Carburo de tantalio

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carburo de tantalio
General

Nombre sistemático
monocarburo de tantalio
nombres tradicionales carburo de tantalio
química fórmula TaC
Propiedades físicas
Estado sólido
Masa molar 192,96 g/ mol
Densidad 14,4 g/cm³
Propiedades termales
La temperatura
 •  fusión 3880°C
 •  hirviendo 5500°C
mol. capacidad calorífica 32,5 J/(mol·K)
Conductividad térmica 22,2 W/(m·K)
Clasificación
registro número CAS 12070-06-3
registro Número EINECS 235-118-3
Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario.

El carburo de tantalio es un compuesto químico de metal de tantalio y carbono con la fórmula TaC. Tiene un amplio rango de homogeneidad, que es 41.5−49.5 at.% de carbono, que corresponde a los compuestos TaC 0.73 y TaC 0.96 , respectivamente [1] .

Conseguir

El carburo de tantalio se puede obtener de una de las siguientes formas [2] .

La recuperación de Ta 2 O 5 y la posterior formación de carburo de tantalio se lleva a cabo a temperaturas de 1400-1600 °C en hidrógeno o en vacío. La fuente de carbono es el hollín . En este caso, la tecnología para obtener carburo de tantalio es similar al método presentado anteriormente, solo que en este método el óxido se reemplaza por tantalio metálico. Una variación de este método es la producción de carburo de tantalio en un crisol de grafito que contiene tantalio, carbono y aluminio fundido u otros metales del grupo del hierro en lugar de aluminio a temperaturas de hasta 2000 °C. El producto resultante se trata con un ácido para disolver los carburos de subproductos de aluminio o hierro formados. El método se basa en el proceso de reducción del pentacloruro de tantalio en la superficie de un filamento de tungsteno o carbono a tantalio, que interactúa con un medio de hidrocarburo a temperaturas de 2000 °C a 2930 °C. La reducción y carburación del tantalio se produce por la adición de carbono a la escoria en gran exceso y en presencia de hierro. El carburo resultante se aísla químicamente.

Propiedades físicas

El carburo de tantalio es un material de color marrón claro a oscuro. Tiene una red cúbica de tipo NaCl , grupo espacial Fm3m , con un período de red a = 0.4456 nm.

Propiedades químicas

El carburo de tantalio es un compuesto químicamente estable a temperatura ambiente con respecto a los ácidos sulfúrico , clorhídrico , ortofosfórico , nítrico , oxálico y la mayoría de sus mezclas. Insoluble en solución de hidróxido de sodio al 20% . La disolución de la mayor parte del compuesto se produce en ebullición de ácidos sulfúrico, ortofosfórico y en mezclas de hidróxido de sodio y agua de bromo , hidróxido de sodio y peróxido de hidrógeno , ácidos sulfúrico y ortofosfórico a temperaturas desde 105 °C con formación de un precipitado de sales.

El carburo de tantalio es completamente soluble en una mezcla de fluoruro de hidrógeno y ácido nítrico.

A partir de los 800 °C, interactúa con el oxígeno para formar Ta 2 O 5 [3] .

Aplicación

El carburo de tantalio forma parte de las aleaciones duras TTK , cuyo contenido puede ser del 3% al 17%. La adición de carburo de tantalio mantiene el borde de corte afilado y reduce la tendencia a soldar virutas al cortador. También ayuda a reducir el tamaño de grano de los carburos [4] .

El alto punto de fusión y la resistencia a los metales fundidos hace posible el uso de carburo de tantalio como revestimiento de crisoles para fundir metales refractarios, evaporadores de aluminio y zinc y elementos calefactores para hornos eléctricos de alta temperatura [2] .

Los recubrimientos de carburo de tantalio se utilizan para proteger moldes de acero durante la fundición a presión de aluminio y sus aleaciones [5] .

Notas

  1. 1 2 Samsonov GV Ciencia material física de los carburos. - Naukova Dumka, 1974. - S. 79-397. — 454 pág.
  2. 1 2 Kosolapova T. Ya. Carburos . - Metalurgia, 1968. - S.  300 .
  3. 1 2 Samsonov G. V., Vinitsky I. M. Compuestos refractarios (libro de referencia). - Metalurgia, 1976. - S. 560.
  4. Kieffer R., Benezovsky F. Aleaciones duras . - Metalurgia, 1971. - S.  48 -50. — 392 pág.
  5. E. Mart´ınez, U. Wiklund, J. Esteve, F. Montalà, LL Carreras. Desempeño tribológico de recubrimientos de carburo de tantalio y molibdeno soportados por TiN en contacto deslizante y abrasión // Desgaste - 2002. - Vol. 253, núm. 11-12. - Pág. 1182-1187.