Карбид гафния

Карби́д га́фния — бинарное неорганическое соединение металла гафния и углерода с формулой $\text{HfC}$${\ce {HfC}}$, бесцветные кристаллы, не растворимые в воде.

Карбид гафния
Общие
Систематическое наименование	Карбид гафния
Традиционные названия	Углеродистый гафний
Хим. формула	HfC
Физические свойства
Молярная масса	192,50 г/моль
Плотность	12,2-12,7 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	3959 ±84 °C
• кипения'	5400 °C
• разложения	8500 °C
Мол. теплоёмк.	38,1 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-227,09 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	12069-85-1
PubChem	16212551
Рег. номер EINECS	235-114-1
SMILES	[C-]#[Hf+]
InChI	InChI=1S/C.Hf/q-1;+1 NVDNLVYQHRUYJA-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	17340381
Безопасность
NFPA 704	2 2 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Самое тугоплавкое вещество из известных веществ с температурой плавления 3959 ±84°C [1].

Но в мае 2020 года исследователями Научно-исследовательского технологического университета (НИТУ) "МИСиС" создали ещё более тугоплавкое вещество - карбонитрид гафния [2] [3].

ПолучениеПравить

• Нагревание порошкообразного гафния или оксида гафния с углём (сажей):

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{+}\mathsf{C}\stackrel{{}^{\mathsf{o}}\mathsf{t}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}$${\mathsf {Hf+C\ \xrightarrow {^{o}t} \ HfC}}$ 

$\mathsf{H}\mathsf{f}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}\stackrel{{}^{\mathsf{o}}\mathsf{t}}{\to }\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {HfO_{2}+3C\ \xrightarrow {^{o}t} \ HfC+2CO}}$ 

• Пропускание газообразной смеси хлорида гафния, метана и водорода (катализатор) над нагретой вольфрамовой проволокой:

$\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\underset{{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}}{\overset{{}^{\mathsf{o}}\mathsf{t}}{\to }}\mathsf{H}\mathsf{f}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {HfCl_{4}+CH_{4}\ {\xrightarrow[{H_{2}}]{^{o}t}}\ HfC+4HCl}}$ 

Физические свойстваПравить

• Температура плавления: 3959 ±84 °C (второе самое тугоплавкое соединение из всех известных)
• Температура кипения: 5400 °C
• Теплопроводность: 9 Вт/(м·К) (при 573 К)
• Теплопроводность: 17 Вт/(м·К) (при 1473 К)
• Плотность: 12,7 г/см³ (при 20 °C)

Карбид гафния образует жёлтые кристаллы кубической сингонии, параметры ячейки a = 0,44668 нм, Z = 4.

ПрименениеПравить

• Абразив
• Компонент керамики и материалов для жаропрочных покрытий.
• Для изготовления регулирующих стержней ядерных реакторов.

ЛитератураПравить

• Физические величины. под ред. Григорьева И. С., Мейлихова Е. З., М.:Энергоатомиздат, 1991 с. 102, 293, 358
• Химический энциклопедический словарь. под ред. Кнунянц И. Л., М.: Советская энциклопедия, 1983 с. 121
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.