Большая Советская Энциклопедия (КА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 342

Табл. 3. — Механические свойства карбидов

Карбид Твёрдость Н, Гн/м2 , при температуре, °С Предел прочности при растяжении, Мн/м2 , при температуре °С Предел прочности при сжатии, Мн/м2 , при температуре °С Модуль упругости, Гн/м2 , при температуре °С 20 1230 1730 20 1230 1730 20 1230 1730 20 730 1230 TiC 31,0 1,6 0,3 560 200 90 1350 470 260 460 420 400 ZC 29,0 2,0 1,3 300 100 — 1700 300 — 550 520 500 NbC 20,5 0,75 0,28 — — — 1400 400 200 540 500 470 WC 18,0 0,9 0,45 — — — 2700 600 100 722 690 600 SiC 33,4 2,2 0,9 180 230 — 800 400 160 386 373 350

  Ацетиленидами являются К. щелочных металлов (Li2 C2 , Na2 C2 и пр.), магния MgC2 и щелочноземельных металлов (CaC2 , SrC2 и др.), высшие К. редкоземельных металлов (YC2 , LaC2 и др.) и актиноидов (ThC2 и пр.). С уменьшением ионизационного потенциала металла в этой группе возрастает склонность к образованию «поликарбидов» со сложными анионами из атомов углерода (MeC8 , MeC16 , MeC24 и др.). Эти К. имеют графитоподобные решётки, в которых между слоями из атомов углерода расположены атомы металла. Ионные К. ацетиленидного типа, например карбид кальция , при взаимодействии с водой или разбавленными кислотами разлагаются с выделением ацетилена (или ацетилена в смеси с др. углеводородами и иногда — водородом). Cu2 C2 , Ag2 C2 и др. взрываются при ударе, обладают невысокой химической устойчивостью, легко разлагаются и окисляются при нагревании. К метанидам относятся Be2 C, Al4 C3 , которые легко гидролизуются с выделением метана (табл. 1).

  Ковалентные К., типичными представителями которых являются К. кремния и бора, SiC и B4 C (правильнее B12 C3 ), отличаются прочностью межатомной связи; обладают высокой твёрдостью, химической инертностью, жаропрочностью; являются полупроводниками. Структура некоторых таких К. (например, SiC) близка к структуре алмаза . Кристаллические решётки этих К. представляют собой гигантские молекулы (см. Бора карбид , Кремния карбид ).

  Металлоподобные К. обычно построены как фазы внедрения атомов углерода в поры кристаллических решёток переходных металлов. Природа металлоподобных К., как фаз внедрения, обусловливает их высокую твёрдость и износостойкость, практическое отсутствие пластичности при обычных температурах, хрупкость и относительно невысокие прочие механические свойства. К. этой группы — хорошие проводники электричества, откуда и название — «металлоподобные». Многие из них — сверхпроводники (например, температуры перехода в сверхпроводящее состояние составляют: Nb2 C, 9,18 К; NbC, 8—10 К; MO2 C, 12,2 К; MoC, 6,5 К). Важными для техники свойствами обладают взаимные сплавы К. TiC, ZrC, HfC, NbC и TaC. Так, композиции, состоящие из 25% HfC и 75% TaC, имеют наиболее высокую температуру плавления (около 4000 °С) из всех тугоплавких металлов и веществ. Металлоподобные К. обладают большой химической устойчивостью в кислотах, меньшей — в щелочах. При их взаимодействии с H2 , O2 , N2 и пр. образуются гидридокарбиды, оксикарбиды, карбонитриды, также представляющие фазы внедрения и обладающие свойствами, близкими к свойствам К. К металлоподобным К. относятся также соединения с более сложными структурами: Mn3 C, Fe3 C, Co3 C, Ni3 C (табл. 2).

  Получение и применение. Распространёнными методами получения К. являются нагревание смесей порошков металлов и угля в среде инертного газа или восстановительного газа; сплавление металлов с одновременной карбидизацией (MeO + С ® MeC + CO) при температурах 1500—2000° С и др. Для получения изделий из порошков К. используют порошковую металлургию ; отливку расплавленных К. (обычно под давлением газовой среды для предотвращения разложения при высоких температурах); диффузионное науглероживание предварительно подготовленных изделий из металлов и неметаллов; осаждение в результате реакций в газовой фазе (особенно при получении карбидных волокон); плазменную металлургию. Обычные механические методы обработки изделий из металлоподобных К. и высокопрочных карбидно-металлических сплавов оказываются непригодными и заменяются абразивной, ультразвуковой обработкой, электроискровым способом и др.

  Из ионных К. важное значение в технике как источник ацетилена имеет карбид кальция. Широко используются ковалентные и металлоподобные К. Так, тугоплавкие К. применяют для изготовления нагревателей электропечей сопротивления, защитных чехлов для термопар, тиглей и т.д. На основе сверхтвёрдых и износостойких К. производят металло-керамические твёрдые сплавы (вольфрамокобальтовые и титановольфрамовые), а также абразивы для шлифования и доводки (особенно SiC и B4 C). К. входят в состав жаропрочных и жаростойких сплавов — керметов , в которых твёрдые, но хрупкие К. цементированы вязкими, но достаточно тугоплавкими металлами. К. железа Fe3 O образует в железоуглеродистых сплавах (чугунах и сталях) так называемую цементитную фазу — твёрдую, но очень хрупкую и непластичную (см. Цементит ). Высокая химическая стойкость К. используется в химическом машиностроении и химической промышленности для изготовления трубопроводов, насадок, облицовки реакторов. Металлическая или полупроводниковая проводимость, хорошие термоэмиссионные свойства, способность переходить в сверхпроводящее состояние — для изготовления резисторов, различных элементов полупроводниковых устройств, в составе электроконтактов, магнитных материалов, термокатодов в электронике.

  Лит.: Самсонов Г. В., Тугоплавкие соединения. Справочник по свойствам и применению, М., 1963; Косолапова Т. Я., Карбиды, М,, 1968; Тугоплавкие материалы в машиностроении. Справочник, под ред. А. Т. Туманова и К. И. Портного, М., 1967; Особо тугоплавкие элементы и соединения. Справочник, М., 1969; Тугоплавкие карбиды, [Сборник], под ред. Г. В. Самсонова, К., 1970.

  Г. В. Самсонов, К. И. Портной.

Карбиды железа

Карби'ды желе'за , соединения железа с углеродом; см. Железо , Железоуглеродистые сплавы , Карбиды .

Карбин

Карби'н, 4-хлор-бутин-2-ил-N-(3-хлорфенил)-карбамат, системный гербицид , применяется для борьбы с овсюгом в посевах пшеницы, ячменя, сахарной свёклы, льна, подсолнечника, зернобобовых и крестоцветных культур.

Карбинолы

Карбино'лы, общее название алифатических спиртов, рассматриваемых как производные метилового спирта — карбинола CH3 — OH. Например, изопропиловый спирт (CH3 )2 CHOH называют диметил-карбинол. См. Спирты .