Русская Википедия:Карбид тантала-гафния
Карбид тантала-гафния (TaШаблон:SubHfШаблон:SubCШаблон:Sub) — тугоплавкое химическое соединение, представляющее собой твердый раствор на основе карбидов тантала и гафния, имеющих наибольшие температуры плавления среди бинарных соединений (3768 ± 77 и 3959 ±84 градусов Цельсия соответственно [1]). Наивысшую температуру плавления имеет композиция, отвечающая стехиометрии TaШаблон:SubHfCШаблон:Sub, — 3905 ± 82 °С [2]. Для сравнения, температура плавления вольфрама, известного своей тугоплавкостью, — 3387-3422 °С [3] [4].
Измерение температуры плавления карбида тантала-гафния сопряжено с большими экспериментальными трудностями, и работ, посвященных экспериментальным исследованиям этого соединения, немного. В одной из таких работ проводилось исследование твердых растворов TaC-HfC в температурном интервале 2225—2275 °С и было показано, что стехиометрия TaШаблон:SubHfCШаблон:Sub отвечает минимуму скорости испарения и, таким образом, максимуму термической стабильности. Скорость испарения оказалась сопоставимой с таковой у вольфрама и слабо зависела от начальной плотности образцов, полученных спеканием порошковых смесей индивидуальных карбидов. Также было установлено, что эта стехиометрия имеет минимальную скорость окисления в ряду твердых растворов TaC-HfC.[1]
Кристаллическая структура карбидов тантала и гафния кубическая типа NaCl. Обычно они имеют вакансии в углеродной подрешетке и имеют номинальные формулы TaCШаблон:Sub и HfCШаблон:Sub, где x варьируется в пределах 0,7-1,0 для Ta и 0,56-1,0 для Hf. Подобная структура наблюдается также для некоторых из твердых растворов на основе этих карбидов.[2] Значение плотности, полученное по данным рентгеновской дифрактометрии составило 13,6 г/смШаблон:Sup для TaШаблон:SubHfШаблон:SubC.[3][4] У TaШаблон:SubHfШаблон:SubCШаблон:Sub обнаружена гексагональная структура типа-NiAs (пр.гр. P63/mmc, N.194, символ Пирсона hP4) с плотностью 14,76 г/смШаблон:Sup.[3]
В 2015 году методом атомистического моделирования предсказано, что материал системы Hf-C-N может иметь температуру плавления, превышающую TaШаблон:SubHfCШаблон:Sub примерно на 200 градусов, достигнув предела порядка 4161 °C (4435 K).[5] в мае 2020 года исследователями Научно-исследовательского технологического университета (НИТУ) "МИСиС" создали ещё более тугоплавкое вещество - карбонитрид гафния ( <math>Hf C_{0,5} N_{0,35}</math>).[6] [5] [6]
Получение
- Высокотемпературное спекание порошков карбидов.[1]
- Гибридная технология: золь-гель синтез оксикарбидов с последующим карботермическим восстановлением полученного геля.[7]
Применение
Ракетно-космическая промышленность («материалы прямого нагрева», теплозащитные и теплоотводящие поверхности). Лабораторные эксперименты.
Источники
Ссылки
См. также
Шаблон:Inorganic-compound-stub
- ↑ 1,0 1,1 Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ 3,0 3,1 Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Сергей Куликов Гипертемпература для гиперзвука // Эксперт, № 23, 2020. - с.25
- ↑ Шаблон:Статья
