Кіріспе

Тантал карбидтері (TaC) тантал мен көміртегінің екілік химиялық қосылыстарының тобын құрайды, олардың эмпирикалық формуласы TaCx, мұнда x әдетте 0,4 пен 1 аралығында өзгереді. Олар өте қатты, морт, отқа төзімді керамикалық материалдар, металл сияқты электр тогын өткізеді. Олар әдетте агломерация арқылы өңделетін қоңыр-сұр түсті ұнтақтар түрінде кездеседі. Маңызды сермет материалдары болып табылатын тантал карбидтері кесу құралдарында қолданылады және кейде вольфрам карбиді қорытпаларына қосылады. Тантал карбидтерінің балқу температурасы бұрын тазалығына және өлшеу жағдайларына байланысты шамамен деп есептелген; бұл көрсеткіш екілік қосылыстар арасындағы ең жоғары мәндердің бірі. Бұрын тек тантал-гафний карбидінің балқу температурасы одан да жоғары деп саналған. Алайда, жаңа сынақтар TaC-тің нақты балқу температурасы 3768 °C екенін, ал тантал-гафний карбиді мен гафний карбидінің балқу температурасы одан да жоғары екенін анықтады.

Дайындық

Қажетті құрамдағы TaCx ұнтақтары тантал мен графит ұнтақтарының қоспасын вакуумда немесе инертті газ атмосферасында (аргон) қыздыру арқылы дайындалады. Қыздыру пеш немесе доғалы балқыту орнатымын қолдана отырып, шамамен температурада жүргізіледі, бірақ бұл өнімнің стехиометриясын қадағалауға мүмкіндік бермейді.

Кристалдық құрылым

TaCx қосылыстары x = 0,7–1,0 үшін кубикалық (тасты тұз) кристалдық құрылымға ие; тор параметрі x-пен бірге артады. Формула Симметрия түрі Пирсон символы Кеңістік тобы No Z ρ (г/см3) a (нм) c (нм) TaC Кубикалық NaCl F8 Fmm2 225 4 14.6 0.4427 TaC0.75 Тригональ hR24 Rm16 6 12 15.01 0.31163 TaC0.5 Тригональ anti CdI2 hP3 Pm1 16 4 11 5.08 0.3103 0.4938 TaC0.5 Гексагональ hP4 P63/mmc 194 2 15.03 0.3105 0.4935

Мұнда Z – бірлік ұяшықтағы формула бірліктерінің саны, ал ρ – тор параметрлерінен есептелген тығыздық.

Қасиеттері

Тантал карбидтеріндегі тантал мен көміртек атомдарының байланысы иондық, металдық және коваленттік үлестердің күрделі қоспасы болып табылады, ал күшті коваленттік компонентінің арқасында бұл карбидтер өте қатты және морт материалдар болып табылады. Мысалы, TaC-тің микроқаттылығы 1600–2000 кг/мм² (~9 Мохс) және серпімділік модулі 285 ГПа-ға тең, ал тантал үшін сәйкес келетін мәндер 110 кг/мм² және 186 ГПа. Тантал карбидтері металлға тән электр өткізгіштігіне ие, оның шамасы да, температураға тәуелділігі де сондай. TaC – TC = 10,35 K салыстырмалы түрде жоғары ауысу температурасы бар супеөткізгіш.

Табиғи пайда болуы

Тантал карбиді – тантал карбидінің табиғи түрі. Бұл кубтық, өте сирек кездесетін минерал.