 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Оксид хрома (IV), диоксид хрома | |
| Другие названия Кролин Мэгтрайв | |
| Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.031.470  |
PubChem CID | |
| Номер RTECS |
|
| UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| CrO 2 | |
| Молярная масса | 83,9949 г / моль |
| Появление | черные тетраэдрические ферромагнитные кристаллы |
| Плотность | 4,89 г / см 3 |
| Температура плавления | 375 ° С (707 ° F, 648 К) (разлагается) |
| Нерастворимый | |
| Состав | |
| Рутил (тетрагональный), tP6 | |
| P4 2 / мм, № 136 | |
| Опасности | |
| Паспорт безопасности | ICSC 1310 |
| точка возгорания | Не воспламеняется |
| 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] |
| Родственные соединения | |
Другие катионы | Оксид ванадия (IV) Оксид марганца (IV) |
Связанный | Оксид хрома (II) Оксид хрома (II, III) Оксид хрома (III) Триоксид хрома |
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 | |
Диоксид хрома или оксид хрома (IV) представляет собой неорганическое соединение с формулой CrO 2 . Это черное синтетическое магнитное твердое вещество. [3] Когда-то он широко использовался в эмульсии магнитной ленты . [4] С ростом популярности CD и DVD использование оксида хрома (IV) сократилось. Однако он по-прежнему используется в приложениях на магнитных лентах для систем хранения корпоративного класса. Многие производители оксидов и лент до сих пор считают их одними из лучших когда-либо изобретенных частиц для магнитной записи.
Подготовка и основные свойства [ править ]
CrO 2 был впервые получен Фридрихом Велером разложением хромилхлорида . Игольчатый диоксид хрома был впервые синтезирован в 1956 году Норманом Л. Коксом, химиком из EI DuPont , путем разложения триоксида хрома в присутствии воды при температуре 800 К и давлении 200 МПа . Уравнение гидротермального синтеза имеет следующий вид:
- 3 CrO 3 + Cr 2 O 3 → 5 CrO 2 + O 2
Образующийся магнитный кристалл представляет собой длинный тонкий стержень, похожий на стекло, - идеальный магнитный пигмент для записывающей ленты. Когда в конце 1960-х годов он был коммерциализирован как носитель записи, DuPont присвоил ему торговое название Magtrieve .
CrO 2 принимает рутил структуру (как много металлических диоксидов). Таким образом, каждый центр Cr (IV) имеет октаэдрическую координационную геометрию, и каждый оксид является тригонально плоским. [3]
Использует [ редактировать ]
Магнитные свойства кристалла, вытекающие из его идеальной формы, такой как анизотропия, которая сообщала высокую коэрцитивную силу и остаточную интенсивность намагничивания , привели к исключительной стабильности и эффективности для коротких волн , и почти сразу же проявились в высококачественной аудиокассете, используемой в аудиокассете с высокими частотами и шипение всегда было проблемой. В отличие от неправильно сформированного оксида железаОбычно используется покрытие, кристаллы диоксида хрома имеют идеальную форму и могут быть равномерно и плотно диспергированы в магнитном покрытии, что приводит к более высокому соотношению сигнал / шум в аудиозаписях. Однако хромированные ленты требовали, чтобы кассетные аудиомагнитофоны были оснащены более высоким током смещения (примерно на 50% больше), чем тот, который используется оксидом железа, чтобы должным образом намагничивать частицы ленты. Также был введен новый эквалайзер (70 мкс ), в котором часть расширенной высокочастотной характеристики была заменена на более низкий уровень шума, что привело к улучшению отношения сигнал / шум на 5–6 дБ по сравнению с аудиокассетами с оксидом железа. Эти настройки смещения и эквалайзера позже были перенесены на «хромовые» ленты с модифицированным кобальтом, представленные в середине 1970-х годов компанией TDK., Макселл и другие. Более поздние исследования значительно увеличили коэрцитивную силу частицы за счет легирования или адсорбции редких элементов, таких как иридий, на кристаллическую матрицу или за счет улучшения отношения осевой длины к нерекомендуемому [ требуется разъяснение ] . Полученный продукт потенциально составлял конкуренцию пигментам на основе металлического железа, но, по всей видимости, не получил широкого распространения на рынке.
Проблемы [ править ]
Пока производители не разработали новые способы измельчения оксида, кристаллы могли легко сломаться в процессе производства, и это приводило к чрезмерному сквозному отпечатку (эхо). Выходной сигнал с ленты может упасть примерно на 1 дБ за год. Хотя уменьшение было равномерным по всему частотному диапазону, и шум также упал на ту же величину, сохраняя динамический диапазон, уменьшение смещено в декодерах шумоподавления Dolby, которые были чувствительны к настройкам уровня. Хромированное покрытие было тверже, чем у конкурентов, и это привело к обвинениям в чрезмерном износе головки. Хотя у ленты были головки из твердого феррита быстрее, чем у лент на основе оксида, на самом деле она имела более мягкий пермаллой.головы медленнее; Износ головок был более серьезной проблемой для пермаллойных головок, чем для ферритовых головок. Из-за страха перед головным убором и лицензионных проблем с DuPont пустые потребительские хромированные ленты оказались в невыгодном положении по сравнению с более популярными лентами типа II, в которых использовался модифицированный кобальтом оксид железа, но хром был предпочтительным выбором для кассет музыкальной индустрии. Из-за низкой температуры Кюри, составляющей примерно 386 К (235 ° F), хромированная лента пригодна для высокоскоростного термомагнитного дублирования аудио- и видеокассет для продажи предварительно записанной продукции на потребительском и промышленном рынках. [5]
Продюсеры [ править ]
В начале 1970-х годов DuPont передала лицензию на продукт Sony в Японии и BASF в Германии для производства и распространения в регионах. Японские конкуренты разработали кобальт-адсорбированные (TDK: Avilyn ) и кобальт-ферритовые (Maxell: Epitaxial ) «хромовые эквиваленты» аудиокассеты типа II и различные форматы видеокассет в качестве заменителей. К этому добавлялась проблема, связанная с тем, что при производстве CrO 2 образовывались токсичные побочные продукты, утилизировать которые японским производителям было очень трудно. BASF в конечном итоге стал крупнейшим производителем как пигмента на основе диоксида хрома, так и хромированных лент, основываясь на своих VHS и S-VHS.видеокассеты, аудиокассеты и 3480 картриджей с данными по этой рецептуре. Dupont и BASF также представили хром-кобальтовые «смешанные» оксидные пигменты, которые объединяли около 70% оксида железа, модифицированного кобальтом, с 30% оксида хрома в одном покрытии, предположительно для обеспечения улучшенных характеристик при меньших затратах, чем чистый хром. Многие высококачественные кассеты VHS также используют гораздо меньшее количество хрома в своих составах, потому что его магнитные свойства в сочетании с его очищающим действием на головки сделали его лучшим выбором, чем оксид алюминия.или другие немагнитные материалы, добавленные к кассете VHS для поддержания чистоты голов Dupont прекратила производство частиц диоксида хрома в 1990-х годах. Помимо BASF, которая больше не владеет подразделением по производству лент, Bayer AG из Германии, Toda Kogyo и Sakai Chemical из Японии также производят или могут производить магнитные частицы для коммерческого применения.
Ссылки [ править ]
- ^ Лиде, Дэвид Р. (1998). Справочник по химии и физике (87 изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. С. 4–53. ISBN 0-8493-0594-2.
- ^ a b c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0141» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ a b Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Герд Anger, Jost Halstenberg, Клаус Hochgeschwender, Кристоф Scherhag, Ульрих Korallus, Герберт Кнопф, Питер Шмидт, Манфред Ohlinger. «Соединения хрома». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a07_067 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Коул, G .; Bancroft, L .; Chouinard, M .; МакКлауд, Дж. (Январь 1984 г.). «Термомагнитное дублирование видеоленты из диоксида хрома». IEEE Transactions on Magnetics . 20 (1): 19–23. Bibcode : 1984ITM .... 20 ... 19C . DOI : 10,1109 / TMAG.1984.1063031 . ISSN 1941-0069 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Джалил, В. Абдул; Каннан Т.С. (1983). «Гидротермальный синтез порошков диоксида хрома и их характеристика». Вестник материаловедения . 5 (3–4): 231–246. DOI : 10.1007 / BF02744038 .
- Бейт, Г. (1978). «Обзор последних достижений в области материалов для магнитной записи». IEEE Transactions on Magnetics . 14 (4): 136–142. Bibcode : 1978ITM .... 14..136B . DOI : 10,1109 / TMAG.1978.1059769 .
- О'Келли, Теренс (1981). «Технический аргумент в пользу диоксида хрома». Записная книжка изобретателя BASF № 6; http://www.ant-audio.co.uk/Tape_Recording/Library/Chrome.pdf
