Cacbua nhôm

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Cacbua nhôm
Tên khác Nhôm cacbua
Nhận dạng
Số CAS 1299-86-1
Thuộc tính
Công thức phân tử Al4C3
Phân tử gam 143,9585 g/mol
Bề ngoài tinh thể vàng nhạt-nâu
Tỷ trọng 2,36 g/cm³
Điểm nóng chảy 2.100 °C
Điểm sôi phân hủy tại 2.200 °C
Các nguy hiểm

Cacbua nhôm hay nhôm cacbua, có công thức hóa học là Al4C3 là một hợp chất dạng rắn, tinh thể hoặc phiến màu vàng, trong suốt. Nó ổn định ở nhiệt độ 1.400 °C, tỉ trọng 2,36 g/cm³. Các nguyên tử cacbon trong mạng tồn tại ở dạng C4−.

Điều chế[sửa | sửa mã nguồn]

Cacbua nhôm được tạo ra bằng cách nung hỗn hợp nhôm và cacbon ở nhiệt độ 1.000 °C,

4Al + 3C → Al4C3

hoặc nung nóng ôxít nhôm với than cốc trong lò điện.

2Al2O3 + 6C → Al4C3 + 3CO2

Phân bố[sửa | sửa mã nguồn]

Một lượng nhỏ cacbua nhôm có mặt trong cacbua canxi kỹ thuật không tinh khiết. Trong công nghệ điện nhôm, cacbua nhôm được tạo ra từ sự gặm mòn các điện cực than chì.

Trong các hợp kim nhôm với các cacbua kim loại (cacbua silic, cacbua bo, v.v.) hoặc sợi cacbon, cacbua nhôm thường sinh ra như là một phụ phẩm không cần thiết. Trong trường hợp của sợi cacbon, nó phản ứng với cấu trúc nhôm ở nhiệt độ khoảng 500 °C.

Trong các hợp chất nhôm với cacbua silic như Duralcan, các phản ứng hóa học giữa cacbua silic và nhôm nóng chảy tạo ra một lớp cacbua nhôm trên bề mặt các hạt cacbua silic, điều này làm giảm độ bền của vật liệu nếu nó làm tăng tính dính ướt của các hạt SiC[1]. Điều này có thể bị giảm đi khi các hạt cacbua silic được phủ bởi một ôxít phù hợp hoặc nitrit[2].

Các phản ứng[sửa | sửa mã nguồn]

Cũng như các cacbua khác, cacbua nhôm tạo ra mêtan khi hòa tan trong nước hoặc axít loãng. Đây cũng là chất thử để đo lượng triti trong nước.

Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Các hạt cacbua nhôm phân tán đều trong lưới tinh thể làm giảm xu hướng bị dão của vật liệu, đặc biệt là khi kết hợp với các hạt cacbua silic[3].

Vật liệu composit nhôm-cacbua nhôm có thể được tạo ra bằng tạo hợp kim cơ học, bằng cách nghiền bột nhôm với các hạt than chì.

Cacbua nhôm có thể được dùng như là vật liệu mài mòn trong các công cụ cắt tốc độ cao[4]. Nó có độ cứng xấp xỉ như topaz[5].

Cacbua nhôm cũng được sử dụng trong pháo hoa, chẳng hạn để thu được hiệu ứng đom đóm.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Urena, S. Gomez De, Gil, Escalera và 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. 
  2. ^ Guillermo Requena. “A359/SiC/xxp: A359 Al alloy reinforced with irregularly shaped SiC particles”. MMC-ASSESS Metal Matrix Composites. Truy cập ngày 7 tháng 10 năm 2007. 
  3. ^ S. J. Zhu, L. M. Peng, Q. Zhou, Z. Y. Ma, K. Kucharova, J. Cadek (1998). “Creep behaviour of aluminium strengthened by fine aluminium carbide particles and reinforced by silicon carbide particulates DS Al-SiC/Al4C3composites” (tóm tắt). Acta Technica CSAV (5): 435–455. 
  4. ^ Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 6.033.789
  5. ^ E. Pietsch (chủ biên): "Gmelins Hanbuch der anorganischen Chemie: Aluminium, Teil A", Verlag Chemie, Berlin, 1934–1935.