Niobcarbid

__ Nb 4+ __ C 4–
Kristallstruktur von Niobcarbid

Identifizierung

N o CAS

12069-94-2

N o ECHA

100.031.913

N o EG

235-117-8

Aussehen

brennbarer kristalliner Feststoff in Pulverform

Chemische Eigenschaften

Brute Formel

C Nb

Molmasse

104,9171 ± 0,0008 g / mol
C 11,45%, Nb 88,55%,

Physikalische Eigenschaften

T ° Fusion

3500 ° C.

Volumenmasse

7,6 g · cm & supmin; ³

Kristallographie

Kristallsystem

Kubisch

Kristallklasse oder Raumgruppe

( N o 225)kubisch

Hermann-Mauguin: $F \ 4 / m \ {\ bar 3} \ 2 / m \,$
Hermann-Mauguin läuft: $Fm {\ bar 3} m \,$

Schönflies:

O_ {h} ^ {5} \,

Vorsichtsmaßnahmen

SGH

Warnung H228, P210, P240, P241, P280, P370 + P378, H228 : Entzündbarer Feststoff
P210 : Von Hitze / Funken / offenen Flammen / heißen Oberflächen fernhalten. - Rauchen verboten.
P240 : Erdung / Potentialausgleich von Steckdose und Aufnahmegerät.
P241 : Explosionsgeschützte Elektro- / Lüftungs- / Beleuchtungs- /… / Geräte verwenden.
P280 : Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen.
P370 + P378 : Im Brandfall: Verwenden Sie… zum Aussterben.

WHMIS

B4,

NFPA 704

2 1 1

Transport

3178

Kemler Code:
40 : entzündbare feste oder selbstreaktive oder Selbst Heizmaterial
UN - Nummer :
3178 : Anorganische entzündbare FEST, NAG
Klasse:
4.1
Label: 4.1 : Entzündbare feste Stoffe, selbstzersetzliche Stoffe und desensibilisierte explosive Feststoffe Verpackung: Verpackungsgruppe III : gefährliche Stoffe.

Einheiten von SI und STP, sofern nicht anders angegeben.

Das Niobcarbid ist eine chemische Verbindung der Formel NbC. Es kommt natürlich als sehr seltenes Mineral, Niobocarbon, vor . Es ist eine sehr harte feuerfeste Keramik, die kommerziell in Bits für Schneidwerkzeuge verwendet wird. Sein Elastizitätsmodul in der Größenordnung von ist 452 GPa , dessen Schubmodul ist im Wert von 182 GPa und seine Poisson-Verhältnis ist 0,227.

Niobcarbid wird durch im allgemeinen hergestellt Sintern und ist ein häufiges Additiv als Kornwachstumshemmer in zementierten Karbiden . Es kommt in Form eines metallisch grauen bis anthrazitgrauen Pulvers mit mehr oder weniger metallisch violetten Reflexen vor, wenn es durch Sintern verdichtet wird. Es kann braune oder goldene Farbtöne auf seinen angelaufenen Oberflächen zeigen. Es zeigt eine Abweichung von der Stöchiometrie von NbC 0,7bei NbC 0,99und s' Oxid von 800 ° C . Es kristallisiert in dem kubischen System mit einer kubisch-flächenzentrierten Struktur ähnlich den von Halit , der Raumgruppe Fm 3 m ( n o 225 ). Es ist eine ultra-feuerfeste Keramik mit einer Härte von mehr als 9 auf der Mohs-Skala und löslich in einer Mischung aus Flusssäure und Salpetersäure .

Neben der Verbindung der Formel NbC gibt es noch ein anderes Niobcarbid der Formel Nb 2 C.( 12011-99-3 ), die Kristallstruktur hexagonal ist und dessen Schmelzpunkt erreicht 3080 ° C .

Vorbereitung

Niobcarbid wird erhalten, indem Niob mit Kohlenstoff unter Vakuum oder unter einer schützenden Wasserstoffatmosphäre umgesetzt wird :

Nb + C ⟶ NbC.

Kleine Mengen Niobcarbid können aus Niobdrähten bei Temperaturen über 2.500 ° C unter einer Wasserstoffatmosphäre unter Zusatz kleiner Mengen Kohlenwasserstoffe ( z. B. Toluol , Methan , Acetylen ) erhalten werden. Es ist auch möglich , durch zu gehen Reduktion von Oxiden von Niob mit Kohlenstoff.

Reines Niob kann aus Niobcarbid und Niobpentoxid Nb 2 O 5 erhalten werdenbei 2000 ° C :

Nb 2 O 5+ 5 NbC ≤ 7 Nb + 5 CO .

benutzen

Niobcarbid wird als Additiv für Spezialstähle zur Verbesserung ihrer Verschleißfestigkeit, als Beschichtung für Graphitstäbe für Kernreaktoren und als Sputtermaterial bei der Herstellung dünner Halbleiterfilme verwendet . Es ist besonders nützlich in mikrolegierten Stählen (en) aufgrund seiner sehr geringen Löslichkeit im Austenit , dem niedrigsten aller feuerfesten Metallcarbide. Dies bedeutet, dass die mikrometrisch großen NbC- Niederschläge bei allen Verarbeitungstemperaturen in Stählen praktisch unlöslich sind und dass ihre Lage an den Korngrenzen es ermöglicht, das übermäßige Wachstum dieser Körner in diesen Stählen zu vermeiden. Dies stellt einen entscheidenden Vorteil dar und stellt ein wesentliches Element von mikroallierten Stählen dar, da es die gleichmäßige und sehr feine Größe ihrer Körner ist, die sowohl die Zähigkeit als auch die Beständigkeit dieser Stähle gewährleistet . Das Titannitrid , TiN der Formel, ist die einzige üblicherweise verwendete Verbindung mit einer noch geringeren Löslichkeit und daher einem besseren Potenzial zur Begrenzung des Wachstums von Kornstählen.

Anmerkungen und Referenzen

" Niobcarbid Verbundschicht , + 99% (Metallbasis) " , auf Alfa Aesar (Zugriff 4. Januar 2019 ) .
berechnete Molekülmasse von „ Atomgewichte der Elemente 2007 “ auf www.chem.qmul.ac.uk .
(in) John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols Handbuch für Mineralogie , " Niobocarbide " Mineralogical Society of America, 2001.
(in) " Niobocarbide " auf Mindat.org .
(in) RF Brenton Saunders CR und CP Kempter , " Elastische Eigenschaften und Wärmeausdehnung von Niobcarbid auf einzelne Hochtemperatur " , Journal of the Less Common Metals , Vol. 3 , No. 19, n o 3, November 1969, p. 273-278 ( DOI 10.1016 / 0022-5088 (69) 90103-9 , online lesen )
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