Алуминиум Карбид: хемиско соединение

Има изглед на бледожолти до кафени кристали. Стабилен е до 1400 година °C. Се распаѓа во вода со производство на метан.

Алуминиум карбид има необична кристална структура која се состои од наизменични слоеви на Al₂C и Al₂C₂. Секој алуминиумски атом е координиран со 4 јаглеродни атоми за да се добие тетраедарски распоред. Јаглеродните атоми постојат во 2 различни сврзувачки средини; едниот е деформиран октаедар од 6 атоми Al на растојание од 217 pm. Другата е искривена тригонална бипирамидална структура од 4 атоми Al во 190-194 pm и петти Al атом во 221 pm. Други карбиди (номенклатура на IUPAC : метиди ) исто така покажуваат сложени структури.

Реакции

Алуминиум карбид се хидролизира со еволуција на метан . Реакцијата продолжува на собна температура, но брзо се забрзува со загревање.

Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄

Слични реакции се случуваат и со други протички реагенси:

Al₄C₃ + 12HCl → 4AlCl₃ + 3CH₄

Реактивно топло изостатско пресување (кокање) на ≈40 MPa на соодветни мешавини на Ti, Al₄C₃ графит, 15 часа на 1300 °C дава претежно еднофазни примероци на Ti₂AlC_0,5N_0,5, 30 часа на 1300 °C дава претежно еднофазни примероци на Ti₂AlC ( титаниум алуминиум карбид ).

Алуминиум карбид се подготвува со директна реакција на алуминиум и јаглерод во електрична лачна печка.

4Al+ 3C → Al₄C₃

Алтернативна реакција започнува со алумина, но таа е понеповолна поради создавањето на јаглерод моноксид .

2Al₂О₃ + 9C → Al₄C₃ + 6CO

Силициум карбид исто така реагира со алуминиум за да добие Al₄C₃. Оваа конверзија ги ограничува механичките примени на SiC, бидејќи Al ₄ C ₃ е покршлив од SiC.

4Al + 3SiC → Al₄C₃ + 3Si

Кај композитите со алуминиумска матрица засилени со силициум карбид, хемиските реакции помеѓу силициум карбид и стопениот алуминиум генерираат слој од алуминиум карбид на честичките од силициум карбид, што ја намалува јачината на материјалот, иако ја зголемува влажноста на честичките SiC. Оваа тенденција може да се намали со премачкување на честичките од силициум карбид со соодветен оксид или нитрид, преоксидација на честичките за да се формира силикатна обвивка или со користење на слој од жртвен метал .

Композитен материјал од алуминиум-алуминиум карбид може да се направи со механичко легирање, со мешање на алуминиумски прав со честички од графит .

Мали количини на алуминиум карбид се вообичаена нечистотија на техничкиот калциум карбид . Во електролитичкото производство на алуминиум, алуминиум карбид се формира како производ на корозија на графитните електроди.

Кај композитите од метална матрица базирана на алуминиумска матрица засилена со неметални карбиди ( силициум карбид, бор карбид, итн.) или јаглеродни влакна, алуминиум карбид често се формира како несакан производ. Во случај на јаглеродни влакна, тој реагира со алуминиумската матрица на температури над 500 °C; подобро навлажнување на влакното и инхибиција на хемиската реакција може да се постигне со премачкување со на пр. титаниум борид . 

Алуминиум карбид може да се користи како абразив во алати за сечење со голема брзина. Има приближно иста цврстина како топазот.