碳化铌

0LC6Niobium carbideNiobium(IV) carbideNbC104.92

目录: 1、物理性质; 2、作用与用途; 3、性质与稳定性; 4、合成方法; 5、贮存方法; 6、生态学数据; 7、计算化学数据; 8、毒理学数据; 9、分子结构数据

物理性质

性状：灰棕色金属状粉末，结合碳量为11.45%(质量分数)，具有紫色光泽。
密度（g/mL,25℃）：7.7
相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：8.47
熔点（oC）：2300
19. 溶解性：溶于硝酸和氢氟酸的混合物，不溶于酸和水。
20. 晶格常数a=0.447 nm
21. 弹性模量338000 N/mm2
22. 热膨胀系数6.65×10－6/K
23. 热导率14 W/(m·Ｋ)
24. 生成热－140.7 kJ/mol
25. 比热容36.8 J/(mol·K)
26. 电阻率35 μΩ·cm。

作用与用途

常温常压下稳定
避免的物料氧化物。不溶于冷热盐酸、硫酸、硝酸，溶于热的氢氟酸和硝酸的混合溶液。在1000～1100 ℃下稳定，在1100 ℃以上则迅速氧化成五氧化铌。碳化铌易熔于碳化钛、碳化锆、碳化钨等化合物中，并一起生成类质同晶固溶混合物。
属于氯化钠型晶体结构，晶格常数4.471A^·(1A^·=0.1nm)，比刚玉还硬，微维氏硬度(负荷50g)是2400kg/mm2。熔点也很高，为3490℃［81,82］。

性质与稳定性

1.作为碳化物硬质合金添加剂，它是三元、四元碳化物固溶物组分，如WC-NbC-C三元系等。也可作紫色人造宝石。
2.用于生产耐磨薄膜及半导体薄膜。也可作生产碳化钼的原料。可作制造无铬的特殊合金及工程陶瓷等。

合成方法

1.五氧化二铌还原法

工业上通常以五氧化二铌和炭黑为原料制备碳化铌：首先将五氧化二铌和炭黑按比例配成碳化料，使其充分混合，将其装入石墨坩埚中，用高频电炉在氢气或真空条件下加热至1600～1800 ℃，进行第一次碳化，然后再补加炭黑，使其充分混合，再于氢气或真空下加热至1800～1900 ℃，进行第二次碳化，即得碳化铌。

其反应式如下：

2.直接法

以金属铌和炭黑为原料来制备碳化铌：将金属铌粉和炭黑按比例配合，经充分混合后，在真空或氢气中加热至1600～1700℃，使其直接碳化即制得碳化铌。

3.气相反应法

以五氯化铌蒸气、氢气及甲烷的混合气为原料，制备碳化铌：将五氯化铌蒸气和氢气的混合气，通过以电加热的、温度达1000℃以上的钨丝上，这时在钨丝表面形成金属铌层，再继续通电使温度升至1300℃，再通入甲烷和氢气的混合气，使铌碳化成碳化铌而沉积在热钨丝的表面，即为产品。

4.辅助金属浴法。使用钴作辅助金属，选用Nb与Co按1∶2的比例组成金属浴，用纯石墨坩埚，在氢气流中于塔曼炉中加热至1800℃，冷却后(升温要在1h内，在最高温度保持2～3h,在2h内冷却至室温)用浓盐酸将钴溶解除去，则得到粒度为100～200μm的粉末状NbC，纯度为含结合碳11.3%(质量分数)，游离碳0.3%(质量分数)。用这个方法制得的NbC与TaC的情况相同，杂质特别是氧和氮的含量低为其特征(氧100×10-6，氮10×10-6以下)。

5.气相反应法。把五氯化铌NbCl5蒸气和氢气的混合气体，通到经直接通电加热至1000℃左右的钨丝上，在钨丝表面形成金属铌层，接着增大通过钨丝的电流，以提高金属铌层温度达1300℃。另外，将通向钨丝表面的气体，由上述的混合气改换成甲烷和氢气的混合气，通到铌层上部，使铌碳化变成碳化铌。

6.由金属铌经碳化制取。把氧化铌Nb2O5或Nb2O3用氢还原制得的铌粉或者将氢化铌的粉末与炭黑按等摩尔比混合[用球磨机干式混合10h,然后加压成型，用铌粉时为高压(294199.5kPa左右);用氢化铌时为低压(98066.5kPa左右)]。把这种加压成型的粉末保存在纯石墨坩埚或盘内，在氢气流中(使用露点约-35℃的纯氢)用塔曼炉或感应加热炉加热至1300～1400℃，使之渗碳形成碳化铌。加热时间决定于原料的用量和加热炉电容，一般，必须在最高温度下保持1h。

贮存方法

常温密闭，阴凉通风干燥

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

计算化学数据

1、氢键供体数量：0
2、氢键受体数量：0
3、可旋转化学键数量：0
4、拓扑分子极性表面积（TPSA）：0
5、重原子数量：2
6、表面电荷：0
7、复杂度：0
8、同位素原子数量：0
9、确定原子立构中心数量： 0
10、不确定原子立构中心数量：0
11、确定化学键立构中心数量：0
12、不确定化学键立构中心数量：0
13、共价键单元数量：2

毒理学数据

试验方法：口服
摄入剂量： 15毫克/千克，女性30-31日（县）后受孕
测试对象：啮齿动物-兔
毒性类型：生殖
毒性作用： 1.对新生儿-活力指数（例如，＃活着的每一天4 ＃活产）
2.对新生儿-增长的统计数据（例如％，减少体重增加）
试验方法：口服
摄入剂量： 28毫克/千克
测试对象：人力
毒性类型：急性
毒性作用： 1.腹泻
2.其他变化
大鼠经口LD50：14000mg／kg；小鼠经口LD50：22000mg／kg。本品对眼睛、皮肤和黏膜有强烈刺激作用。人的口服致死量约为2～3g。碘蒸气强烈刺激眼睛、皮肤和呼吸器官，长时间接触碘或吸入碘蒸气，可引起咳嗽、流鼻涕、流泪、发烧、头痛、结膜炎、腮腺肿大、支气管炎、鼻炎、复视、皮肤红斑、皮肤黏膜出现水泡。重者则发生呕吐、腹泻、尿中出现蛋白和血红蛋白。