碳化物的性质深度解析

在20世纪初，人们就对碳化物进行了研究。其合成的主要方法是碳热法，但是合成的物质的颗粒比较大，基本上处于微米级。主要的研究集中在硬度、耐磨性、稳定性和抗腐蚀性等性质上。目前，对新一代高温结构材料的使用温度要求达到1600℃左右，过渡金属碳化物熔点一般都比较高。表1.1列出了部分常见过渡金属碳化物的熔点和密度。

表1.1　部分常见过渡金属碳化物的熔点和密度

从表1.1中，我们可以发现常见的过渡金属碳化物的熔点一般都在1800℃以上，特别是像TaC、HfC等碳化物的熔点高达3800℃以上，这为其在高温领域的应用打下了坚实的基础。这些过渡金属碳化物不仅具有良好的耐超高温性，而且还具有良好的耐酸、耐碱及耐腐蚀等优良性能，这为它们在一些极端的酸性或碱性等以及具有腐蚀性的环境中应用奠定了基础。表1.2列出了它们的部分化学性质。

表1.2　部分常见过渡金属碳化物溶解性指标(www.xing528.com)

这些过渡金属碳化物除了具有以上的优良性质外，还具有相当高的硬度，这也是它们作为一些超耐磨材料的主要原因，表1.3给出了部分过渡金属碳化物的硬度指数。

研究表明，过渡金属碳化物除具有以上的优异性质外，部分碳化物还具有超导性能。另外，研究人员发现，碳化物具有和贵金属相似的催化性能，被认为将来是贵金属的替代品，而且相比贵金属，它在选择性、稳定性和抗毒性上都有优异的表现。

表1.3　部分常见过渡金属碳化物的硬度指标