Węglik chromu(II) - Chromium(II) carbide
|
|
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
Nazwa IUPAC
Węglik chromu(II)
|
|
| Inne nazwy
Węglik chromu
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| Karta informacyjna ECHA |
100.031.420 
|
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| Cr 3 C 2 | |
| Masa cząsteczkowa | 180,09 g/mol |
| Wygląd | szare kryształy rombowe |
| Gęstość | 6,68 g / cm 3 |
| Temperatura topnienia | 1895 ° C (3443 ° F; 2168 K) |
| Temperatura wrzenia | 3800 ° C (6870 ° F; 4070 K) |
| reaguje | |
| Struktura | |
| rombowe, oP20 | |
| PNMA, nr 62 | |
| Zagrożenia | |
| NFPA 704 (ognisty diament) | |
| NIOSH (limity ekspozycji dla zdrowia w USA): | |
|
PEL (dopuszczalne)
|
TWA 1 mg/m 3 |
|
REL (zalecane)
|
TWA 0,5 mg/m 3 |
|
IDLH (Bezpośrednie niebezpieczeństwo)
|
250 mg / m 3 |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
|
 zweryfikuj ( co to jest ?)
  |
|
| Referencje do infoboksu | |
Węglik chromu(II) jest związkiem ceramicznym występującym w kilku składach chemicznych: Cr 3 C 2 , Cr 7 C 3 i Cr 23 C 6 . W normalnych warunkach istnieje jako szare ciało stałe. Jest niezwykle twardy i odporny na korozję . Jest to również mieszanka ogniotrwała , co oznacza, że zachowuje swoją wytrzymałość również w wysokich temperaturach. Właściwości te czynią go przydatnym jako dodatek do stopów metali . Gdy kryształy węglika chromu są zintegrowane z powierzchnią metalu, poprawia to odporność na zużycie i korozję metalu oraz zachowuje te właściwości w podwyższonych temperaturach. Najtwardszą i najczęściej używaną do tego celu kompozycją jest Cr 3 C 2 .
Formą mineralną związku Cr 3 C 2 jest tongbait Izovit (Cr,Fe)
23do
6, jest pokrewnym minerałem. Oba są niezwykle rzadkie. Jeszcze innym bogatym w chrom minerałem węglikowym jest jarlongit, Cr 4 Fe 4 NiC 4 .
Nieruchomości
Istnieją trzy różne struktury krystaliczne węglika chromu odpowiadające trzem różnym składom chemicznym. Cr 23 C 6 ma regularną strukturę krystaliczną, a twardość Vickersa 976 kg / mm 2 . Cr 7 C 3 ma sześciokątną strukturę krystaliczną i mikrotwardość 1336 kg / mm 2 . Cr 3 C 2 jest najtrwalszy z trzech kompozycji i ma rombową strukturę krystaliczną o mikrotwardości 2280 kg/mm 2 . Z tego powodu Cr 3 C 2 jest podstawową formą węglika chromu stosowaną w obróbce powierzchni.
Synteza
Syntezę węglika chromu można osiągnąć poprzez mechaniczne stapianie . W tego typu procesie metaliczny chrom i czysty węgiel w postaci grafitu są ładowane do młyna kulowego i mielone na drobny proszek. Po zmieleniu składników sprasowuje się je w pelet i poddaje prasowaniu izostatycznemu na gorąco . Gorące prasowanie izostatyczne wykorzystuje gaz obojętny, głównie argon , w zamkniętym piecu. Ten gaz pod ciśnieniem wywiera ciśnienie na próbkę ze wszystkich kierunków podczas podgrzewania pieca. Ciepło i ciśnienie powodują, że grafit i metaliczny chrom reagują i tworzą węglik chromu. Zmniejszenie procentowej zawartości węgla w mieszaninie wyjściowej powoduje wzrost wydajności form węglika chromu Cr 7 C 3 i Cr 23 C 6 .
Inna metoda syntezy węglika chromu wykorzystuje tlenek chromu, czysty glin i grafit w samorozprzestrzeniającej się reakcji egzotermicznej, która przebiega w następujący sposób:
- 3Cr 2 O 3 + 6Al + 4C → 2Cr 3 C 2 + 3Al 2 O 3
W tej metodzie reagenty są mielone i mieszane w młynie kulowym. Zmieszany proszek jest następnie prasowany w peletkę i umieszczany w obojętnej atmosferze argonu. Próbka jest następnie podgrzewana. Ciepło może dostarczać rozgrzany drut, iskra, laser lub piekarnik. Rozpoczyna się reakcja egzotermiczna, a powstałe ciepło powoduje rozchodzenie się reakcji w pozostałej części próbki.
Zastosowania
Węglik chromu jest przydatny w obróbce powierzchniowej elementów metalowych. Węglik chromu jest używany do powlekania powierzchni innego metalu w technice znanej jako natryskiwanie termiczne . Cr 3 C 2 proszek miesza się ze stałym niklu i chromu . Ta mieszanina jest następnie podgrzewana do bardzo wysokich temperatur i natryskiwana na powlekany przedmiot, gdzie tworzy warstwę ochronną. Warstwa ta jest w zasadzie własnej kompozytu z osnową metaliczną , składające się z twardych ceramicznych Kr 3 C 2 cząstek osadzonych w matrycy niklowo-chromowej. Sama osnowa przyczynia się do odporności powłoki na korozję, ponieważ zarówno nikiel, jak i chrom są odporne na korozję w postaci metalicznej. Po natryśnięciu powłoki, powlekana część musi przejść przez dyfuzyjną obróbkę cieplną, aby osiągnąć najlepsze wyniki pod względem wytrzymałości połączenia z metalem podstawowym, a także pod względem twardości.
Inna technika wykorzystuje węglik chromu w postaci nakładek. Są to prefabrykowane płyty stalowe powlekane węglikiem chromu, które są przeznaczone do przyspawania do istniejących konstrukcji lub maszyn w celu poprawy wydajności.
Węglik chromu stosowany jest jako dodatek do narzędzi skrawających wykonanych z węglików spiekanych , w celu poprawy twardości poprzez zapobieganie rozrostowi dużych ziaren. Podstawowym składnikiem większości niezwykle twardych narzędzi skrawających jest węglik wolframu . Węglik wolframu jest łączony z innymi węglikami, takimi jak węglik tytanu, węglik niobu i węglik chromu, i spiekany razem z osnową kobaltową. Cr 3 C 2 zapobiega tworzeniu się dużych ziaren w kompozycie, co skutkuje drobnoziarnistą strukturą o doskonałej twardości.
Niepożądane tworzenie węglików chromu w stali nierdzewnej i innych stopach może prowadzić do korozji międzykrystalicznej .