КАРБИ́ДЫ

КАРБИ́ДЫ, хи­мич. со­еди­не­ния уг­ле­ро­да с бо­лее элек­тро­по­ло­жи­тель­ны­ми эле­мен­та­ми – гл. обр. с ме­тал­ла­ми, бо­ром или крем­ни­ем. По ти­пу хи­мич. свя­зи под­раз­де­ля­ют­ся на ион­ные (со­ле­об­раз­ные), ко­ва­лент­ные и ме­тал­ло­по­доб­ные.

К ион­ным К. при­над­ле­жат со­еди­не­ния ще­лоч­ных (Na₂C₂, K₂С₂ и др.), щё­лоч­но­зе­мель­ных (Mg₂C₃, СаС₂ и др.), ред­ко­зе­мель­ных (YC₂, LaC₂ и др.) ме­тал­лов, ак­ти­нои­дов (ThC₂, UC, UC₂ и др.), а так­же Сu₂C₂, Be₂C, Hg₂C₂, Al₄C₃ и не­ко­то­рые др. Ион­ные К. мож­но рас­смат­ри­вать как про­дук­ты за­ме­ще­ния ато­мов во­до­ро­да в уг­ле­во­до­ро­дах на ато­мы ме­тал­лов. Так, аце­ти­ле­ни­ды яв­ля­ют­ся про­из­вод­ны­ми аце­ти­ле­на и со­дер­жат анио­ны $\ce {[C#C]^{2-}}$ (напр., Сu₂C₂, Hg₂C₂), ме­та­ни­ды – про­из­вод­ны­ми ме­та­на (напр., Al₄C₃, Be₂C). Ион­ные К. гид­ро­ли­зу­ют­ся во­дой с об­ра­зо­ва­ни­ем гид­ро­кси­дов ме­тал­лов и со­от­вет­ст­вую­щих уг­ле­во­до­ро­дов. Аце­ти­ле­ни­ды ме­ди Cu₂С₂, се­реб­ра Ag₂С₂, зо­ло­та Au₂С₂ и др. тя­жё­лых ме­тал­лов взры­ва­ют­ся при уда­ре. Из­вест­ны К. со­ста­ва МС₈, МС₁₆, МС₂₄ и др., по­стро­ен­ные из гра­фи­то­по­доб­ных сло­ёв ато­мов уг­ле­ро­да с ато­ма­ми ме­тал­ла ме­ж­ду слоя­ми.

Ко­ва­лент­ные К. – крем­ния кар­бид SiC и бо­ра кар­би­ды – об­ла­да­ют вы­со­кой твёр­до­стью, жа­ро­проч­но­стью, по­лу­про­вод­ни­ко­вы­ми свой­ст­ва­ми; хи­ми­че­ски инерт­ны.

Ме­тал­ло­по­доб­ные К. об­ра­зо­ва­ны пе­ре­ход­ны­ми ме­тал­ла­ми IV–VIII групп ко­рот­кой фор­мы пе­рио­дич. сис­те­мы (напр., це­мен­тит Fe₃C). Не­ко­то­рые ме­тал­лы об­ра­зу­ют фа­зы пе­ре­мен­но­го со­ста­ва (напр., TiC_0,49 – TiC_1,00). Ме­тал­ло­по­доб­ные К. пред­став­ля­ют со­бой фа­зы вне­дре­ния ато­мов уг­ле­ро­да в пус­то­ты кри­стал­лич. ре­шёт­ки ме­тал­лов; об­ла­да­ют вы­со­кой твёр­до­стью, из­но­со­стой­ко­стью, хруп­ко­стью, элек­тро­про­вод­но­стью, очень ту­го­плав­ки (сплав, со­дер­жа­щий 75% TaC и 25% HfC, име­ет наи­бо­лее вы­со­кую темп-ру плав­ле­ния из из­вест­ных ве­ществ – ок. 4200 °C). Ме­тал­ло­по­доб­ные К. не раз­ла­га­ют­ся во­дой, ще­ло­ча­ми, боль­шин­ст­вом ми­нер. ки­слот. При взаи­мо­дей­ст­вии с N₂ или О₂ ме­тал­ло­по­доб­ные К. об­ра­зу­ют нит­ри­до­кар­би­ды, ок­си­кар­би­ды или ок­си­нит­ри­до­кар­би­ды пе­ре­мен­но­го со­ста­ва.

К. по­лу­ча­ют при взаи­мо­дей­ст­вии уг­ле­ро­да (кок­са) с ме­тал­ла­ми или ок­си­да­ми ме­тал­лов в инерт­ной или вос­ста­но­вит. сре­де при темп-ре 1500–2000 °C в ду­го­вых элек­тро­пе­чах, а так­же хи­мич. оса­ж­де­ни­ем из га­зо­вой фа­зы и плаз­мен­ны­ми ме­то­да­ми.

К. встре­ча­ют­ся в при­ро­де в ви­де ми­не­ра­лов (см. Кар­би­ды при­род­ные). К. при­ме­ня­ют как ис­точ­ник аце­ти­ле­на для свар­ки (СаС₂), ком­по­нен­ты твёр­дых спла­вов (К. ти­та­на, нио­бия, тан­та­ла, мо­либ­де­на, вольф­ра­ма и др.), ма­те­риа­лы вы­соко­тем­пе­ра­тур­ных на­гре­ва­тель­ных эле­мен­тов (SiC, К. нио­бия и др.), аб­ра­зи­вы и шли­фо­валь­ные по­рош­ки (SiC, К. бо­ра), по­гло­ти­те­ли ней­тро­нов в ядер­ных ус­та­нов­ках (К. бо­ра), ле­ги­рую­щие до­бав­ки в ста­ли и спла­вы, из­но­со­стой­кие по­кры­тия, ма­те­ри­ал де­та­лей разл. уст­ройств (тор­моз­ных дис­ков, фильт­ров) и др.