அலுமினியம் கார்பைடு

அலுமினியம் கார்பைடு (Aluminum carbide) என்பது Al4C3 என்ற வாய்ப்பாட்டைக் கொண்ட கனிம வேதியியல் சேர்மம் ஆகும். அலுமினியமும் கார்பைடு அயனியும் சேர்ந்து இச்சேர்மம் உருவாகிறது. வெளிர் மஞ்சள் நிறம் தொடங்கி பழுப்பு நிறம் வரையிலான தோற்றத்தில் அலுமினியம் கார்பைடு காணப்படுகிறது. 1400° செல்சியசு வெப்பநிலை வரையிலும் இது நிலைப்புத்தன்மையுடன் காணப்படுகிறது. உயர் வெப்பநிலையில் தண்ணீருடன் சேர்ந்து மீத்தேனை உற்பத்தி செய்து சிதைவடைகிறது.

அலுமினியம் கார்பைடு
பெயர்கள்
விருப்பத்தெரிவு ஐயூபிஏசி பெயர்
அலுமினியம் கார்பைடு
வேறு பெயர்கள்
அலுமினியம் கார்பைடு
இனங்காட்டிகள்
1299-86-1 Y
12656-43-8 N
ChemSpider 21241412 Y
EC number 215-076-2
InChI
யேமல் -3D படிமங்கள் Image
ம.பா.த அலுமினியம்+கார்பைடு
பப்கெம் 16685054
SMILES
UN number UN 1394
பண்புகள்
Al4C3
வாய்ப்பாட்டு எடை 143.95853 கி/மோல்
தோற்றம் நிறமற்றது (தூய நிலையில்) அறுகோண படிகங்கள்[1]
மணம் நெடியற்றது
அடர்த்தி 2.93 கி/செ.மீ3[1]
உருகுநிலை
கொதிநிலை 1400 °செல்சியசு வெப்பநிலையில் சிதைவடையும்[2]
சிதைவடையும்
கட்டமைப்பு
படிக அமைப்பு செஞ்சாய்சதுரம், hR21, இடக் குழு R3m, No. 166. a = 0.3335 nm, b = 0.3335 nm, c = 0.85422 nm, α = 78.743 °, β = 78.743 °, γ = 60 °[2]
வெப்பவேதியியல்
Std enthalpy of
formation ΔfHo298		 -209 கிலோயூல்/மோல்
நியம மோலார்
எந்திரோப்பி So298		 88.95 யூ/மோல் கெல்வின்
வெப்பக் கொண்மை, C 116.8 யூ/மோல் கெல்வின்
மாறுதலாக ஏதும் சொல்லவில்லை என்றால் கொடுக்கப்பட்ட தரவுகள் யாவும்
பொருள்கள் அவைகளின் இயல்பான வெப்ப அழுத்த நிலையில் (25°C, 100kPa) இருக்கும்.
 N verify (இது: Y/N?)
Infobox references

கட்டமைப்பு

வழக்கத்திற்கு மாறான ஒரு படிகக் கட்டமைப்புடன் அலுமினியம் கார்பைடு படிகமாகிறது. ஒன்றுவிட்டு ஒன்றாக Al2C மற்றும் Al2C2 அடுக்குகள் இவ்வமைப்பை உருவாக்குகின்றன. ஒவ்வொரு அலுமினியம் அணுவும் நான்கு கார்பன் அணுக்களுடன் ஒருங்கிணைவு கொண்டு நான்முகி தோற்றத்தை அளிக்கின்றன. கார்பன் அணுக்கள் இரண்டு வகையான பிணைப்புச் சுழல்களில் காணப்படுகின்றன. 6 அலுமினியம் அணுக்கள் 271 பைக்கோ மீட்டர் தொலைவில் உருக்குலைந்த எண்முக தோற்றம், இதேபோல நான்கு அலுமினியம் அணுக்கள் 190-194 பைக்கோமீட்டர் தொலைவிலும் ஐந்தாவது அலுமினியம் அணு 221 பைக்கோமீட்டர் தொலைவிலும் உள்ள சிதைந்த முக்கோண இரட்டைப்பட்டைக் கூம்பு தோற்றம் ஆகியன இவ்விரண்டு பிணைப்புச் சூழல்களாகும் [3][4]. ஐயுபிஏசி முறையில் மெத்தைடுகள் எனப்படும் பிற கார்பைடுகளும் சிக்கலான அணைவுக் கட்டமைப்புகளில் காணப்படுகின்றன.

வினைகள்

நீராற்பகுப்பின்போது அலுமினியம் கார்பைடு படிப்படியாக மீத்தேனை வெளியிடுகிறது. அறை வெப்பநிலை இவ்வினை தொடங்கினாலும் சூடுபடுத்துவதால் வினையின் வேகம் முடுக்கப்படுகிறது [5]

Al4C3 + 12 H2O → 4 Al(OH)3 + 3 CH4.

பிற ஐதரசன் வழங்கும் முகவர்களுடன் சேர்ந்து இதேவகையான வினைகளில் இது ஈடுபடுகிறது :[1]

Al4C3 + 12 HCl → 4 AlCl3 + 3 CH4

தயாரிப்பு

ஒரு மின் சுடர் உலையில் அலுமினியமும் கார்பனும் நேரடியாக வினைபுரிவதால் அலுமினியம் கார்பைடு உருவாகிறது [3]

4 Al + 3 C → Al4C3

இங்கு அலுமினாவுடன் சேர்ந்து ஒரு மாற்று வினையும் தொடங்குகிறது. ஆனால் கார்பனோராக்சைடு உருவாகும் என்பதால் இவ்வினை ஏற்கப்படுவதில்லை.

2 Al2O3 + 9 C → Al4C3 + 6 CO.

அலுமினியத்துடன் சிலிக்கன் கார்பைடும் வினைபுரிந்து Al4C3 சேர்மத்தைக் கொடுக்கிறது. இம்மாற்றம் சிலிக்கன் கார்பைடின் இயந்திர பயன்பாடுகளை கட்டுப்படுத்துகிறது. ஏனெனில் அலுமினியம் கார்பைடு சிகிக்கன் கார்பைடைக்காட்டிலும் அதிகமாக நொறுங்கும் தன்மையைப் பெற்ற்றுள்ளது [6]

4 Al + 3 SiC → Al4C3 + 3 Si.

அலுமினிய அணிக்கலப்புகளுடன் சிலிக்கன் கார்பைடு சேர்க்கப்பட்டு வலுப்படுத்தப்படுகிறது. சிலிக்கன் கார்பைடும் உருகிய அலுமினியமும் வினைபுரிந்து சிலிக்கன் கார்பைடு துகள்கள் மீது அலிமினியம் கார்பைடு அடுக்கை உருவாக்குகின்றன. இதனால் அப்பொருளின் வலிமை குறைகிறது. எனினும் சிலிக்கன் கார்பைடின் நனைதிறன் அதிகரிக்கிறது. பொருத்தமான ஆக்சைடு அல்லது நைட்ரைடை சிலிக்கன் கார்பைடு துகளின் மீது மேற்பூச்சாகப் பூசினால் இப்போக்கைக் குறைக்க இயலும். சிலிக்கா பூச்சுக்காக துகள்களை முன் ஆக்சிசனேற்றம் செய்தல் வேண்டும் அல்லது ஓர் அடுக்கு உலோக பூச்சை மேற்பூச்சாகப் பயன்படுத்த வேண்டும் [7].

ஓர் அலுமினியம்-அலுமினியம் கார்பைடு கலப்புப் பொருளை அலுமினியம் தூளுடன் கிராபைட்டு துகள்களைக் கலந்து கலப்பு உலோகமாகத் தயாரிக்கிறார்கள்.

தோற்றம்

சிறிய அளவுகளில் அலுமினியம் கார்பைடு மாசுப்பொருளாக கால்சியம் கார்பைடுடன் கலந்து காணப்படுகிறது. மின்பகு முறையில் அலுமினியம் தயாரிக்கும் போது கிராபைட்டு மின்முனைகளில் அலுமினியம் கார்பைடு தோன்றுகிறது [8].

பயன்பாடுகள்

சிலிக்கான் கார்பைடுடன் சேர்த்து அலுமினியம் அணியில் பரவும் வேகத்தை மட்டுப்படுத்த அலுமினியம் கார்பைடை பயன்படுத்துகிறார்கள் [9].

அதி வேக துண்டிக்கும் கருவிகளில் தேய்ப்புப் பொருளாக அலுமினியம் கார்பைடு பயன்படுத்தப்படுகிறது. கிட்டத்தட்ட புட்பராகம் எனப்படும் நவமணியின் கடினத்தன்மையை அலுமினியம் கார்பைடும் கொண்டுள்ளது [10].

மேற்கோள்கள்
  1. Mary Eagleson (1994). Concise encyclopedia chemistry. Walter de Gruyter. பக். 52. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:3-11-011451-8. https://books.google.com/books?id=Owuv-c9L_IMC&pg=PA52.
  2. Gesing, T. M.; Jeitschko, W. (1995). The Crystal Structure and Chemical Properties of U2Al3C4 and Structure Refinement of Al4C3. 50. Zeitschrift für Naturforschung B, A journal of chemical sciences. பக். 196–200.
  3. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ). Butterworth–Heinemann. பக். 297. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:0080379419.
  4. Solozhenko, Vladimir L.; Kurakevych, Oleksandr O. (2005). "Equation of state of aluminum carbide Al4C3". Solid State Communications 133 (6): 385–388. doi:10.1016/j.ssc.2004.11.030. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:0038-1098.
  5. qualitative inorganic analysis. CUP Archive. பக். 102. https://books.google.com/books?id=rzI9AAAAIAAJ&pg=PA102.
  6. Deborah D. L. Chung (2010). Composite Materials: Functional Materials for Modern Technologies. Springer. பக். 315. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:1-84882-830-6. https://books.google.com/books?id=vGstB0vDe04C&pg=PA315.
  7. Guillermo Requena. "A359/SiC/xxp: A359 Al alloy reinforced with irregularly shaped SiC particles". MMC-ASSESS Metal Matrix Composites. மூல முகவரியிலிருந்து 2007-08-15 அன்று பரணிடப்பட்டது. பார்த்த நாள் 2007-10-07.
  8. Jomar Thonstad (2001). Aluminum Electrolysis : Fundamentals of the Hall-Héroult Process 3rd ed.. Aluminum-Verlag. பக். 314. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:3-87017-270-3.
  9. S.J. Zhu; L.M. Peng; Q. Zhou; Z.Y. Ma; K. Kucharova; J. Cadek (1998). "Creep behaviour of aluminum strengthened by fine aluminum carbide particles and reinforced by silicon carbide particulates DS Al-SiC/Al4C3composites" (abstract). Acta Technica CSAV (5): 435–455. Archived from the original on 2005-02-22. https://web.archive.org/web/20050222063327/http://www.iee.cas.cz/acta/98_5a.htm.
  10. E. Pietsch, ed.: "Gmelins Hanbuch der anorganischen Chemie: Aluminium, Teil A", Verlag Chemie, Berlin, 1934–1935.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.