Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Węgliki są związkami metali i niemetali z węglem. Zazwyczaj w takich związkach węgiel ma większą elektroujemność niż drugi pierwiastek, co umożliwia wykluczenie z grupy tlenków, halogenów i innych związków węgla.
Są to stałe substancje ogniotrwałe, nielotne i nierozpuszczalne. Zasadniczo mają one różne właściwości: niektóre, takie jak węglik złota, mogą eksplodować podczas próby wylania go, a niektóre związki, takie jak bor, cyrkon, tytan, krzem i wolfram, są lepsze od diamentu w twardości i nie są podatne na kwasy i rozpuszczalniki.
Tło historyczne
Pierwszy niezwykły związek węgla, podobny do węglika, został uzyskany na początku XIX wieku przez Anglika Davy'ego. To był węglik potasu. Ponadto w 1863 r. Niestabilny węglik miedzi znaleziono po 15 latach węglik żelaza.
Oficjalnie połączenia „pojawiły się” dopiero pod koniec XIX w. - Francuz Henri Moisson miał w nich rękę. Otrzymywał związki za pomocą łuku elektrycznego w piecu elektrycznym, który sam wynalazł. W tym celu wykorzystano węgiel drzewny podgrzany do stanu gorącego, czyste metale i ich tlenki.
Jednak kilka lat przed Moissonem w meteorytach znaleziono mineralny kohenit, mieszaninę węglików kobaltu, węglików żelaza i niklu. W pewnym sensie to znalezisko pomogło odpowiedzieć na pytanie „Czym są węgliki?”.
Właściwości połączenia
Podobnie jak inne elementy, węgliki posiadają pewien zestaw właściwości, które czynią je popularnym materiałem na rynku budowlanym i inżynieryjnym.
Wysoka twardość - w przeciwieństwie do czystego metalu, związki są najtwardsze, co pozwala na ich stosowanie w różnych obszarach;- Wysoka temperatura topnienia - są znacznie wyższe niż temperatura topnienia podobnych metali;
- Odporność na korozję . Niektóre opcje są dość odporne na kwasy i czynniki zewnętrzne.
- Dobra przewodność cieplna i odporność na ciepło, dzięki czemu mieszanina może być stosowana zarówno w wysokich, jak i niskich temperaturach;
- Zwiększona odporność na zużycie nie pozwala na częściowe pogorszenie jakości materiału z wyprzedzeniem.
W zależności od metalu i niemetali elementy mają różne właściwości, które różnią się w zależności od początkowych danych.
Rodzaje węglików
Wszystkie substancje można podzielić na trzy grupy:
- Kowalencyjna postać bromu i krzemu; są chemicznie obojętne, atomy węgla są w stanie hybrydyzacji sp, sp2, sp3. Powstaje przez częściowe zastąpienie w diamentach atomów węgla atomami bromu i krzemu. Mają silne wiązanie międzyatomowe, wysoką temperaturę topnienia, odporność na ciepło, obojętność chemiczną, są półprzewodnikami. Węglik bromu jest dość twardy i może nawet zarysować diament. Węglik krzemu jest bardziej kruchy, ale chemicznie odporny, utlenia się pod wpływem tlenu tylko w temperaturach powyżej 1000 stopni Celsjusza, rozpuszcza się w wodzie królewskiej i stężonym kwasie azotowym i kwasie fluorowodorowym.
Soliowe lub jonowe są związkami utworzonymi przez metale z grup I i II, a także z aluminium, REE i aktynowców. Otrzymuje się je bezpośrednio z pierwiastków lub redukując tlenki węgla, które są zwykle rozkładane przez wodę i kwasy, podczas gdy następuje uwalnianie węglowodorów i pozostaje wodorotlenek metalu. Mają wysoką temperaturę topnienia.- Metalo-podobny lub jonowo-kowalencyjny metal są związkami, które są tworzone przez metale przejściowe grup IV-VII, jak również nikiel, żelazo i kobalt; mają pośrednią aktywność chemiczną. W takich związkach małe atomy węgla znajdują się w pustych przestrzeniach między atomami metalu. Stąd nazwa implantacji węglików. Mają wysoką wytrzymałość i temperaturę topnienia.
Z kolei związki jonowe dzielą się na:
- Metanidy są zazwyczaj przezroczyste, nie mają koloru, w rozcieńczonych kwasach i woda rozkłada się i tworzy metan. Należą do nich węglik magnezu, aluminium i beryl.
- Acetylenidy - są aktywnie hydrolizowane i tworzą acetylen lub etynę. Najbardziej znany jest węglik wapnia.
Aplikacja
Elementy są używane do nadawania żeliwa i różnych rodzajów twardości stali, zwiększają ich odporność na zużycie. Węgliki wolframu i tytanu, jako najtwardsze i najbardziej ogniotrwałe warianty, są używane do produkcji narzędzi skrawających, a także do produkcji materiałów super twardych. Ze względu na dobre właściwości chemiczne i fizyczne substancje są stosowane jako składnik materiałów ogniotrwałych, prętów oporowych grzejników elektrycznych i jako materiał ścierny.
Węglik wapnia jest również nazywany węglikiem do spawania. Jest to idealna substancja do spawania: w kontakcie z wodą emituje acetylen - lotny gaz, który jest podstawą spawania tlenowego, metalizacji, cięcia i lutowania.
Innymi słowy, podczas obróbki metalu związek reaguje i zaczyna uwalniać ogromną ilość ciepła i acetylenu, co wspomaga spalanie. Temperatura w tym samym czasie może osiągnąć 3150 stopni Celsjusza. Podczas pracy z substancją konieczne jest ścisłe przestrzeganie zasad bezpieczeństwa: aby właściwie przechowywać mieszankę, pamiętaj, że łatwo ją zapalić, staraj się nie kontaktować z trującą polią.
Wniosek
W zależności od metalu, związki mają imponujący zakres właściwości, które są stosowane w różnych rodzajach produkcji, głównie w inżynierii mechanicznej, obróbce metali i podobnych gałęziach przemysłu.