碳化物的概述、分类及重要的碳化物用途

一、概述

碳化物是指，碳与电负性比它小的或者相近的元素（除氢外）所生成的二元化合物，碳化物都具有较高的熔点，大多数碳化物都是碳与金属在高温下反应得到的。

碳化钙（CaC2，俗称电石）、碳化铬（）、碳化钽（TaC）、碳化钒（VC）、碳化锆（ZrC）、碳化钨（WC）等都是金属碳化物。

碳化硼、碳化硅（SiC）等属于非金属碳化物。

二、碳化物的分类

1.间充型碳化物

又称金属型碳化物,主要是d过渡元素，特别是ⅥB、ⅦB族及铁系元素与碳形成的二元化合物。其结构特点是碳原子充填在密堆积金属晶格的四面体孔穴中,不影响金属的导电性。对于原子半径大于1.3埃的金属，碳原子不会使金属晶格变形，只使晶格更紧密坚实。这些金属的碳化物具有极高的熔点和硬度，如碳化钽和碳化钨等。对于原子半径小于130pm的金属,碳原子使原金属晶格变形,碳的原子链贯穿在变形的金属结构中，如铬、锰、铁、钴和镍的碳化物。这些金属的碳化物的性质介于离子型和间充型之间，有较高的熔点和硬度，也能被水和酸分解生成烃类和氢的混合物。

2.共价型碳化物

主要是硅和硼的碳化物，如碳化硅和碳化硼。在这些碳化物中，碳原子与硅、硼原子以共价键结合，属原子晶体。它们具有高硬度、高熔点和化学性质稳定的特点。

这三类碳化物可由金属、硅、硼或它们的氧化物在2000℃的高温下与碳或烃类反应制得。

3.离子型碳化物

离子型碳化物中以碳化钙最有用，主要做乙炔的原料。间充型碳化物主要用作耐高温、高硬度的特殊结构材料和高速切削工具材料，如碳化钽和碳化钨。共价型碳化物主要用作磨料，如碳化硅、碳化硼等。 

三、重要的碳化物用途

碳化硅又名金刚砂，是无色晶体，可以作优良磨料。

碳化硼是黑色有光泽的晶体，可用于研磨金刚石。

碳化物独特的强硬度与稳定性使它们在工业生产合金。

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