Carboneto de zircônio - Zirconium carbide
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| Nomes | |
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| Outros nomes
Carboneto de zircônio (I)
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| Identificadores | |
| ECHA InfoCard |
100.031.920 
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| Número EC | |
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PubChem CID
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| Número RTECS | |
| Número ONU | 3178 |
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Painel CompTox ( EPA )
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| Propriedades | |
| ZrC | |
| Massa molar | 103,235 g · mol −1 |
| Aparência | Sólido refratário cinza |
| Odor | Inodoro |
| Densidade | 6,73 g / cm 3 (24 ° C) |
| Ponto de fusão | 3.532-3.540 ° C (6.390-6.404 ° F; 3.805-3.813 K) |
| Ponto de ebulição | 5.100 ° C (9.210 ° F; 5.370 K) |
| Insolúvel | |
| Solubilidade | Solúvel em concentrado de H 2 SO 4 , HF , HNO 3 |
| Estrutura | |
| Cúbico , cF8 | |
| Fm 3 m, No. 225 | |
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a = 4,6976 (4) Å
α = 90 °, β = 90 °, γ = 90 °
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| Octaédrico | |
| Termoquímica | |
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Capacidade de calor ( C )
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37,442 J / mol · K |
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Entropia molar padrão ( S |
33,14 J / mol · K |
| −207 kJ / mol (extrapolado para a composição estequiométrica) −196,65 kJ / mol |
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| Perigos | |
| Riscos principais | Pirofórico |
| Pictogramas GHS |
 
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| Palavra-sinal GHS | Perigo |
| H228 , H302 , H312 , H332 | |
| P210 , P280 | |
| NFPA 704 (diamante de fogo) | |
| Compostos relacionados | |
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Outros ânions
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Nitreto de zircônio óxido de zircônio |
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Outros cátions
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Carboneto de titânio Carboneto de háfnio Carboneto de vanádio Carboneto de nióbio Carboneto de tântalo Carboneto de cromo Carboneto de molibdênio Carboneto de tungstênio |
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Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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 verificar (o que é ?)
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| Referências da Infobox | |
O carboneto de zircônio ( Zr C ) é um material cerâmico refratário extremamente duro , usado comercialmente em brocas para ferramentas de corte. Geralmente é processado por sinterização .
Propriedades
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Coeficientes de expansão térmica de ZrC |
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|---|---|
| T | α V |
| 100 ° C | 0,141 |
| 200 ° C | 0,326 |
| 400 ° C | 0,711 |
| 800 ° C | 1.509 |
| 1200 ° C | 2.344 |
Tem a aparência de um pó metálico cinza com estrutura cristalina cúbica . É altamente resistente à corrosão . Este carboneto de metal de transição intersticial do Grupo IV também é um membro de cerâmica de ultra alta temperatura ou (UHTC). Devido à presença de ligações metálicas, o ZrC tem uma condutividade térmica de 20,5 W / m · K e uma condutividade elétrica (resistividade ~ 43 μΩ · cm), ambas semelhantes às do zircônio metálico. A forte ligação Zr-C covalente dá a este material um ponto de fusão muito alto (~ 3530 ° C), alto módulo (~ 440 GPa) e dureza (25 GPa). ZrC tem uma baixa densidade (6,73 g / cm 3 ) em comparação com outros carbonetos como WC (15,8 g / cm 3 ), TaC (14,5 g / cm 3 ) ou HfC (12,67 g / cm 3 ). O ZrC parece adequado para uso em veículos de reentrada , motores de foguete / scramjet ou veículos supersônicos em que as capacidades de carga de baixa densidade e altas temperaturas são requisitos cruciais.
Como a maioria dos carbonetos de metais refratários, o carboneto de zircônio é subestequiométrico, ou seja, contém lacunas de carbono. Com teores de carbono superiores a aproximadamente ZrC 0,98, o material contém carbono livre. ZrC é estável para uma razão carbono-metal variando de 0,65 a 0,98.
Os carbonetos metálicos do grupo IVA , TiC , ZrC e SiC são praticamente inertes ao ataque de ácidos aquosos fortes (HCl) e bases aquosas fortes (NaOH), mesmo a 100 ° C, no entanto, ZrC reage com HF.
A mistura de carboneto de zircônio e carboneto de tântalo é um importante material de cermet .
Usos
O carboneto de zircônio livre de háfnio e o carboneto de nióbio podem ser usados como revestimentos refratários em reatores nucleares . Por causa de uma seção transversal de baixa absorção de nêutrons e fraca sensibilidade a danos sob irradiação, ele é usado como revestimento de dióxido de urânio e partículas de dióxido de tório de combustível nuclear . O revestimento é geralmente depositado por deposição de vapor químico térmico em um reator de leito fluidizado . Ele também tem alta emissividade e alta capacidade de corrente em temperaturas elevadas, tornando-o um material promissor para uso em radiadores termo-fotovoltaicos e pontas de emissores de campo e matrizes.
É também utilizado como abrasivo , em revestimentos , cermets , filamentos incandescentes e ferramentas de corte.
Produção
O carboneto de zircônio pode ser fabricado de várias maneiras. Um método é a reação carbotérmica de zircônia por grafite. Isso resulta em um pó. O ZrC densificado pode então ser feito sinterizando o pó de ZrC a mais de 2000 ° C. A prensagem a quente de ZrC pode reduzir a temperatura de sinterização e, consequentemente, ajuda na produção de ZrC totalmente densificado de grãos finos. A sinterização de plasma de faísca também tem sido usada para produzir ZrC totalmente densificado.
O carboneto de zircônio também pode ser fabricado por processamento baseado em solução. Isso é obtido pelo refluxo de um óxido de metal com acetilacetona.
Outro método de fabricação é a deposição química de vapor. Isso é obtido aquecendo uma esponja de zircônio e analisando o gás haleto através dela.
A baixa resistência à oxidação acima de 800 ° C limita as aplicações de ZrC. Uma maneira de melhorar a resistência à oxidação do ZrC é fazer compósitos. Compósitos importantes propostos são os compósitos ZrC-ZrB 2 e ZrC-ZrB 2 -SiC. Esses compostos podem trabalhar até 1800 ° C. Outro método para melhorar isso é usar outro material como camada de barreira, como as partículas de combustível TRISO.