کاربید هافنیوم

خواندن این مطلب 1 دقیقه زمان میبرد

هافنیوم در سال 1869 توسط دمیتری مندلیف پیش‌بینی شده بود اما در سال 1922 برای اولین‌بار توسط دیرک کوستر و جورج هویس جدا شد. هافنیوم در شکل ابتدایی خود ظاهری براق و نقره‌ای خاکستری دارد. هافنیوم به عنوان یک عنصر آزاد در طبیعت وجود ندارد.

کاربید هافنیوم (HfC) یک ترکیب شیمیایی از هافنیوم و کربن است. کاربید هافنیوم با نقطه ذوب در حدود 3890 °C درجه سانتی‌گراد یکی از مقاوم‌ترین و نسوز‌ترین ترکیبات دودویی شناخته شده است. با این حال، دارای مقاومت در برابر اکسیداسیون کم می‌باشد و اکسیداسیون در دماهای پایین 430 درجه سانتی‌گراد شروع می‌شود.

کاربید هافنیوم معمولاً کمبود کربن دارد، بنابراین ترکیب آن اغلب به صورت HfCx (x = 0.5 تا 1.0) بیان می‌شود. این ساختار کریستالی مکعبی (سنگ نمکی) با مقادیر متفاوت x می‌باشد.

فهرست مطلب:

ویژگی‌های کاربید هافنیوم:

12.2 g/cm³	چگالی
3890 °C	نقطه ذوب
190.54 g/mol	وزن مولکولی
4603 °C	نقطه جوش
292.88 W/m C	هدایت گرمایی
7.5-8.2 10^-6 K^-1	ضریب انبساط حرارتی
109 micro-ohm cm	مقاومت الکتریکی

تولید کاربید هافنیوم:

پودر کاربید هافنیوم با کاهش اکسید هافنیوم (IV) با کربن در دمای 1800 تا 2000 درجه سانتی‌گراد به دست می‌آید. زمان زیادی برای پردازش و از بین بردن اکسیژن لازم است. از طرف دیگر، پوشش‌های HfC با خلوص بالا می‌توانند با رسوب بخار شیمیایی از مخلوط گاز متان، هیدروژن و کلرید هافنیوم (IV) تبخیر شده به‌دست آیند.

موارد استفاده از کاربید هافنیوم:

علی‌رغم خواص مطلوب HfC از قبیل سختی (> 9 Mohs) و نقطه ذوب بالا، به دلیل پیچیدگی فنی و هزینه بالای سنتز کاربرد بسیار کمی دارد.

کاربید هافنیـوم در پوشش‌های سخت استفاده می‌شود، که اغلب توسط فرآیندی مانند پاشش پلاسما استفاده می‌شود.

خواص مغناطیسی HfCx:

خواص مغناطیسی HfCx از پارامغناطیس برای x ≤ 0.8 به دیا مغناطیس برای x های بزرگ‌تر تغییر می‌کند.

علی‌رغم داشتن ساختار کریستالی مشابه HfCx با TaCx یک رفتار معکوس (با افزایش X خاصیت مغناطیس از دیامغناطیس به پارامغناطیس تغییر می‌یابد) برای TaCx مشاهده می‌شود.