Карбиды

КАРБИДЫ, химические соединения углерода с более электроположительными элементами - главным образом с металлами, бором или кремнием. По типу химической связи подразделяются на ионные (солеобразные), ковалентные и металлоподобные.

К ионным карбидам принадлежат соединения щелочных (Na₂С₂, К₂С₂ и др.), щёлочноземельных (Mg₂С₃, СаС₂ и др.), редкоземельных (YC₂, LaC₂ и др.) металлов, актиноидов (ThC₂, UC, UC₂ и др.), а также Cu₂С₂, Ве₂С, Hg₂С₂, Al₄С₃ и некоторые др. Ионные карбиды можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в углеводородах на атомы металлов. Так, ацетилениды являются производными ацетилена и содержат анионы [С≡С]²ˉ (например, Cu₂С₂, Hg₂С₂), метаниды - производными метана (например, Al₄С₃, Ве₂С). Ионные карбиды гидролизуются водой с образованием гидроксидов металлов и соответствующих углеводородов. Ацетилениды меди Cu₂С₂, серебра Ag₂С₂, золота Au₂С₂ и других тяжёлых металлов взрываются при ударе. Известны карбиды состава МС₈, МС₁₆, МС₂₄ и др., построенные из графитоподобных слоёв атомов углерода с атомами металла между слоями.

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

Металлоподобные карбиды образованы переходными металлами IV-VIII групп короткой формы периодической системы (например, цементит Fe₃С). Некоторые металлы образуют фазы переменного состава (например, TiC_0,49 - TiC_1,00). Металлоподобные карбиды представляют собой фазы внедрения атомов углерода в пустоты кристаллической решётки металлов; обладают высокой твёрдостью, износостойкостью, хрупкостью, электропроводностью, очень тугоплавки (сплав, содержащий 75% ТаС и 25% HfC, имеет наиболее высокую температуру плавления из известных веществ - около 4200 °С). Металлоподобные карбиды не разлагаются водой, щелочами, большинством минеральных кислот. При взаимодействии с N₂ или О₂ металлоподобные карбиды образуют нитридокарбиды, оксикарбиды или оксинитридокарбиды переменного состава.

Карбиды  получают при взаимодействии углерода (кокса) с металлами или оксидами металлов в инертной или восстановительной среде при температуре 1500-2000 °С в дуговых электропечах, а также химическим осаждением из газовой фазы и плазменными методами.

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

Лит.: Свойства, получение и применение тугоплавких соединений. Справочник / Под редакцией Т. Я. Косолаповой. М., 1986.