, Ni и Fe. Природа металло-подобных карбидов как фаз внедрения обусловливает их высокую твердость и износостойкость, практическое отсутствие пластичности при обычных температурах, хрупкость и невысокие прочностные свойства. Карбиды этой группы — хорошие электропроводники, откуда и название «металлоподобные», многие из них — сверхпроводники.
Свойства некоторых ковалентных и металлоподобных карбидов
Карбид Область однородности, ат. % Структура tпл, °С γ, г/см3 Qобраз, кДж/Моль Нμ, ГН/м2
TiC 37-50 ГЦК 3150 4,94 183,50 31
ZrC 38-50 ГЦК 3420 6,60 199,39 29
HfC 36-50 ГЦК 3700 12,65 229,90 28,5
VC 40-47 ГЦК 2850 5,50 100,74 25,5
NbC 41,2-50 ГЦК 3600 7,80 140,87 20,5
TaC 42,2-49 ГЦК 3880 14,50 142,12 16
Cr3C2 - Ромбическая 1895 6,74 33,86 13
Mo2C 31,2-33,3 ГПУ 2580 9,06 45,98 15
W2C 29,5-33,3 ГПУ 2795 17,13 33,02 14,5
WC Гексагональная — 2785 15,70 38,04 18
Fe3C — Ромбическая 1650 7,69 22,57 10,8
SiC — Гексагональная 2827 3,22 66,04 33,4
B4C 17,6-29,5(мас. %) Ромбоэдрическая 2250 2,52 57,68 49,5

Распространенные методы получения карбидов — нагревание смесей порошков металлов и угля в инертном или восстановительном газе; сплавление металлов с одновременной карбидизацией (МеО + С → МеС + СО) при температуре 1500-2000 °С и др. Для получения изделий из порошков карбида используют способы порошковой металлургии. Области применения карбидов металлов и неметаллов обширны. Из ионных карбидов важное значение в технике имеет СаС как источник ацетилена, например, для проведения сварочных работ. Широко используются ковалентные и металлоподобные карбиды. Так, тугоплавкие карбиды применяют для нагревателей электропечей сопротивления, защитных чехлов для термопар, тиглей и т.д. На основных сверхтвердых и износостойких карбидах производят металлокерамические твердые сплавы (W-Со, Ti-W), а также абразивы для шлифования (особенно SiC и В4С). Карбидs входят в состав жаропрочных и жаростойких сплавов — керметов. Высокая химическая стойкость карбидов используется в химических и других отраслях промышленности.

Смотри также:
— карбиды в стали

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг. . 2000.