Карбид: что это такое. Свойства, производство, применение

Карбид: что это такое. Свойства, производство, применение

Карбиды металлов являются неприродными соединениями и могут быть получены только искусственным путем. Первые упоминания о создании этого вещества относятся к началу 19 века, когда его синтезировал англичанин Дьюи в своей лаборатории. Дополнительные связи были созданы позже. В детстве многие люди с удовольствием жарили это вещество, но не все понимают, что это за соединение.

ВКонтакте Facebook Twitter Google+ Контент Minecraft:

Состав и виды карбидов

Карбид не является отдельным веществом. Это соединение углерода с металлами и неметаллами. Кроме того, следует учитывать, что углерод в полученном веществе должен иметь большую электроотрицательность, чем другие используемые элементы. Это позволяет избежать образования галогенов, оксидов и других соединений углерода.

В настоящее время существует три типа цементированного карбида, которые различаются по составу:

1. ковалентные соединения. Этот тип содержит два элемента – кремний и бром. Эти соединения имеют прочные межатомные связи, обеспечивающие высокие температуры плавления и химическую инертность. Эта группа веществ может окисляться только при нагревании до температуры выше 1000 градусов Цельсия. Бромсодержащие вещества чрезвычайно тверды, сравнимы даже с алмазами. Силиконсодержащие вещества менее долговечны, но имеют твердость 8 по шкале Мооса. Однако растворить это вещество можно только в царской водке или с помощью концентрированной азотной или плавиковой кислоты.
2. Ионные или солевые соединения. Эта группа веществ образуется с помощью металлов 1 и 2 групп периодической таблицы элементов, а также алюминия. Эти соединения характеризуются высокими температурами плавления. Ионные карбиды разлагаются под воздействием воды и кислот. Когда реакция происходит, углеводороды высвобождаются, а гидроксид металла остается.
3. Ионные ковалентные соединения металлов или металлоидов. Они образуются с помощью металлов 4-8 групп, а также кобальта, никеля и железа. Отличительной особенностью металлоидных веществ является их высокая прочность и температура плавления. Существует два типа способов подключения:

• Ацетилид – при гидролизе образует этилен или ацетилен. Карбид принадлежит к этому типу соединений.
• Метанаты. При реакции с водой или разбавленными кислотами образуются метан. В большинстве случаев он бесцветен. К ним относятся карбид алюминия, магния и бериллия.

Свойства

Читайте также статью: как включить сберпей в сбербанке

Благодаря своим свойствам эти соединения широко используются в сферах машиностроения и строительства.

1. Материал имеет высокую твердость. Он варьируется в зависимости от разных составов, но всегда остается выше среднего. Это самые твердые минералы.
2. точка плавления. Она почти всегда выше температуры плавления металла, содержащегося в соединении, и может превышать 2000 градусов.
3. Устойчив к коррозии. Многие соединения не вступают в реакцию с различными кислотами и достаточно устойчивы к внешним агрессивным факторам.
4. Взаимодействие с водой. Почти все карбиды реагируют с водой; например, карбид кальция при взаимодействии с ней может взорваться. Условия взаимодействия могут различаться и зависеть от характера связей внутри соединения.

Производство карбида

Получите ковалентные и солевые соединения простыми методами. Смесь измельченного кокса и оксидов металлов поместите в электрическую печь и нагрейте. При высоких температурах оксиды этого элемента реагируют с коксом. По этому методу часть кокса, состоящая из углерода, соединяется с атомами элементов, содержащихся в оксиде. В результате образуются необходимые карбиды и окись углерода. Готовую расплавленную смесь заливают в специальную форму, а после застывания измельчают и классифицируют по крупности частиц. Хотя этот метод и прост, его использование для получения карбидов достаточно энергозатратно, поскольку требует поддержания высоких температур (1600-2500 градусов) на протяжении всей реакции.

Существуют и другие способы получения определенных видов веществ. Обычно это расщепление соединения с целью получения нужного элемента. Формула разложения будет варьироваться в зависимости от конкретного соединения.

Применение в промышленности

Видео: карбид кальция и выгребная яма.

Карбид кальция является важным соединением в производстве ацетилена, газа, используемого при кислородной сварке и металлообработке. Ацетилен может достигать температуры 3150 градусов Цельсия при горении с кислородом. Это позволяет использовать тугоплавкие металлы, для которых требуются температуры, в два раза превышающие температуру плавления самого металла.

Карбид бора используется в качестве огнеупорного материала, поскольку температура плавления этого соединения превышает 2400 градусов. В то же время он появляется и в бронежилете, поскольку защищает не только от пуль и осколков, но и от радиации. Карбид титана используется для покрытия промышленных и строительных инструментов. Его прочность позволяет повысить износостойкость ваших деталей и обрабатывать даже самые прочные материалы.

Хранение и транспортировка

Поскольку карбиды выделяют большое количество тепла и взрывоопасный газ ацетилен при реакции с влагой, материал хранят в герметичных резервуарах или бочках. При использовании таких резервуаров требуется особая осторожность. Газ ацетилен легче воздуха, может самовозгораться и обладает анестезирующими свойствами. При вскрытии бочек, содержащих карбид, применяют специальные средства, предотвращающие образование искр. При попадании вещества на кожу пораженное место необходимо немедленно промыть водой и смазать густым кремом.

Помещение для хранения должно хорошо вентилироваться, рядом не должно храниться никаких других материалов. Это может вызвать опасные реакции. Неправильное хранение может привести к взрыву твердого сплава или сделать его непригодным для использования.

Срок годности составляет максимум шесть месяцев.

Доставка осуществляется только крытой доставкой. Воздушный транспорт запрещен.

Стоимость

Карбид кальция можно приобрести на рынке по цене 80 рублей за килограмм. Эта смесь продается в ведрах или специальных пакетах. Материалы, содержащие кремний, ненамного дороже. Его стоимость составляет 82 рубля за килограмм. А вот карбид вольфрама продается по 1400 рублей за килограмм. Кроме того, можно установить минимальный вес покупки, например, начиная с 10 кг. Цена на карбид бора будет выше – от 2000 рублей, а вес упаковки начинается от 35 кг. Стоимость гафниевых или молибденовых соединений оговаривается индивидуально с поставщиком.

Читайте также статью: Радиодетали, содержащие драгметаллы: содержание и цены

Видео: Производство карбида кальция

Видео: Карбид кальция и ацетилен — что это такое?