Карбонитрид гафния
| Идентификаторы | |
|---|---|
3D model ( JSmol ) | |
| Характеристики | |
| С Hf 2 Н | |
| Молярная масса | 204.51 g/mol [1] |
| Появление | черный порошок без запаха |
| Плотность | 12,65–13,073 г/см 3 [2] |
| Температура плавления | 4110 ° C (7430 ° F; 4380 К) [3] |
| нерастворимый | |
| Теплопроводность | 19–24 W⋅m −1 ⋅K −1 [2] |
| Структура | |
| Кубическая кристаллическая система , cF8 | |
| Фм 3 м , № 225 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Карбонитрид гафния ( HfCN ) представляет собой сверхвысокой температуры (UHTC) смешанное анионное соединение , состоящее из гафния (Hf), углерода (C) и азота (N).
Расчеты молекулярной динамики ab initio показали, что HfCN (в частности, фаза HfC 0,75 N 0,22 ) будет иметь температуру плавления 4110 ± 62 ° C (4 048–4 172 ° C, 7 318–7 542 ° F, 4 321–4 445 K). [3] самый известный из всех материалов. [3] [4] [5] Другой подход, основанный на машинном обучении искусственных нейронных сетей, указал на аналогичный состав — HfC 0,76 N 0,24 . [3] Экспериментальные испытания, проведенные в 2020 году, подтвердили температуру плавления выше 4000 ° C (7230 ° F; 4270 К). [4] [5] подтверждение более ранних предсказаний, сделанных с помощью атомистического моделирования в 2015 году. [6]
Характеристики
[ редактировать ]Было установлено, что HfC x N 1-x обладает следующими свойствами: [2]
- Теплопроводность :
- 19–24 Вт·м −1 ·К −1 при комнатной температуре,
- 32–39 Вт·м −1 ·К −1 при высокой температуре и с повышенным содержанием азота.
- Электропроводность : (149×10 4 )–(213×10 4 ) Ой −1 м −1
- Предел пластичности : 2000 °C (3630 °F; 2270 К). [а]
- Энтальпия плавления : 150 кДж/моль (36 ккал/моль). [3]
- Прочность на изгиб : [б]
- 638 ± 28 МПа при комнатной температуре,
- 324 МПа при 1000 ° C (1830 ° F; 1270 К),
- 139 МПа при 1600 ° C (2910 ° F; 1870 К),
- 100 МПа при 2000 ° C (3630 ° F; 2270 К).
- Вязкость разрушения : 6,73 ± 0,07 МПа·м. 1/2 [а] , 4,7 ± 0,3 МПа·м 1/2 [с] [4]
- Твердость по Виккерсу : 19,08 ГПа (2 767 000 фунтов на квадратный дюйм). [б] , 21,3 ± 0,55 ГПа (3 090 000 фунтов на квадратный дюйм) [с] [4]
- ^ Перейти обратно: а б Для HfC 0,3 Н 0,7
- ^ Перейти обратно: а б Для HfC 0,7 Н 0,3
- ^ Перейти обратно: а б Для HfC 0,5 Н 0,35
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Карбонитрид гафния» .
- ^ Перейти обратно: а б с Чжан, Синьтао; Ли, Синчао; Цзо, Цзюнь; Ло, Жуйин; Ван, Цзиньмин; Цянь, Юхай; Ли, Мэйшуань; Сюй, Цзинцзюнь (20 февраля 2023 г.). «Характеристика теплофизических и механических свойств карбонитрида гафния, полученного методом горячего прессования спеканием» . Журнал исследований материалов и технологий . 23 . Нидерланды: Эльзевир : 4432–4443. дои : 10.1016/j.jmrt.2023.02.099 . eISSN 2214-0697 . ISSN 2238-7854 . OCLC 9818302917 . S2CID 257061872 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Дай, Ю; Цзэн, Фаньхао; Лю, Хунхао; Гао, Яфан; Ян, Цяобин; Чен, Мэйян; Хуан, Руи; Гу, И (15 октября 2023 г.). «Синтез порошков карбонитрида гафния с контролируемым содержанием азота путем карбонизации нитрида гафния для улучшения свойств абляции» . Керамика Интернешнл . 49 (20): 33265–33274. doi : 10.1016/j.ceramint.2023.08.035 . eISSN 1873-3956 . ISSN 0272-8842 . OCLC 9997899259 . S2CID 260672783 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Буйневич В.С.; Непапушев А.А.; Московских, ДО; Трусов Г.В.; Кусков, К.В.; Вадченко С.Г.; Рогачев А.С.; Мукасян А.С. (17 марта 2020 г.). «Получение сверхвысокотемпературного нестехиометрического карбонитрида гафния методом синтеза горения и искрово-плазменного спекания». Керамика Интернешнл . 46 (10). Эльзевир: 16068–16073. doi : 10.1016/j.ceramint.2020.03.158 . ISSN 0272-8842 . OCLC 8596178549 . S2CID 216437833 .
- ^ Перейти обратно: а б наук, Национальный университет; МИСиС, Технологии (27 мая 2020). «Ученые разработали самый термостойкий материал из когда-либо созданных» . физ.орг . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ Хун, Ци-Цзюнь; ван де Валле, Аксель (2015). «Прогнозирование материала с самой высокой известной температурой плавления на основе неэмпирических расчетов молекулярной динамики» . Физический обзор B . 92 (2): 020104. Бибкод : 2015PhRvB..92b0104H . дои : 10.1103/PhysRevB.92.020104 . ISSN 1098-0121 .