Alumiinikarbidi

(Alumiinikarbidi)

Alumiinikarbidi on suolan kaltainen yhdiste, jolle on tunnusomaista korkea sulamispiste ja kovuus. Se on myös tärkeä hankaava materiaali moniin eri sovelluksiin. Lisäksi sillä on korkea kulutuskestävyys ja sähkönjohtavuus.

Alumiinikarbidin kemiallinen kaava on Al4C3. Kun alumiiniatomit hapetetaan CO2:lla, ne muodostavat Al4C3:n ja Al2O3:n. Reaktiivinen kaasu kuljettaa nämä hiukkaset pintaan.

Alumiinikarbidi on vakaa 1400 asteeseen asti. Vesiliuoksessa sen lämpöstabiilisuus riippuu liuoksen happamuudesta. 700 asteessa sen Gibbs-energia on 1893.4 kJ.

Alumiinikarbidi muodostetaan uunissa. Tuotantoprosessissa käytetään hiilianodeja. Synteesin aikana metaanin vetyatomi syrjäytetään metalliatomeilla. Atomien väliin muodostuu ionisidos, joka tunnetaan myös molekyylisidoksena.

Tämä kemiallinen sidos on pysyvä vetovoima ionien välillä. Karbidin muodostumisen edistämiseksi tapahtuu erilaisia ​​kemiallisia reaktioita. Yksi varhaisimmista synteesiprosesseista on suora metallin karbonointi. Sen haittoja ovat kuitenkin korkea synteesilämpötila, suuri hiukkaskoko ja pitkä reaktioaika.

Toinen tapa syntetisoida alumiinikarbidia on korkeaenergiainen kuulajyrsintä. Sen tärkeimmät edut ovat pienen Al4C3-määrän synteesi in situ. Sen suurimpia puutteita ovat kuitenkin korkea energiankulutus ja epätasaiset jauhehiukkaset itse kuulamyllyssä.

Käyttäen kuulajyrsintätekniikkaa alumiinin raekoko pienennettiin 30 nm:iin. EDS-analyysi osoitti, että hiukkasissa havaittiin useita Al-C-piikkejä.

(Alumiinikarbidi)