 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( апрель 2012 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение в шаблоне ) |
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Карбид хрома (II) | |
| Другие названия Карбид хрома | |
| Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.031.420  |
PubChem CID | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| Cr 3 C 2 | |
| Молярная масса | 180,009 г / моль |
| Появление | серые орторомбические кристаллы |
| Плотность | 6,68 г / см 3 |
| Температура плавления | 1895 ° С (3443 ° F, 2168 К) |
| Точка кипения | 3800 ° С (6870 ° F, 4070 К) |
| реагирует | |
| Состав | |
| Орторомбический , oP20 | |
| ПНМА, № 62 | |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
PEL (Допустимо) | TWA 1 мг / м 3 [2] |
REL (рекомендуется) | TWA 0,5 мг / м 3 [2] |
IDLH (Непосредственная опасность) | 250 мг / м 3 [2] |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 проверить ( что есть ?)  | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Карбид хрома (II) - это керамическое соединение, которое существует в нескольких химических составах: Cr 3 C 2 , Cr 7 C 3 и Cr 23 C 6 . В стандартных условиях он существует в виде серого твердого вещества. Он чрезвычайно твердый и устойчивый к коррозии . Это также тугоплавкий состав, что означает, что он сохраняет свою прочность и при высоких температурах. Эти свойства делают его полезным в качестве добавки к металлическим сплавам.. Когда кристаллы карбида хрома интегрированы в поверхность металла, это улучшает износостойкость и коррозионную стойкость металла, а также сохраняет эти свойства при повышенных температурах. Самым твердым и наиболее часто используемым составом для этой цели является Cr 3 C 2 .
Минеральной формой соединения Cr 3 C 2 является тонгбаит [3] Изовит (Cr, Fe).
23C
6, является родственным минералом. Оба очень редки. [4] Еще одним богатым хромом карбидным минералом является ярлонгит Cr 4 Fe 4 NiC 4 . [5]
Свойства [ править ]
Карбид хрома имеет три различные кристаллические структуры, соответствующие трем различным химическим составам. Cr 23 C 6 имеет кубическую кристаллическую структуру и твердость по Виккерсу 976 кг / мм 2 . [6] Cr 7 C 3 имеет гексагональную кристаллическую структуру и микротвердость 1336 кг / мм 2 . [6] Cr 3 C 2 является наиболее прочным из трех составов и имеет ромбическую кристаллическую структуру с микротвердостью 2280 кг / мм 2 . [6] По этой причине Cr 3 C 2 является основной формой карбида хрома, используемой для обработки поверхности.
Синтез [ править ]
Синтез карбида хрома может быть осуществлен путем механического легирования . В этом типе процесса металлический хром и чистый углерод в форме графита загружаются в шаровую мельницу и измельчаются в мелкий порошок. После измельчения компоненты прессуются в таблетку и подвергаются горячему изостатическому прессованию . Горячее изостатическое прессование использует инертный газ, в основном аргон., в закрытой духовке. Этот сжатый газ оказывает давление на образец со всех сторон, пока печь нагревается. Под воздействием тепла и давления графит и металлический хром вступают в реакцию с образованием карбида хрома. Уменьшение процентного содержания углерода в исходной смеси приводит к увеличению выхода форм карбида хрома Cr 7 C 3 и Cr 23 C 6 . [7]
Другой метод синтеза карбида хрома использует оксид хрома, чистый алюминий и графит в самораспространяющейся экзотермической реакции, которая протекает следующим образом: [7]
- 3Cr 2 O 3 + 6Al + 4C → 2Cr 3 C 2 + 3Al 2 O 3
В этом методе реагенты измельчаются и смешиваются в шаровой мельнице. Затем смешанный порошок прессуют в таблетку и помещают в инертную атмосферу аргона. Затем образец нагревают. Нагретая проволока, искра, лазер или печь могут обеспечить тепло. Инициируется экзотермическая реакция, и возникающее тепло распространяется по остальной части образца.
Использует [ редактировать ]
Карбид хрома используется для обработки поверхности металлических деталей. Карбид хрома используется для покрытия поверхности другого металла методом, известным как термическое напыление . Порошок Cr 3 C 2 смешан с твердым никель-хромом . Затем эта смесь нагревается до очень высоких температур и распыляется на покрываемый объект, где образует защитный слой. Этот слой по существу представляет собой композит с металлической матрицей , состоящий из твердых керамических частиц Cr 3 C 2, внедренных в никель-хромовую матрицу. Сама матрица способствует коррозионной стойкости покрытия, поскольку никельи хром в своей металлической форме устойчивы к коррозии. После чрезмерного распыления покрытия покрытая деталь должна пройти диффузионную термообработку для достижения наилучших результатов в отношении прочности сцепления с основным металлом, а также в отношении твердости.
В другом методе карбид хрома используется в виде накладок. Это сборные стальные пластины с покрытием из карбида хрома, которые предназначены для приваривания к существующим конструкциям или оборудованию для повышения производительности.
Карбид хрома используется в качестве добавки к режущим инструментам из твердых сплавов с целью повышения твердости за счет предотвращения роста крупных зерен. [8] Основным компонентом большинства чрезвычайно твердых режущих инструментов является карбид вольфрама . Карбид вольфрама сочетается с другими карбидами, такими как карбид титана, карбид ниобия и карбид хрома, и спекается вместе с кобальтовой матрицей. Cr 3 C 2 предотвращает образование крупных зерен в композите, что приводит к мелкозернистой структуре превосходной твердости.
Нежелательное образование карбидов хрома в нержавеющей стали и других сплавах может привести к межкристаллитной коррозии .
Ссылки [ править ]
- ^ Лиде, Дэвид Р. (1998), Справочник по химии и физике (87 изд.), Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, стр. 4–52, ISBN 0-8493-0594-2
- ^ a b c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0141» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Тонгбайт: Минеральная информация, данные и местонахождение , Mindat.org
- ↑ Генералов М.Е., Наумов В.А., Мохов А.В., Трубкин Н.В., «Изовит (Cr, Fe) 23C6 - новый минерал из золото-платиноносных россыпей Урала», Записки Всероссийского минералогического общества, вып. 127, стр. 26-37, 1998.
- ^ Миндат, http://www.mindat.org/min-35899.html
- ^ a b c Chattopadhyay, R. (2001). Поверхностный износ: анализ, обработка и профилактика . Парк материалов, Огайо: ASM International. С. 228–229. ISBN 978-0-87170-702-4.
- ^ a b Синто, Освальдо; Фавилла, Элиан; Капоччи, Хосе (1 июля 2007 г.). «Механико-термический синтез карбидов хрома». Журнал сплавов и соединений . 439 (1–2): 189–195. DOI : 10.1016 / j.jallcom.2006.03.102 .
- ^ Эллис, Джонатан; Хав, Майкл (ноябрь 1997 г.). «Карбиды хрома» . Мир материалов . 5 (11).
Внешние ссылки [ править ]
- Национальный реестр загрязнителей - фактологический бюллетень по соединениям хрома (III)
