탄화알루미늄

Aluminium carbide
탄화알루미늄
Unit cell ball and stick model of aluminium carbide
이름
우선 IUPAC 이름
탄화 알루미늄
기타 이름
탄화알루미늄
식별자
3D 모델(JSmol)
켐스파이더
ECHA 정보 카드 100.013.706 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 215-076-2
메쉬 알루미늄+탄화물
UN 번호 UN 1394
  • InChI=1S/3C.4Al/q3*-4;4*+3 checkY
    키: TWHBEKGYWPPYQL-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI= 1/3C.4Al/q3*-4;4*+3
    키: TWHBEKGYWPYQL-UHFFFAOYAR
  • [Al+3] [Al+3][Al+3] [Al+3][C-4] [C-4][C-4]
특성.
Al4C3
몰 질량 143.95853g/140
외모 무채색(순수일 경우) 육각형 결정[1]
냄새 무취의
밀도 2.93g/cm3[1]
녹는점 2,200 °C (3,990 °F, 2,470 K)
비등점 1400°C에서[2] 분해됩니다.
천연가스를 만들기 위해 반응하다
구조.
마름모꼴, hR21, 공간군 R3m, No. 166. a = 0.3335nm, b = 0.3335nm, c = 0.85422nm, α = 78.743°, β = 78.743°, β = 78.743°, δ = 60°[2]
열화학
116.8 J/mol K
88.95 J/mol K
-209 kJ/mol
- 196 kJ/mol
위험 요소
GHS 라벨링:
GHS02: FlammableGHS07: Exclamation mark
경고
H261, H315, H319, H335
P231+P232, , , , , , , , , , , , , , , ,
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

알루미늄 탄화물(화학식 AlC43)은 알루미늄의 탄화물입니다.그것은 옅은 노란색에서 갈색 결정의 외관을 가지고 있다.1400°C까지 안정적입니다.그것은 메탄 생성과 함께 물에서 분해된다.

구조.

탄화알루미늄은 AlC와2 AlC가22 번갈아 층을 이루는 특이한 결정구조다.각 알루미늄 원자는 4개의 탄소 원자에 배위되어 사면체 배열이 된다.탄소 원자는 2개의 다른 결합 환경에 존재합니다; 하나는 217 pm 거리에 있는 6 Al 원자의 변형된 8면체입니다.다른 하나는 190-194 pm에 4 Al 원자, 221 [3][4]pm에 5번째 Al 원자의 변형된 삼각쌍추체 구조이다.다른 탄화물(IUPAC 명명법: 메티드)도 복잡한 구조를 보인다.

반응

탄화알루미늄은 메탄의 진화와 함께 가수분해된다.이 반응은 실온에서 진행되지만 [5]가열에 의해 빠르게 가속됩니다.

AlC43 + 122 HO → 4 Al(OH)3 + 3 CH4

다른 [1]시약에서도 유사한 반응이 발생합니다.

AlC43 + 12 HCl → 4 AlCl3 + 3 CH4

1300°C에서43 15시간 동안 Ti, AlC 흑연 혼합물의 40MPa 이상에서 반응성 열등정압(히핑)을 가하면 TiAlCN의20.50.5 단상 샘플이 주로 생성되고 1300°C에서 30시간 동안2 TiAlC([6]Titanium Almium Carbound)의 단상 샘플이 주로 생성됩니다.

준비

탄화알루미늄은 전기아크로에서 [3]알루미늄과 탄소를 직접 반응시켜 제조한다.

4 Al + 3 C → AlC43

대체 반응은 알루미나에서 시작되지만 일산화탄소가 생성되기 때문에 덜 바람직하다.

223 AlO + 9 C → AlC43 + 6 CO

탄화규소는 알루미늄과 반응하여 AlC를 생성합니다43.이43 변환은 AlC가 [7]SiC보다 취약하기 때문에 SiC의 기계적 응용을 제한합니다.

4 Al + 3 SiC → AlC43 + 3 Si

탄화규소로 강화된 알루미늄 매트릭스 복합재료에서는 탄화규소와 용융알루미늄의 화학반응에 의해 탄화규소 입자에 탄화알루미늄 층이 생성되며, 탄화규소 입자의 [8]습도는 증가하지만 탄화규소 입자의 강도는 감소합니다.이러한 경향은 실리콘 카바이드 입자를 적절한 산화물 또는 질화물로 코팅하거나 입자의 사전 산화를 통해 실리카 코팅을 형성하거나 희생 [9]금속 층을 사용함으로써 줄일 수 있습니다.

알루미늄 분말과 흑연 입자를 혼합하여 기계적 합금으로 알루미늄-탄화알루미늄 복합재를 만들 수 있다.

발생.

소량의 탄화알루미늄은 기술적 탄화칼슘의 일반적인 불순물입니다.알루미늄의 전해제조에서는 흑연전극의 [10]부식생성물로서 탄화알루미늄이 형성된다.

비금속 탄화물(실리콘 탄화물, 붕소 탄화물 등) 또는 탄소 섬유로 보강된 알루미늄 매트릭스를 기반으로 하는 금속 매트릭스 복합재료에서는 종종 알루미늄 탄화물이 불필요한 제품으로 형성된다.탄소섬유의 경우 500°C 이상의 온도에서 알루미늄 매트릭스와 반응합니다. [citation needed]붕화티타늄을 코팅하면 섬유의 습윤과 화학반응을 억제할 수 있습니다.

적용들

알루미늄 매트릭스에 미세하게 분산된 탄화알루미늄 입자는 특히 탄화규소 [11]입자와 함께 재료의 크립 경향을 낮춥니다.

고속절삭공구에서 [12]연마재로 탄화알루미늄을 사용할 수 있다.그것은 [13]토파즈와 거의 같은 경도를 가지고 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c Mary Eagleson (1994). Concise encyclopedia chemistry. Walter de Gruyter. p. 52. ISBN 978-3-11-011451-5.
  2. ^ a b Gesing, T. M.; Jeitschko, W. (1995). "The Crystal Structure and Chemical Properties of U2Al3C4 and Structure Refinement of Al4C3". 50. Zeitschrift für Naturforschung B, A journal of chemical sciences: 196–200. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  3. ^ a b Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. p. 297. ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ Solozhenko, Vladimir L.; Kurakevych, Oleksandr O. (2005). "Equation of state of aluminum carbide Al4C3". Solid State Communications. 133 (6): 385–388. Bibcode:2005SSCom.133..385S. doi:10.1016/j.ssc.2004.11.030. ISSN 0038-1098.
  5. ^ qualitative inorganic analysis. CUP Archive. 1954. p. 102.
  6. ^ Barsoum, M.W.; El-Raghy, T.; Ali, M. (30 June 1999). "Processing and characterization of Ti2AlC, Ti2AlN, and Ti2AlC0.5N0.5". Metallurgical and Materials Transactions A. 31 (7): 1857–1865. doi:10.1007/s11661-006-0243-3. S2CID 138590417.
  7. ^ Deborah D. L. Chung (2010). Composite Materials: Functional Materials for Modern Technologies. Springer. p. 315. ISBN 978-1-84882-830-8.
  8. ^ Urena; Salazar, Gomez De; Gil; Escalera; Baldonedo (1999). "Scanning and transmission electron microscopy study of the microstructural changes occurring in aluminium matrix composites reinforced with SiC particles during casting and welding: interface reactions". Journal of Microscopy. 196 (2): 124–136. doi:10.1046/j.1365-2818.1999.00610.x. PMID 10540265. S2CID 24683423.
  9. ^ Guillermo Requena. "A359/SiC/xxp: A359 Al alloy reinforced with irregularly shaped SiC particles". MMC-ASSESS Metal Matrix Composites. Archived from the original on 2007-08-15. Retrieved 2007-10-07.
  10. ^ Jomar Thonstad; et al. (2001). Aluminum Electrolysis : Fundamentals of the Hall-Héroult Process 3rd ed. Aluminum-Verlag. p. 314. ISBN 978-3-87017-270-1.
  11. ^ S.J. Zhu; L.M. Peng; Q. Zhou; Z.Y. Ma; K. Kucharova; J. Cadek (1998). "Creep behaviour of aluminum strengthened by fine aluminum carbide particles and reinforced by silicon carbide particulates DS Al-SiC/Al4C3composites". Acta Technica CSAV (5): 435–455. Archived from the original (abstract) on 2005-02-22.
  12. ^ 조나단 제임스 세이브커 외'고속 절삭 공구' 미국 특허 6,033,789, 발행일 : 2000년 3월 7일
  13. ^ E. Pietch, ed. "Gmelins Hanbuch der anorganischen Chemie:알루미늄, Teil A", Verlag Chemie, 베를린, 1934–1935.