Carburo de tantalio y hafnio
El carburo de tantalio y hafnio es un compuesto químico refractario con una fórmula general TaxHfyCx+y, que puede considerarse como una solución sólida de carburo de tantalio y carburo de hafnio. Originalmente se pensaba que tenía el punto de fusión más alto de todas las sustancias conocidas, pero nuevas investigaciones han demostrado que el carbonitruro de hafnio tiene un punto de fusión más alto.
Propiedades
Individualmente, los carburos de tántalo y hafnio tienen los puntos de fusión más altos entre los compuestos binarios, 4.041 K (3.768 °C; 6.814 °F) y 4.232 K (3.959 °C; 7.158 °F), respectivamente, y su "aleación" con una composición Ta4HfC5 tiene un punto de fusión de 4.178 K (3.905 °C; 7.061 °F).
Se han publicado muy pocas mediciones del punto de fusión del carburo de hafnio y tantalio debido a las obvias dificultades experimentales a temperaturas extremas. Un estudio de 1965 de las soluciones sólidas de TaC-HfC a temperaturas de 2225 a 2275 °C encontró un mínimo en la tasa de vaporización y, por lo tanto, un máximo en la estabilidad térmica para Ta4HfC5. Esta tasa era comparable a la del tungsteno y dependía débilmente de la densidad inicial de las muestras, que se sinterizaron a partir de mezclas de polvo de TaC-HfC, también a 2225 a 2275 °C. En un estudio independiente, se encontró que Ta4HfC5 tenía la tasa de oxidación mínima entre las soluciones sólidas de TaC-HfC. La empresa Goodfellow fabricó Ta4HfC5 en forma de polvo de 45 μm a un precio de 9.540 dólares el kg (pureza del 99,0 %).
En 2015, las simulaciones atomísticas predijeron que el carbonitruro de hafnio podría tener un punto de fusión que excediera el Ta4Hf1C5 en 200 K. Esto fue verificado posteriormente mediante evidencia experimental en 2020.
Estructura
Los carburos de tantalio y hafnio tienen una estructura reticular cúbica de sal de roca. Por lo general, son deficientes en carbono y tienen fórmulas nominales TaCx y HfCx, con x = 0,7–1,0 para Ta y x = 0,56–1,0 para Hf. La misma estructura también se observa para al menos algunas de sus soluciones sólidas. La densidad calculada a partir de datos de difracción de rayos X es 13,6 g/cm3 para Ta0,5Hf0,5C. Se informó de una estructura hexagonal de tipo NiAs (grupo espacial P63/mmc, n.º 194, símbolo de Pearson hP4) con una densidad de 14,76 g/cm3 para Ta0,9Hf0,1C0,5.
Véase también
- Carburo de Tantalum
- Carburo de Hafnium
- Hafnium carbonitride
Referencias
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