Loading article…
| |
| |
| 名前 | |
|---|---|
| IUPAC名
炭化クロム(II)
| |
| その他の名前
炭化クロム
| |
| 識別子 | |
| |
3Dモデル（JSmol）
|
|
| ケムスパイダー |
|
| ECHA 情報カード | 100.031.420 |
パブケム CID
|
|
CompTox ダッシュボード ( EPA )
|
|
| |
| |
| プロパティ | |
| クロム3クロム2 | |
| モル質量 | 180.009グラム/モル |
| 外観 | 灰色の斜方晶 |
| 密度 | 6.68グラム/ cm3 |
| 融点 | 1,895 °C (3,443 °F; 2,168 K) |
| 沸点 | 3,800 °C (6,870 °F; 4,070 K) |
| 反応する | |
| 構造 | |
| 斜方晶系、oP20 | |
| Pnma、第62号 | |
| 危険 | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |
PEL (許可)
|
TWA 1 mg/m3 [ 2] |
REL (推奨)
|
TWA 0.5 mg/m3 [ 2] |
IDLH（差し迫った危険）
|
250 mg/m3 [ 2] |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
| |
炭化クロム(II)は、Cr 3 C 2、Cr 7 C 3、およびCr 23 C 6といういくつかの化学組成で存在するセラミック化合物です。標準状態では灰色の固体です。非常に硬く、耐腐食性があります。また、耐火性化合物であるため、高温でも強度を維持します。これらの特性により、金属合金への添加物として有用です。炭化クロム結晶が金属の表面に統合されると、金属の耐摩耗性と耐腐食性が向上し、これらの特性が高温でも維持されます。この目的で最も硬く、最も一般的に使用される組成はCr 3 C 2です。
Cr 3 C 2化合物の鉱物形態はトンバイトである。[3]イソバイト、(Cr,Fe)
23Ｃ
6は関連鉱物である。どちらも非常に稀少である。[4]もう一つのクロムを豊富に含む炭化鉱物はヤロンジャイト（Cr 4 Fe 4 NiC 4 ）である。[5]
プロパティ
炭化クロムには、3つの異なる化学組成に対応する3つの異なる結晶構造があります。Cr 23 C 6は立方晶構造を持ち、ビッカース硬度は976 kg/mm 2です。[6] Cr 7 C 3 は六方晶構造を持ち、微小硬度は1336 kg/mm 2です。[6] Cr 3 C 2 は3つの組成の中で最も耐久性があり、斜方晶構造を持ち、微小硬度は2280 kg/mm 2です。[6]このため、Cr 3 C 2 は表面処理に使用される炭化クロムの主な形態です。
合成
炭化クロムの合成は、メカニカルアロイングによって達成できる。このタイプのプロセスでは、金属クロムとグラファイトの形の純粋な炭素をボールミルに投入し、微粉末に粉砕する。成分を粉砕した後、ペレットに圧縮し、熱間静水圧プレスにかける。熱間静水圧プレスでは、密閉されたオーブン内で不活性ガス（主にアルゴン）を使用する。この加圧ガスは、オーブンが加熱されている間、サンプルに全方向から圧力をかける。熱と圧力により、グラファイトと金属クロムが反応して炭化クロムが形成される。最初の混合物の炭素含有量の割合を減らすと、Cr 7 C 3およびCr 23 C 6形態の炭化クロムの収量が増える。[7]
炭化クロムを合成する別の方法は、酸化クロム、純アルミニウム、グラファイトを自己伝播発熱反応で利用し、以下のように進行する。[7]
- 3Cr 2 O 3 + 6Al + 4C → 2Cr 3 C 2 + 3Al 2 O 3
この方法では、反応物をボール ミルで粉砕して混合します。混合した粉末をペレット状に圧縮し、不活性アルゴン雰囲気下に置いてサンプルを加熱します。加熱したワイヤー、火花、レーザー、またはオーブンで熱を発生させます。発熱反応が開始され、発生した熱がサンプルの残りの部分全体に反応を伝播します。
用途
炭化クロムは、金属部品の表面処理に有用です。炭化クロムは、溶射と呼ばれる技術で別の金属の表面をコーティングするために使用されます。Cr 3 C 2粉末を固体ニッケルクロムと混合します。次に、この混合物を非常に高温に加熱し、コーティングする物体にスプレーして保護層を形成します。この層は本質的に、ニッケルクロムマトリックスに埋め込まれた硬いセラミック Cr 3 C 2粒子からなる、独自の金属マトリックス複合材です。ニッケルとクロムはどちらも金属状態では耐食性があるため、マトリックス自体がコーティングの耐食性に寄与します。コーティングをスプレーした後、コーティングされた部品は、ベース金属との結合強度と硬度の点で最良の結果を得るために、拡散熱処理を経る必要があります。
もう 1 つの技術は、オーバーレイ プレートの形でクロム カーバイドを使用するものです。これは、パフォーマンスを向上させるために既存の構造物や機械に溶接することを目的とした、プレハブのクロム カーバイド コーティング鋼板です。
炭化クロムは、大きな粒子の成長を防ぐことで硬度を向上させるために、超硬合金製の切削工具の添加剤として使用されます。 [8]最も硬い切削工具の主成分は炭化タングステンです。炭化タングステンは、炭化チタン、炭化ニオブ、炭化クロムなどの他の炭化物と組み合わされ、コバルトマトリックスとともに焼結されます。Cr 3 C 2は、複合材料中に大きな粒子が形成されるのを防ぎ、優れた硬度の微粒子構造をもたらします。
ステンレス鋼やその他の合金におけるクロム炭化物の望ましくない形成は、粒界腐食を引き起こす可能性があります。
参考文献
- ^ ライド、デビッド・R.（1998）、化学と物理学のハンドブック（87版）、フロリダ州ボカラトン：CRCプレス、pp.4-52、ISBN 0-8493-0594-2
- ^ abc NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0141」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
- ^ トンバイト：鉱物情報、データ、産地、Mindat.org
- ^ Generalov ME、Naumov VA、Mokhov AV、Trubkin NV、「イソバイト (Cr,Fe)23C6 - ウラルの金プラチナ含有砂鉱からの新しい鉱物」、Zapiski Vserossiyskogo Mineralogicheskogo obshchestva、vol. 127、26-37ページ、1998年。
- ^ ミンダット、http://www.mindat.org/min-35899.html
- ^ abc Chattopadhyay, R. (2001). 表面摩耗：分析、処理、および予防。マテリアルパーク、オハイオ州：ASMインターナショナル。pp. 228–229。ISBN 978-0-87170-702-4。
- ^ ab Cintho, Osvaldo; Favilla, Eliane; Capocchi, Jose (2007 年 7 月 1 日). 「クロム炭化物の機械的熱合成」. Journal of Alloys and Compounds . 439 (1–2): 189–195. doi :10.1016/j.jallcom.2006.03.102.
- ^ エリス、ジョナサン、ホー、マイケル（1997年11月）。「クロム炭化物」。マテリアルズワールド。5 （11）。
外部リンク
- 国家汚染物質目録 - クロム（III）化合物ファクトシート