Карбид хрома(II)

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} Карбид хрома(II) — химическое соединение металла хрома и углерода с формулой Cr₃C₂. Представляет собой упорядоченную фазу с очень узкой областью гомогенности. Содержание углерода в карбиде хрома составляет 13,34% по массе.

Получение

Карбид хрома можно получить одним из следующих способов:

• Непосредственным насыщением хрома углеродом:

$\mathrm{𝟥}𝖢𝗋\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢\stackrel{}{\to }𝖢{𝗋}_{\mathrm{𝟥}}{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}$

Порошкообразный углерод может быть заменен на углеродосодержащие газы (например метан), в этом случае реакция имеет следующий вид:

$𝖢𝗋\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{600-800^{o}C}{\to }𝖢{𝗋}_{\mathrm{𝟥}}{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathsf{(}𝖢𝖧\mathsf{)}$

где символом (СН) обозначены продукты разложения углеводородов

• Восстановлением оксида хрома(III) углеродом с последующим образованием карбида:

В основе процесса лежит реакция:

$\mathrm{𝟥}𝖢{𝗋}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟥}𝖢\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗋}_{\mathrm{𝟥}}{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟫}𝖢𝖮$

Образование карбида Cr₃C₂ начинается при температуре 1150–1200 °C через образование низших карбидов хрома (Cr₂₃C₆, Cr₇C₃). Повышение температуры до 1500–1600 °C приводит к образованию однофазного карбида Cr₃C₂ с незначительным содержанием свободного углерода. Обычно процесс получения карбида ведут в среде водорода.

Физические свойства

Карбид хрома представляет собой порошок серого цвета. Имеет ромбическую решетку, в которой каждый из 8 атомов углерода расположен в центре трёхгранной призмы, в углах которой находятся атомы хрома. Пространственная группа Pnma, периоды решетки а = 0,5532 нм, b = 0,2829 нм, c = 1,1471 нм. Плавление карбида хрома происходит инконгруэнтно по перитектической реакции.

• Удельное электрическое сопротивление 75 мкОм∙см
• Коэффициент линейного теплового расширения 11,7∙10⁻⁶ 1/K (20–1100 °C)
• Микротвёрдость карбида хрома равна 10,4–20,2 ГПа, что связано с анизотропией кристаллической решетки
• Модуль упругости 372 ГПа

Химические свойства

Карбид хрома является стойким соединением по отношению к действию всех минеральных кислот. При действии расплавленной селитры и перекиси натрия окисляется. Кипящая концентрированная хлорная кислота разлагает карбид хрома с выделением ацетилена.

Среди карбидов переходных металлов IV, V и VI групп, карбид хрома является самым стойким при высокотемпературном окислении. Так, окисление карбида хрома в виде порошка начинается при температуре около 700 °C, а в виде компактных образцов окисляется при температуре выше 1000–1100 °C.

Применение

Карбид хрома может входить в состав различных керметов и покрытий, работающих в условиях износа, повышенных температур и в агрессивных средах. Является основным компонентом безвольфрамовых твёрдых сплавов марки КХН (карбид хрома – никель). Близость коэффициента термического расширения Cr₃C₂ к КТР стали позволяет наносить карбидохромовые покрытия, в которых отсутствуют значительные остаточные напряжения.