Loading AI tools
化合物 ウィキペディアから
炭化ジルコニウム(たんかジルコニウム、ZrC)は非常に硬い、耐火性のセラミック材料である。商業的には、切削工具のバイトに使用される。通常は焼結により加工される。
この項目「炭化ジルコニウム」は翻訳されたばかりのものです。不自然あるいは曖昧な表現などが含まれる可能性があり、このままでは読みづらいかもしれません。(原文:Zirconium carbide) 修正、加筆に協力し、現在の表現をより自然な表現にして下さる方を求めています。ノートページや履歴も参照してください。(2019年2月) |
炭化ジルコニウム | |
---|---|
別称 炭化ジルコニウム (I) | |
識別情報 | |
CAS登録番号 | 12070-14-3 |
PubChem | 11159298 |
EC番号 | 235-125-1 |
国連/北米番号 | 3178 |
RTECS番号 | ZH7155000 |
特性 | |
化学式 | CZr |
モル質量 | 103.23 g mol−1 |
外観 | 灰色耐火性固体 |
匂い | 無臭 |
密度 | 6.73 g/cm3 (24 °C)[1] |
融点 | |
沸点 |
5100 °C, 5373 K, 9212 °F [2] |
水への溶解度 | 不溶 |
溶解度 | 濃硫酸、フッ酸[1]、硝酸に可溶 |
構造 | |
結晶構造 | 立方晶系、 cF8[3] |
空間群 | Fm3m, No. 225[3] |
格子定数 (a, b, c) | a = 4.6976(4) Å[3] Å |
格子定数 (α, β, γ) | α = 90°, β = 90°, γ = 90° |
配位構造 | 八面体型[3] |
熱化学 | |
標準生成熱 ΔfH |
−207 kJ/mol(量論比における外挿値)[4] −196.65 kJ/mol[5] |
標準モルエントロピー S |
33.14 J/mol·K[5] |
標準定圧モル比熱, Cp |
37.442 J/mol·K[5] |
危険性 | |
GHSピクトグラム | [6] |
GHSシグナルワード | 危険(DANGER) |
Hフレーズ | H228, H302, H312, H332[6] |
Pフレーズ | P210, P280[6] |
主な危険性 | 発火性 |
NFPA 704 | |
関連する物質 | |
その他の陰イオン | 窒化ジルコニウム 二酸化ジルコニウム |
その他の陽イオン | 炭化チタン 炭化ハフニウム 炭化バナジウム 炭化ニオブ 炭化タンタル 炭化クロム 炭化モリブデン 炭化タングステン |
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。 |
ZrC の熱膨張係数[2] | |
---|---|
T | αV |
100 °C | 0.141 |
200 °C | 0.326 |
400 °C | 0.711 |
800 °C | 1.509 |
1200 °C | 2.344 |
立方晶系の結晶構造を持つ、灰色の金属粉末である。耐食性が高い。第4族遷移金属侵入型炭化物であり、超高温セラミック (UHTC) に分類される。金属結合が存在するため、熱伝導率は 20.5 W/m·K および電気抵抗率は ~43 μΩ·cm と、金属ジルコニウムに近い値を示す。Zr-C間の強力な共有結合のため、非常に高い融点 (~3530 °C) および弾性率 (~440 GPa)、硬度 (25 GPa) を示す。ZrCの密度は6.73 g/cm3 と、WC (15.8 g/cm3) や TaC (14.5 g/cm3)、HfC (12.67 g/cm3) などといった他の炭化物に比べて低い。その低い密度と耐熱性から、これらの性質が重要となる大気圏突入機やロケット・スクラムジェットエンジン、超音速機に適していると考えられる[要出典]。
耐火金属の炭化物のほとんどと同様、炭化ジルコニウムは準化学量論的化合物であり、炭素欠陥を含む。およそ ZrC0.98 を超える炭素含有率を有する材料は、遊離炭素を含む[4]。ZrCは0.65から0.98の炭素・金属比範囲で安定である。
TiC、ZrC、SiCは実用上強酸性溶液 (HCl) および強塩基性溶液 (NaOH) に対して100 °C においてさえ不活性であるが、ZrC は HF とは反応する。
ハフニウムを含まない炭化ジルコニウムおよび炭化ニオブは、原子炉における耐火被覆材として応用可能である。中性子吸収断面積が低く、放射線照射下における損傷感受性が低いため、核燃料の酸化ウランおよび酸化トリウムの被覆材としての用途がある。また、超高温ガス炉用燃料粒子の被覆材料としての研究が行われている[7]。
流動床反応器内で熱CVDにより被覆を行うことが多い。また、高温において放射率および電流容量が高いため、熱光発電デバイスにおけるラジエータや電界放出エミッタチップ材料としても有望である[要出典]。
以下に示すようないくつかの方法がある。
また、粉末 ZrC を 2000 °C 以上で焼結させることにより緻密化 ZrC が製造される。ZrCをホットプレスすることにより焼結温度を下げると同時にきめ細かい完全緻密化 ZrC を製造することができる。放電プラズマ焼結による完全緻密化 ZrC の製造も行われている[11]。
800 °C 以上での酸化耐性の低さにより、ZrC の応用範囲は制限される。酸化耐性を高める一つの方法は、複合材の製造である。提案されている複合材の中でも、ZrC-ZrB2 や ZrC-ZrB2-SiC が重要である。これらの複合材は 1800 °C までの温度での使用に耐える[要出典]。
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.