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:
Порошкообразный углерод может быть заменен на углеродосодержащие газы (например метан), в этом случае реакция имеет следующий вид:
где символом (СН) обозначены продукты разложения углеводородов Восстановлением оксида хрома(III) углеродом с последующим образованием карбида: В основе процесса лежит реакция:
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 средахV. Singh, R. Diaz, K. Balani, A. Agarwal, S. Seal. Chromium carbide-CNT nanocomposites with enhanced mechanical properties // Acta Materialia, 2009. Vol.57. Р.335-344.. 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.
Примечания
Категория:Соединения хрома Х Категория:Неорганические вещества Категория:Бинарные соединения