Tantalhafniumkarbid
Tantalhafniumkarbid är en eldfast kemisk förening med formeln Ta4HfC5, som kan betraktas som en fast lösning av tantalkarbid och hafniumkarbid. Det är också det mest eldfasta ämnet och har den högsta smältpunkten av alla ämnen vars smältpunkter man känner till – både jämfört med grundämnen och med kemiska föreningar.
| Tantalhafniumkarbid | |
| | |
| Kemisk formel | Ta4HfC5 |
|---|---|
| CAS-nummer | 71243-79-3 |
| SMILES | [C].[C].[C].[C].[C].[Hf].[Ta].[Ta].[Ta].[Ta] |
| Egenskaper | |
| Smältpunkt | 3 905 °C |
| Faror | |
| NFPA 704 |
|
| SI-enheter & STP används om ej annat angivits | |
Egenskaper redigera
Individuellt har tantal- och hafniumkarbid den högsta smältpunkten bland de binära föreningarna, 4 041 K (3 768 °C) respektive 4 232 K (3 959 °C)[1] och deras "legering" med en sammansättning Ta4HfC5 har en smältpunkt på 4 178 K (3 905 °C).[2]
Mycket få mätningar av smältpunkten för tantalhafniumkarbid har rapporterats på grund av de uppenbara experimentella svårigheterna vid extrema temperaturer. En studie från 1965 av de fasta lösningarna TaC-HfC vid temperaturer 2 225–2 275 °C fann ett minimum i förångningshastigheten och därmed maximum för den termiska stabiliteten för Ta4HfC5. Denna hastighet var jämförbar med volframs och var svagt beroende av den initiala densiteten hos proverna, som sintrades från TaC-HfC-pulverblandningar, även vid 2 225–2 275 °C. I en separat studie befanns Ta4HfC5 ha den minsta oxidationshastigheten bland de fasta lösningarna TaC-HfC.[3] Ta4HfC5 tillverkades 2009 av företaget Goodfellow som ett 45-μm pulver[4] till ett pris av 9 540 USD/kg (99,0 procent renhet).[5]
År 2015 förutspådde atomistiska simuleringar att hafniumkarbonitrid kunde ha en smältpunkt som överstiger Ta4HfC5 med 200 K.[6] Detta verifierades senare av experimentella resultat 2020.[7]
Struktur redigera
Individuella tantal- och hafniumkarbider har en bergsaltkubisk gitterstruktur. De har vanligtvis underskott av kol och har nominella formler TaCx och HfCx, med x = 0,7–1,0 för Ta och x = 0,56–1,0 för Hf. Samma struktur har också observerats för åtminstone några av deras fasta lösningar.[8] Densiteten beräknad utifrån röntgendiffraktionsdata är 13,6 g/cm3 för Ta0,5Hf0,5C.[9][10] Hexagonal NiAs-struktur (rymdgrupp P63/mmc, nr 194, Pearson-symbol hP4) med en densitet på 14,76 g/cm3 rapporterades för Ta0,9Hf0,1C0,5.[9]
Referenser redigera
- Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Tantalum hafnium carbide, 26 maj 2022.
Noter redigera
- ^ Cedillos-Barraza, Omar; Manara, Dario; Boboridis, K.; Watkins, Tyson; Grasso, Salvatore; Jayaseelan, Daniel D.; Konings, Rudy J. M.; Reece, Michael J.; et al. (2016). ”Investigating the highest melting temperature materials: A laser melting study of the TaC-HFC system”. Scientific Reports 6: sid. 37962. doi:. PMID 27905481.
- ^ ”New record set for world's most heat resistant material”. https://phys.org/news/2016-12-world-resistant-material.html.
- ^ Deadmore, D. L. (1965). ”Vaporization of Tantalum Carbide-Hafnium Carbide Solid Solutions”. Journal of the American Ceramic Society 48 (7): sid. 357–359. doi:. Arkiverad från originalet den 27 mars 2012. https://web.archive.org/web/20120327064834/http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=ADA396947.
- ^ Goodfellow catalogue, February 2009, p. 102
- ^ NIAC 7600-039 FINAL REPORT, NASA Institute for Advanced Concepts – A Realistic Interstellar Explorer, 14 October 2003, p. 55
- ^ Hong, Qi-Jun; van de Walle, Axel (2015). ”Prediction of the material with highest known melting point from ab initio molecular dynamics calculations”. Physical Review B 92 (2): sid. 020104. doi:. ISSN 1098-0121.
- ^ ”Scientists Create World's Most Heat Resistant Material with Potential Use for Spaceplanes”. Forbes. https://www.forbes.com/sites/allisongasparini/2020/05/31/scientists-create-worlds-most-heat-resistant-material-with-potential-use-for-spaceplanes/?sh=79f5452b4f7e.
- ^ Lavrentyev, A; Gabrelian, B; Vorzhev, V; Nikiforov, I; Khyzhun, O; Rehr, J (2008). ”Electronic structure of cubic HfxTa1–xCy carbides from X-ray spectroscopy studies and cluster self-consistent calculations”. Journal of Alloys and Compounds 462 (1–2): sid. 4–10. doi:.
- ^ [a b] Rudy, E.; Nowotny, H. (1963). ”Untersuchungen im System Hafnium-Tantal-Kohlenstoff”. Monatshefte für Chemie 94 (3): sid. 507–517. doi:.
- ^ Rudy, E.; Nowotny, H.; Benesovsky, F.; Kieffer, R.; Neckel, A. (1960). ”Über Hafniumkarbid enthaltende Karbidsysteme”. Monatshefte für Chemie 91: sid. 176–187. doi:.
Externa länkar redigera
Wikimedia Commons har media som rör Tantalhafniumkarbid.
