Carbură de titan
| Carbură de titan | |
|---|---|
 | |
| Caracteristici generale | |
| Formula moleculară sau brută | Tic |
| Masa moleculară ( u ) | 59,88 |
| Aspect | pulbere gri-negru |
| numar CAS | |
| Numărul EINECS | 235-120-4 |
| PubChem | 16211963 |
| ZÂMBETE | [CH3-].[Ti] |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 4,93 [1] |
| Solubilitate în apă | <10 mg / l [1] |
| Temperatură de topire | 3 140 ° C (3413 K) [1] |
| Temperatura de fierbere | 4 820 ° C (5 093 K) [1] |
| Sistem cristalin | cub |
| Proprietăți termochimice | |
| Δ f H 0 (kJ mol −1 ) | -183,7 [2] |
| Informații de siguranță | |
Carbura de titan este compusul binar cu formula TiC. Este un material ceramic refractar extrem de dur ( Mohs 9-9.5) similar carburii de tungsten . Este singura carbură existentă în sistemul titan - carbon ; împreună cu carbura de tungsten (WC) și carbura de tantal (TaC) este o componentă importantă a carburilor cimentate utilizate pentru uneltele de tăiere . [3]
Structura
Carbură de titan cristalizează cu o structură cubică centrată pe față , grup spațial Fm 3 m, N. 225, cu constantă de rețea a = 432,8 pm . Această structură este analogă cu cea a clorurii de sodiu ; TiN și ZrN cristalizează, de asemenea, în aceeași structură. [4]
Este adesea un compus nestoiometric, dar se obțin probe foarte omogene între TiC 0,5 și TiC 0,98 , unde o parte din pozițiile atomului de carbon sunt vacante. [5] Datorită acestor caracteristici, TiC este clasificat ca o carbură metalică interstițială. [6] [7]
Sinteză
Carbura de titan poate fi preparată în diferite moduri. [2] [3] Cea mai utilizată sinteză reacționează cu dioxid de titan cu carbon la 2000 ° C într-o atmosferă de hidrogen:
- TiO 2 + 3C → TiC + 2CO
Altfel pot continua prin sinteză directă la temperaturi ridicate începând de la elementele sub formă de pulbere:
- Ti + C → TiC
o utilizați gazul metan ca sursă de carbon:
- Ti + CH 4 → TiC + 2H 2
În depunerea chimică prin vapori (CVD), tetraclorura de titan, care este un compus foarte volatil, este utilizată ca materie primă pentru titan:
- TiCl4 + CH 4 → TiC + 4HCl
Uneori se preferă sintetizarea directă a soluțiilor solide de carburi ale diferitelor metale; aceste materiale sunt folosite pentru a realiza instrumente:
- TiO 2 + WC + 3C → (Ti, W) C + 2CO
Proprietate
Carbura de titan apare ca o pulbere gri, practic insolubilă în apă, foarte stabilă în prezența acizilor și a oxidanților, dar solubilă în amestecuri de acid azotic și acid fluorhidric . Cu toate acestea, la temperaturi foarte ridicate (> 1000 ° C) reacționează cu aerul, formând TiO și TiN. [2]
Aplicații
Carbura de titan este cea mai dură dintre carburile metalelor de tranziție, dar este prea fragilă pentru a fi folosită pură. Se adaugă în procente de 5-30% (în greutate) carburilor cimentate pe bază de tungsten pentru a crește duritatea și rezistența la temperaturi ridicate ale sculelor de tăiat. Uneori, TiC este utilizat pentru acoperirea suprafețelor de tăiere ale acestor unelte. Vârfurile de tăiere fără tungsten pot fi obținute prin combinarea TiC, carbură de molibden și nichel . [2]
Notă
Bibliografie
- ( EN ) AN Christensen, O investigație a difracției neutronice pe monocristale de carbură de titan, nitrură de titan și nitrură de zirconiu ( PDF ), în Acta Chem. Scand. , A29, nr. 5, 1975, pp. 563-568. Adus la 17 aprilie 2016 (arhivat din original la 7 mai 2016) .
- GESTIS, carbură de titan , pe gestis-en.itrust.de . Adus la 8 aprilie 2016 . Pagina de carbură de titan în baza de date GESTIS.
- (EN) NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor, ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
- (DE) AF Holleman și N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlin, Walter de Gruyter, 2007 ISBN 978-3-11-017770-1 .
- ( EN ) W. Lengauer și A. Eder, Carbides: Transition Metal Solid-state Chemistry , în Encyclopedia of Inorganic Chemistry , ediția a II-a, John Wiley & Sons, 2006, DOI : 10.1002 / 0470862106.ia034 , ISBN 9780470862100 .
- ( DE ) W. Schatt, K.-P. Wieters și B. Kieback, Pulvermetallurgie , Springer, 2006, ISBN 9783540236528 .
- ( EN ) H. Tulhoff și HC Starck, Carbides , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, 2002, DOI : 10.1002 / 14356007.a05_061 .
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe carbură de titan
