碳化鉭性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
碳化鉭，一種過渡金屬碳化物；黑色或暗棕色金屬狀粉末，立方晶系，質(zhì)堅(jiān)硬，不溶于水，微溶于硫酸和氫氟酸，溶于氫氟酸和硝酸的混合溶液；化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定；具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，如高硬度、高熔點(diǎn)、良好的導(dǎo)電性和抗熱震性、較好的耐化學(xué)腐蝕性能、高的抗氧化性和一定的催化性能等；在工業(yè)和軍事上有廣泛的應(yīng)用，在硬質(zhì)合金中，作為一種添加劑而得到廣泛應(yīng)用，其主要作用是提高硬質(zhì)合金的高溫強(qiáng)度和抑制碳化鎢顆粒的長(zhǎng)大；在切削工具中，作為一種堅(jiān)硬的涂層來增加基體金屬的抗化學(xué)腐蝕性和耐磨性；在軍事上，用作噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片和火箭噴嘴涂層， 可顯著提高其抗燒蝕性能，延長(zhǎng)使用壽命；同時(shí)還可以用于電極材料 ,使用電火花線切割成復(fù)雜的形狀；以及作為第二相顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，用于航空航天、冶金、建材、電力、水電、礦山等領(lǐng)域。
黑色或暗棕色金屬狀粉末，立方晶系，質(zhì)堅(jiān)硬。熔點(diǎn)3880℃，沸點(diǎn)5500℃，相對(duì)密度13.9，硬度9～10。能溶于硝酸和氫氟酸的混合酸中，不溶于水和所有的單一的酸中。
在常溫常壓條件下，TaC具有簡(jiǎn)單的NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，而且可以在碳素晶格中容納大量的空缺位而不引起相變的發(fā)生
TaC的硬度和斷裂韌度的最高值分別可達(dá)到(20±0.5)GPa 和(12.7±0.7)MPa1/2。
化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，耐一般的酸堿，但氫氟酸除外。在空氣中加熱轉(zhuǎn)化成五氧化二鉭。可與焦硫酸鉀熔融。本信息是由Chemicalbook的丁紅編輯整理。（2015-09-09）
1.工業(yè)上將五氧化二鉭與固體碳球磨混合，使用非氧化氣氛(主要是真空和氬氣氣氛)，在1700℃的高溫下，進(jìn)行還原和滲碳處理，制備得到粒度大于2μm的碳化鉭粉末。
2.使用液相先軀體法在非氧化氣氛中進(jìn)行熱處理制備得到納米碳化鉭粉末。將 5mL無水乙醇加入裝有0.50gTaCl5的小燒杯中，并用玻璃棒攪拌均勻，然后將其放入超聲波清洗器中，加熱溫度55℃，工作頻率 40kHz，超聲功率80W， 超聲振蕩5～10 min 后， 加入0.10 g納米活性炭，并繼續(xù)振蕩15～20min 后，將其倒入坩堝均勻涂覆于內(nèi)壁上，并用熱風(fēng)機(jī)吹干。將裝有試樣的坩堝置于真空熱壓爐中， 在真空度 100Pa下或氫氣氣氛中于1300℃進(jìn)行高溫處理；或在氬氣氣氛中于1400℃進(jìn)行高溫處理，保溫時(shí)間均為 0.5h，升溫速率 20℃/min。待實(shí)驗(yàn)結(jié)束，用毛刷將坩堝內(nèi)的產(chǎn)物刷下。
3.在空氣中加熱轉(zhuǎn)化成五氧化二鉭。可與焦硫酸鉀熔融。由金屬鉭與碳或五氧化二鉭與煙黑在惰性氣氛中加熱到 1900℃反應(yīng)制得。
4.由五氯化鉭與甲烷為反應(yīng)氣，用氬作載體，用碳化硅電阻從外部輻射加熱、碳化或五氧化鉭與炭黑混合，加壓粉末成型，在氫氣或真空中加熱而制得。
1.在硬質(zhì)合金中，作為一種添加劑而得到廣泛應(yīng)用，其主要作用是提高硬質(zhì)合金的高溫強(qiáng)度和抑制碳化鎢顆粒的長(zhǎng)大。
2.在切削工具中，作為一種堅(jiān)硬的涂層來增加基體金屬的抗化學(xué)腐蝕性和耐磨性。
3.在軍事上，用作噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片和火箭噴嘴涂層，可顯著提高其抗燒蝕性能，延長(zhǎng)使用壽命。
4.由于其電導(dǎo)性很好。因此,它可以用于電極材料 ,而且還可以使用電火花線切割成復(fù)雜的形狀。
5.作為第二相顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于航空航天、冶金、建材、電力、水電、礦山等領(lǐng)域。
化學(xué)性質(zhì)
碳化鉭為淺棕色金屬狀立方結(jié)晶粉末，屬氯化鈉型立方晶系。含碳量6.23%(質(zhì)量)，相對(duì)密度13.9，熔點(diǎn)3880℃，沸點(diǎn)4780℃，晶格常數(shù)a=0．4454 nm，莫式硬度9～10，熱導(dǎo)率22 w／(m?K)，熱膨脹系數(shù)6.29×10
-6/K。不溶于水，難溶于無機(jī)酸，能溶于氫氟酸和硝酸的混合酸中并可分解?？寡趸芰?qiáng)，易被焦硫酸鉀熔融并分解。導(dǎo)電性大，室溫時(shí)電阻為30Ω，顯示超導(dǎo)性質(zhì)。
用途
用于粉末冶金、切削工具、精細(xì)陶瓷、化學(xué)氣相沉積、硬質(zhì)耐磨合金添加劑，提高合金的韌性。碳化鉭的燒結(jié)體顯示金黃色，可作手表裝飾品。
用途
與碳化鎢和碳化鈮配合，制超級(jí)硬質(zhì)合金。
生產(chǎn)方法
氧化鉭碳化法以五氧化二鉭和炭黑為原料制備碳化鉭：將1 rnol五氧化二鉭和7 mol炭黑充分混合，放入還原爐中，在氫或真空中于l500℃下加熱還原lh，即制得碳化鉭粉末?；蛘咴诙栊詺怏w中加熱至1900℃還原制得。為提高產(chǎn)品質(zhì)量，首先在惰性氣體中一次碳化生成初級(jí)碳化物，再在真空條件下進(jìn)行二次碳化制得碳化鉭。
碳化鉭
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品