中文名 碳化鈮
外文名 Niobium carbide
CAS 12069-94-2
EINECS 235-117-8

物化性質(zhì)
碳化鈮為綠色立方結(jié)晶，有金屬光澤，屬氯化鈉型立方晶系。
相對密度8.47，晶格常數(shù)a=0.447nm,
熔點3500℃。顯微硬度>23.5 Gpa(>2400 kg/mm2)，比剛玉還硬。彈性模量338000 N/mm2，熱膨脹系數(shù)6.65×10^(-6)/K，熱導(dǎo)率14 w/(m·K)，生成熱-140.7 kJ/mol，比熱容36.8 J/(mol·K)，電阻率35μΩ·cm。
不溶于冷熱鹽酸、硫酸、硝酸，溶于熱的氫氟酸和硝酸的混合溶液。在1000~1100℃下穩(wěn)定，在1100℃以上則迅速氧化成五氧化鈮。碳化鈮易熔于碳化鈦、碳化鋯、碳化鎢等化合物中，并一起生成類質(zhì)同晶固溶混合物。熔點：3500℃，密度：7.6g/cm3(25℃)

危險品運輸編號 UN3178

WGK Germany 3

TSCA Yes

HazardClass 4.1

PackingGroup III

1．五氧化二鈮還原法

工業(yè)上通常以五氧化二鈮和炭黑為原料制備碳化鈮：首先將五氧化二鈮和炭黑按比例配成碳化料，使其充分混合，將其裝入石墨坩堝中，用高頻電爐在氫氣或真空條件下加熱至1600～1800 ℃，進(jìn)行第一次碳化，然后再補加炭黑，使其充分混合，再于氫氣或真空下加熱至1800～1900 ℃，進(jìn)行第二次碳化，即得碳化鈮。

其反應(yīng)式如下：

2.直接法

以金屬鈮和炭黑為原料來制備碳化鈮：將金屬鈮粉和炭黑按比例配合，經(jīng)充分混合后，在真空或氫氣中加熱至1600～1700℃，使其直接碳化即制得碳化鈮。

3.氣相反應(yīng)法

以五氯化鈮蒸氣、氫氣及甲烷的混合氣為原料，制備碳化鈮：將五氯化鈮蒸氣和氫氣的混合氣，通過以電加熱的、溫度達(dá)1000℃以上的鎢絲上，這時在鎢絲表面形成金屬鈮層，再繼續(xù)通電使溫度升至1300℃，再通入甲烷和氫氣的混合氣，使鈮碳化成碳化鈮而沉積在熱鎢絲的表面，即為產(chǎn)品。

4.輔助金屬浴法。使用鈷作輔助金屬，選用Nb與Co按1∶2的比例組成金屬浴，用純石墨坩堝，在氫氣流中于塔曼爐中加熱至1800℃，冷卻后(升溫要在1h內(nèi)，在最高溫度保持2～3h,在2h內(nèi)冷卻至室溫)用濃鹽酸將鈷溶解除去，則得到粒度為100～200μm的粉末狀NbC，純度為含結(jié)合碳11.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，游離碳0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。用這個方法制得的NbC與TaC的情況相同，雜質(zhì)特別是氧和氮的含量低為其特征(氧100×10-6，氮10×10-6以下)。

5.氣相反應(yīng)法。把五氯化鈮NbCl5蒸氣和氫氣的混合氣體，通到經(jīng)直接通電加熱至1000℃左右的鎢絲上，在鎢絲表面形成金屬鈮層，接著增大通過鎢絲的電流，以提高金屬鈮層溫度達(dá)1300℃。另外，將通向鎢絲表面的氣體，由上述的混合氣改換成甲烷和氫氣的混合氣，通到鈮層上部，使鈮碳化變成碳化鈮。

6.由金屬鈮經(jīng)碳化制取。把氧化鈮Nb2O5或Nb2O3用氫還原制得的鈮粉或者將氫化鈮的粉末與炭黑按等摩爾比混合［用球磨機干式混合10h,然后加壓成型，用鈮粉時為高壓(294199.5kPa左右)；用氫化鈮時為低壓(98066.5kPa左右)］。把這種加壓成型的粉末保存在純石墨坩堝或盤內(nèi)，在氫氣流中(使用露點約-35℃的純氫)用塔曼爐或感應(yīng)加熱爐加熱至1300～1400℃，使之滲碳形成碳化鈮。加熱時間決定于原料的用量和加熱爐電容，一般，必須在最高溫度下保持1h。

1.作為碳化物硬質(zhì)合金添加劑，它是三元、四元碳化物固溶物組分，如WC-NbC-C三元系等。也可作紫色人造寶石。

2.用于生產(chǎn)耐磨薄膜及半導(dǎo)體薄膜。也可作生產(chǎn)碳化鉬的原料。可作制造無鉻的特殊合金及工程陶瓷等。