Carburo de tantalio y hafnio

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Carburo de tantalio y hafnio
General

Nombre sistemático		 Carburo de tantalio y hafnio
química fórmula Ta 4 Hf C 5
Propiedades físicas
Masa molar 962,34 g/ mol
Propiedades termales
La temperatura
 •  fusión 3905 ± 82 °C
Clasificación
registro número CAS 71243-79-3
registro Número EINECS 275-291-2
Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario.

El carburo de tantalio - hafnio ( Ta x Hf y-x C y ) es un compuesto químico refractario, que es una solución sólida a base de carburos de tantalio y hafnio , que tienen los puntos de fusión más altos entre los compuestos binarios (3768 ± 77 y 3959 ± 84 grados Celsius, respectivamente [1] ) . La temperatura de fusión más alta tiene una composición correspondiente a la estequiometría Ta 4 Hf C 5 - 3905 ± 82 °C [2] . A modo de comparación, el punto de fusión del tungsteno , conocido por su refractariedad , es de 3387-3422 °C [3] [4] .

La medición de la temperatura de fusión del carburo de tantalio-hafnio está asociada con grandes dificultades experimentales, y existen pocos trabajos dedicados a estudios experimentales de este compuesto. En uno de estos trabajos, se estudiaron soluciones sólidas de TaC-HfC en el rango de temperatura 2225-2275 °C y se demostró que la estequiometría de Ta 4 Hf C 5 corresponde a la tasa de evaporación mínima y, por tanto, a la máxima estabilidad térmica. La tasa de evaporación resultó ser comparable a la del tungsteno y dependía débilmente de la densidad inicial de las muestras obtenidas mediante la sinterización de mezclas en polvo de carburos individuales. También se encontró que esta estequiometría tiene la tasa de oxidación más baja en la serie de soluciones sólidas de TaC-HfC. [una]

La estructura cristalina de los carburos de tantalio y hafnio es de tipo NaCl cúbico. Suelen tener vacantes en la subred de carbono y tienen las fórmulas nominales TaC x y HfC x , donde x varía entre 0,7-1,0 para Ta y 0,56-1,0 para Hf. También se observa una estructura similar para algunas de las soluciones sólidas a base de estos carburos. [2] El valor de densidad obtenido a partir de los datos de difracción de rayos X fue de 13,6 g/cm 3 para Ta 0,5 Hf 0,5 C. [3] [4] Ta 0,9 Hf 0,1 C 0,5 estructura hexagonal encontrada del tipo NiAs (sp. gr. P63/mmc, N.194, símbolo de Pearson hP4) con una densidad de 14,76 g/ cm3 . [3]

En 2015, se predijo mediante modelos atomísticos que el material del sistema Hf-CN podría tener un punto de fusión superior a Ta 4 Hf C 5 en unos 200 grados, alcanzando un límite de unos 4161 °C (4435 K ). [5] en mayo de 2020, investigadores de la Universidad Tecnológica de Investigación (NUST) MISiS crearon una sustancia aún más refractaria: el carbonitruro de hafnio ( ). [6] [5] [6]

Conseguir

Aplicación

Industria espacial y de cohetes ("materiales de calentamiento directo", superficies de protección térmica y eliminación de calor). Experimentos de laboratorio.

Fuentes

  1. ↑ 1 2 Deadmore DL Vaporización de soluciones sólidas de carburo de tantalio-carburo de hafnio  // Revista de la Sociedad Americana de Cerámica. - 1965. - T. 48 , núm. 7 . — S. 357–359 . -doi : 10.1111/ j.1151-2916.1965.tb14760.x . Archivado desde el original el 4 de octubre de 2013.
  2. ↑ Lavrentyev A., Gabrelian B., Vorzhev V., Nikiforov I., Khyzhun O., Rehr J. Estructura electrónica de carburos cúbicos Hf x Ta 1-x C y de estudios de espectroscopia de rayos X y cálculos autoconsistentes de grupos / / Revista de Aleaciones y Compuestos. - 2008. - T. 462 . — Pág. 4–10 . -doi : 10.1016/ j.jallcom.2007.08.018 .
  3. ↑ 1 2 Rudy E., Nowotny H. Untersuchungen im System Hafnium-Tantal-Kohlenstoff // Monatshefte für Chemie. - 1963. - T. 94 , núm. 3 . — S. 507–517 . -doi : 10.1007/ BF00903490 .
  4. ↑ Rudy E., Nowotny H., Benesovsky F., Kieffer R., Neckel A. Über Hafniumkarbid enthaltende Karbidsysteme // Monatshefte für Chemie. - 1960. - T. 91 . — S. 176–187 . -doi : 10.1007/ BF00903181 .
  5. ↑ Hong Qi-Jun, van de Walle Axel. Predicción del material con el punto de fusión más alto conocido a partir de cálculos de dinámica molecular ab initio // Physical Review B. - 2015. - Vol. 92 , no. 2 . — ISSN 1098-0121 . -doi : 10.1103 / PhysRevB.92.020104 .
  6. ↑ Sergey Kulikov Hipertemperatura para hipersonido // Experto , No. 23, 2020. - p.25
  7. ↑ Simonenko EP, Ignatov NA, Simonenko NP, Ezhov Yu. S., Sevastyanov VG, Kuznetsov NT Síntesis de carburo de tantalio-zirconio superrefractario altamente disperso Ta 4 ZrC 5 y carburo de tantalio-hafnio Ta 4 HfC 5 mediante tecnología sol-gel // Revista rusa de química inorgánica. - 2011. - T. 56 , núm. 11 _ - S. 1681-1687 . — ISSN 1531-8613 . -doi : 10.1134/ S0036023611110258 .

Enlaces

Véase también

 compuestos de hafnio
Bromuro de hafnio(II) (HfBr 2 ) Bromuro de hafnio(III) (HfBr 3 ) Bromuro de hafnio(IV) (HfBr 4 ) Diboruro de hafnio (HfB 2 ) Dihidróxido de hafnio (HfO(OH) 2 ) Hidróxido de hafnio(IV) (Hf(OH) 4 ) Fosfato de hidrógeno de hafnio (Hf(HPO 4 ) 2 ) Yoduro de hafnio(III) (HfI 3 ) Yoduro de hafnio(IV) (HfI 4 ) Carburo de hafnio (HfC) Carburo de tantalio y hafnio (Ta 4 HfC 5 ) Nitruro de hafnio (III) (HfN) Carbonitruro de hafnio (HfC 0,5 N 0,35 ) Óxido de hafnio(IV) (HfO 2 ) Dibromuro de óxido de hafnio (HfOBr 2 ) Dicloruro de óxido de hafnio (HfOCl 2 ) Silicato de hafnio(IV) (HfSiO 4 ) Sulfato de hafnio(IV) (Hf(SO 4 ) 2 ) Sulfuro de hafnio(IV) (HfS 2 ) Ácido trisulfatohafnico (H 2 [Hf (SO 4 ) 3 ]) Fosfato de hafnio(IV) (Hf 3 (PO 4 ) 4 ) Fluoruro de hafnio (IV) (HfF 4 ) Cloruro de hafnio(I) (HfCl) Cloruro de hafnio(III) (HfCl 3 ) Cloruro de hafnio(IV) (HfCl 4 )