karbidai
karbdai, anglies junginiai su metalais, boru ir siliciu. Kietos, trapios medžiagos. Pagal cheminio ryšio tipą skiriami joniniai, kovalentiniai ir metališkieji. Būna paprastieji (sudaryti iš 2 elementų) ir sudėtingieji (iš 3 elementų). Joninius karbidus sudaro periodinės elementų sistemos I A ir II A grupių metalai (pvz., Na2C2, kalcio karbidas), retųjų žemių metalai (pvz., LaC2), aktinoidai (pvz., UC2) ir aliuminis (Al4C3). Jie panašūs į druskas, susideda iš metalo katijono ir anglies anijono. Kovalentinius karbidus sudaro boras ir silicis, metališkuosius – IV B–VI B grupių pereinamieji metalai, geležis, kobaltas ir nikelis. Kovalentiniai karbidai yra puslaidininkiai, metališkieji karbidai laidūs elektrai. Boro ir silicio karbidai labai kieti, metališkųjų kietumas mažesnis, bet jų lydymosi temperatūra labai aukšta (1,2–2 kartus aukštesnė už juos sudarančių metalų). Joninius karbidus skaido vanduo ir praskiestos rūgštys, kovalentinius – koncentruotos rūgštys ir šarmai, kai yra oksidatorių. Karbidai gaunami aukštoje temperatūroje (aukštesnėje negu 1500 °C) metalams arba jų oksidams reaguojant su anglimi vakuume, inertinėje (argono, helio) arba redukcinėje (vandenilio) terpėje, redukuojant anglies ir metalų oksidų mišinį kitais metalais, dujinėje fazėje reaguojant išgarintiems metalų junginiams su angliavandeniliais arba jų dariniais. Labai gryni, be deguonies ir azoto priemaišų, karbidai gaunami reaguojant išlydytam metalui arba lydiniui su anglimi, susidaro lydant plieną ir ketų, gaminant legiruotąjį plieną. Karbidai naudojami kietoms, sunkialydėms ir aukštai temperatūrai atsparioms medžiagoms gaminti. Geležies ir kitų metalų karbidai, susidarę lydant plieną ir ketų, padidina jų atsparumą kaitrai, dilimui, korozijai ir pagerina kitas savybes. Kieti sunkialydžiai titano, hafnio, tantalo ir kitų panašių savybių metalų karbidai yra kietlydinių komponentai. Karbidai yra kompozicinių medžiagų, naudojamų raketinių ir reaktyvinių variklių dalims, elektrinių krosnių kaitinimo elementų ir kitų aukštoje temperatūroje (aukštesnėje negu 2000 °C) dirbančių įrenginių dalims gaminti, sudedamoji dalis. Iš karbidų daromi pjovimo ir gręžimo įrankių, įrangos darbiniai paviršiai, jie naudojami kaip abrazyvinės ir šlifavimo medžiagos, kai kurie (pvz., WC, Mo2C ir kiti) – kaip organinės sintezės katalizatoriai (vietoj platinos ir rutenio), reduktoriai.
Lydymosi temperatūra, °C | Tankis, kg/m3 | Kietumas pagal Brinellį HB | |
---|---|---|---|
TiC | 3 257 | 4 920 | 3 170 |
ZrC | 3 530 | 6 660 | 2 950 |
HfC | 3 890 | 12 670 | 2 830 |
VC | 2 648 | 5 480 | 2 480 |
NbC | 3 613 | 7 820 | 2 170 |
TaC | 3 985 | 14 400 | 1 720 |
Cr3C2 | 1 895 | 6 740 | 1 800 |
Mo2C | 2 522 | 9 180 | 1 500 |
WC | 2 720 | 15 600 | 1 720 |
Fe3C | 1 650 | 7 690 | 1 720 |
B4C | 2 540 | 2 520 | 4 910 |
SiC | 2 540 | 3 208 | 3 300 |
2509