Niobcarbid

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Kristallstruktur
Strukturformel von Niobcarbid
__ Nb4+     __ C4−
Allgemeines
Name Niobcarbid
Verhältnisformel NbC
CAS-Nummer 12069-94-2
Kurzbeschreibung

grauer geruchloser Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 104,91 g·mol−1
Aggregatzustand

fest[1]

Dichte

7,60 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

3500 °C[1]

Siedepunkt

4300 °C[2]

Löslichkeit

unlöslich in Wasser[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
02 – Leicht-/Hochentzündlich

Achtung

H- und P-Sätze H: 228
P: 210​‐​241​‐​280​‐​240​‐​370+378 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3][1]
Leichtentzündlich
Leicht-
entzündlich
(F)
R- und S-Sätze R: 11
S: keine S-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Niobcarbid ist eine anorganische Verbindung aus Niob und Kohlenstoff mit der Summenformel NbC aus der Gruppe der Carbide.

Darstellung[Bearbeiten]

Niobcarbid wird durch Umsetzung von Niob- mit Kohlenstoffpulver im Vakuum oder einer Wasserstoff-Schutzatmosphäre dargestellt.[4]

\mathrm{Nb + C \longrightarrow NbC}

Kleine Mengen der Niobcarbid können aus Niob-Drähten bei Temperaturen über 2500 °C in einer Wasserstoff-Atmosphäre mit Zusatz geringer Mengen von Kohlenwasserstoffen (z. B. Toluol, Methan, Acetylen) erhalten werden. Ebenfalls möglich ist die Herstellung durch Reaktion von Nioboxiden und Kohlenstoff.[4]

Eigenschaften und Verwendung[Bearbeiten]

Niobcarbid ist ein eisengraues bis dunkelgraues Pulver, das im kompakten, gesinterten Zustand mehr oder weniger metallisch glänzt. Durch Anlauffarben ist es manchmal oberflächlich braun bis gelblich gefärbt.[4] Es hat einen Homogenitätsbereich von NbC0,7 bis NbC0,99 und oxidiert ab 800 °C.[5] Es hat ein kubisches Kristallstruktur vom Natriumchloridtyp mit der Raumgruppe Fm3m.[6] Es hat eine Mohs-Härte von 9+, ist damit ein Hartstoff und ist löslich in einer Mischung von Flusssäure und Salpetersäure.[7] Mit Nb2C ist ein weiteres Niobcarbid (CAS-Nummer 12011-99-3) mit hexagonaler Kristallstruktur und einer Schmelztemperatur von 3080 °C bekannt.[2]

Verwendung[Bearbeiten]

Niobcarbid wird als Zusatz zu Spezialstählen (es erhöht die Verschleißfestigkeit, wodurch diese Stähle wird zum Beispiel für Kolbenringe eingesetzt werden[8]), zur Beschichtung von Graphit für Kernreaktoren und als Sputtermaterial zur Herstellung von Halbleiterfilmen verwendet.[7]

Aus Niobcarbid und Niob(V)-oxid wird bei 2000 °C reines Niob gewonnen.[9]

\mathrm{Nb_2O_5 + NbC \longrightarrow 7 \ Nb + 5 \ CO}

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g h Datenblatt Niobium carbide, 99+% (metals basis) bei AlfaAesar, abgerufen am 27. Juni 2013 (JavaScript erforderlich).
  2. a b  W. M. Haynes, David R. Lide, Thomas J. Bruno: CRC Handbook of Chemistry and Physics 2012–2013. CRC Press, 2012, ISBN 1-4398-8049-2, S. 4-78 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  4. a b c  Georg Brauer: Handbuch der präparativen anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band III, Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 1475.
  5.  Hugh O. Pierson: Handbook of Chemical Vapor Deposition, 2nd Edition: Principles, Technology .... William Andrew, 1999, ISBN 0-08094668-2, S. 241 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  6.  Roger Blachnik (Hrsg.): Taschenbuch für Chemiker und Physiker. Band III: Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale. begründet von Jean d’Ans, Ellen Lax. 4., neubearbeitete und revidierte Auflage. Springer, Berlin 1998, ISBN 3-540-60035-3, S. 632 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  7. a b  Dale L. Perry: Handbook of Inorganic Compounds, Second Edition. Taylor & Francis, 2011, ISBN 1-4398-1462-7, S. 488 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  8.  Ernst Brunhuber, Stephan Hasse: Giesserei-Lexikon. Fachverlag Schiele & Schoen, 2001, ISBN 3-79490655-1, S. 909 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  9.  Karl-Heinz Lautenschläger: Taschenbuch der Chemie. Harri Deutsch Verlag, 2007, ISBN 978-3-81711761-1, S. 554 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).