碳化钽英文Tantalum carbide，分子式为CHTa，CAS号是12070-06-3，为浅棕色金属状立方结晶粉末，不溶于水，难溶于无机酸，能溶于氢氟酸和硝酸的混合酸中并可分解。用于粉末冶金、切削工具、精细陶瓷、化学气相沉积、硬质耐磨合金添加剂，提高合金的韧性。

中文名

碳化钽

外文名

Tantalum carbide

化学式

CHTa

外观

浅棕色金属状立方结晶粉末

熔点

3880°C

沸点

5500°C

水溶性

不溶于水

CAS号

12070-06-3

所属学科

冶金工程

密度

14.3g/cm3

所在领域

冶炼

类型

氯化钠型立方晶系

基本信息

结构式

中文名称：碳化钽

英文名称：Tantalum carbide

英文别名：Tantalumcarbidemeshpowderavgemicronsorless;

Tantalum carbide (99.5%-Ta);

methane - tantalum (1:1); methylidynetantalum

CAS号：12070-06-3

EINECS号：235-118-3

分子式：CHTa

分子量：193.9665InChI：InChI=1/CH.Ta/h1H;/rCHTa/c1-2/h1H[1]

简介

碳化钽粉末是一种重要的金属陶瓷材料，用它做成的刀具，可耐3800℃以下 晶体结构：立方体的高温，且其硬度可与久负盛名的金刚石相媲美。作为钨基硬质合金的晶粒细化剂，可明显提高合金性能，其用量达到碳化钨基硬质合金产量的0.5-5%。

物理数据

1、性状：暗棕色或浅棕色金属状粉末，属氯化钠型立方晶系。

2、密度（g/mL,25℃）：13.9

3、相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：未确定

4、熔点（ºC）：3880

5、沸点（ºC,常压）：4780

6、沸点（ºC，1mmHg）：未确定

7、折射率：未确定

8、闪点（ºC）：未确定

9、比旋光度（º）：未确定

10、自燃点或引燃温度（ºC）：未确定

11、蒸气压（20ºC）：未确定

12、饱和蒸气压（kPa,60ºC）：未确定

13、燃烧热（KJ/mol）：未确定

14、临界温度（ºC）：未确定

15、临界压力（KPa）：未确定

16、油水（辛醇/水）分配系数的对数值：未确定

17、爆炸上限（%,V/V）：未确定

18、爆炸下限（%,V/V）：未确定

19、溶解性：不溶于水，难溶于无机酸[2]

特性

极硬。有五氧化二钽用碳还原制得。除在高温外，耐化学腐蚀性极好。

物理化学性质

碳化钽为浅棕色金属状立方结晶粉末，属氯化钠型立方晶系。含碳量6.23%(质量)，相对密度13.9，熔点3880℃，沸点4780℃，晶格常数a=0．4454 nm，莫式硬度9～10，热导率22 w／(m?K)，热膨胀系数6.29×10-6/K。不溶于水，难溶于无机酸，能溶于氢氟酸和硝酸的混合酸中并可分解。抗氧化能力强，易被焦硫酸钾熔融并分解。导电性大，室温时电阻为30Ω，显示超导性质。[3]

毒理学数据

在皮肤上面：刺激皮肤和粘膜在眼睛上面：刺激的影响致敏作用：没有已知的敏化现象生态学数据通常对水是不危害的，若无政府许可，勿将材料排入周围环境。[4]

计算化学数据

1、拓扑分子极性表面积（TPSA）：0

2、重原子数量：2

3、表面电荷：0

4、复杂度：0

5、同位素原子数量：0

6、确定原子立构中心数量： 0

7、不确定原子立构中心数量：0

8、确定化学键立构中心数量：0

9、不确定化学键立构中心数量：0

10、共价键单元数量：2

11、氢键供体数量：0

12、氢键受体数量：0

13、可旋转化学键数量：0[4]

安全性

常温常压下稳定。避免的物料：氧化物。不溶于水，难溶于无机酸，能溶于氢氟酸和硝酸的混合酸中并可分解。抗氧化能力强，易被焦硫酸钾熔融并分解。导电性大，室温时电阻为30 Ω，显示超导性质。含结合碳量6.23%(质量分数)。属于氯化钠型立方晶系，晶格常数4.454×10-10m。莫氏硬度9～10，微维氏硬度(负荷50g)1787kg/mm2。[4]

用途

1、用于粉末冶金、切削工具、精细陶瓷、化学气相沉积、硬质耐磨合金添加剂，提高合金的韧性。碳化钽的烧结体显示金黄色，可作手表装饰品。

2、与碳化钨和碳化铌配合，制超级硬质合金。

生产方法

1、氧化钽碳化法以五氧化二钽和炭黑为原料制备碳化钽：将1 rnol五氧化二钽和7 mol炭黑充分混合，放入还原炉中，在氢或真空中于l500℃下加热还原lh，即制得碳化钽粉末。或者在惰性气体中加热至1900℃还原制得。为提高产品质量，首先在惰性气体中一次碳化生成初级碳化物，再在真空条件下进行二次碳化制得碳化钽。[4]

2、以五氧化二钽和炭黑为原料。将五氧化二钽和炭黑充分混合放入还原炉中，在氢气或真空中于1500℃下加热还原，即制得碳化钽粉末。或者先在惰性气体中加热至1900℃进行初步还原，再在真空条件下进行二次碳化制得碳化钽。也可在石墨坩埚中用铝还原五氧化二钽，当温度加热至2000℃时，再加入纯石墨块，使过量的铝生成碳化铝后经冷却除去，然后将反应物粉碎，并用无机酸除去杂质，即得高纯碳化钽结晶。还可以利用金属钽和炭黑直接碳化制得颗粒较粗的碳化钽。[2]

3、使用钴作辅助金属，选用Ta与Co比为1∶2组成金属浴。用纯石墨坩埚，在氢气流中，于塔曼炉中加热熔化(1h以内升温至1800℃)，于1800℃下保持3h,冷却至室温(冷却需要2h)。用温的盐酸将钴溶解并除去，则得到粒度为100～200μm的TaC粉末［含结合碳6.13%(质量分数)，游离碳0.12%(质量分数)］，用这个方法制得的TaC与NbC的情况相同，杂质，特别是氧和氮的含量低。(氧40×10-6，氮10×10-6以下)。[2]

4、以五氯化钽和甲烷气为反应混合气，用氩［杂质含量最多的为08%(N2+CO2)］作载气，把该混合气通入氧化铝制反应管，用碳化硅电阻从外部进行辐射加热和碳化反应。反应条件：1400℃，CH4/TaCl5=1.5～2.0，TaCl5浓度0.35g/L,氩的流速为1.410cm3/min。转化率为20％左右的TaC超微粉末(0.02～0.07μm)。趁干燥状态捕集产物，用异丙醇洗涤后，用乙醇和盐酸的混合液处理，以除去氯化物，用氢氟酸除去金属钽及钽的氧化物，再用乙醇洗涤数次除去吸附的酸，得到含有0.6%～1.2%游离碳的TaC黑色粉末。[2]

5.把1mol氧化钽Ta2O5和7mol炭黑用球磨机干式混合后，将粉末在98066.5kPa左右的压力下成形。把这种加压成形粉末在氢气中或真空中(只限于旋转泵排气使真空度达13.3322～1.33322Pa)在最高温度1800℃下加热约1h,即可制得TaC。[4]

安全信息

危险品运输编号 : UN3178

WGK Germany    : 3

HazardClass    : 4.1

PackingGroup   : II[4]

储存方法

常温密闭，阴凉通风干燥。[4]