Aluminijev karbid je kemijska spojina s formulo Al4C3. Je svetlo rumena do rjava kristalna trdnina, stabilna do 1400 °C. V vodi hidrolizira, pri čemer nastaja metan.
Struktura Aluminijev karbid ima nenavadno strukturo, sestavljeno iz dveh vrst plasti. Struktura temelji na dveh vrstah tetraedrov AlCl4 in zato tudi dveh vrstah ogljikovih atomov. Eden od njih je obdan z deformiranim oktaedrom šestih Al atomov na razdalji 217 pm. Drugi je obdan s štirimi atomi Al na razdalji 190–194 pm in petim Al atomom na razdalji 221 pm.NN. Greenwood, A. Earnshaw (1997). Chemistry of the Elements. 2. izdaja. Butterworth-Heinemann. str. 297. ISBN 0080379419. Kompleksne strukture imajo tudi drugi karbidi, ki se po IUPAC nomenklaturi imenujejo metidi.
Priprava Aluminijev karbid se pripravlja z neposredno reakcijo aluminija in ogljika v električni obločni peči:
4 Al + 3 C → Al4C3
Možna je tudi zamenjava aluminija z glinico, ki je manj primerna zaradi nastajanja ogljikovega monoksida:
2 Al2O3 + 9 C → Al4C3 + 6 CO
Tretja možnost je reakcija silicijevega karbida z aluminijem:D.D.L. Chung (2010). Composite Materials: Functional Materials for Modern Technologies. Springer. str. 315. ISBN 1-84882-830-6.
4 Al + 3 SiC → Al4C3 + 3 Si
Reakcije Aluminijev karbid hidrolizira, pri čemer se sprošča metan. Reakcija poteka že pri sobni temperaturi. S segrevanjem se njena hitrost močno poveča:Reactions of the Acid Radicals: Carbides. CUP Archive. str. 102.
Al4C3 + 12 H2O → 4 Al(OH)3 + 3 CH4
Podobne reakcije potekajo tudi s protičnimi reagenti: Al4C3 + 12 HCl → 4 AlCl3 + 3 CH4
Nahajališča Majhne količine aluminijevega karbida so pogosta nečistoča v kalcijevem karbidu. V elektrolitski proizvodnji aluminija nastaja kot produkt korozije grafitnih elektrod.
V kompozitih z aluminijevo matrico, ojačano s kovinskimi karbidi (silicijev karbid, borov karbid), pogosto nastaja aluminijev karbid, ki je zaradi krhkosti nezaželen. Pri temperaturah nad 500 °C nastaja tudi v reakciji aluminijeve matrice z ogljikovimi vlakni. Boljšo omočljivost vlaken in inhibiranje reakcije se doseže s prevlekami, na primer iz titanovega borida.
Uporaba Fino dispergirani delci aluminijevaga karbida v aluminijevi matrici zmanjšajo polzenje materiala, zlasti v kombinaciji z delci silicijevega karbida.S.J. Zhu, L.M. Peng, Q. Zhou, Z.Y. Ma, K. Kucharova, J. Cadek (1998). Creep behaviour of aluminium strengthened by fine aluminium carbide particles and reinforced by silicon carbide particulates DS Al-SiC/Al4C3 composites. Acta Technica CSAV 5: 435–455.
Uporablja se lahko tudi kot abraziv za visoko hitrostna rezilna orodja.J.J. Saveker in drugi. High speed cutting tool. U.S. Patent 6,033,789, Datum izdaje: 7. marec 2000. Karbid ima podobno trdoto kot topaz (8).E. Pietsch, urednik. Gmelins Hanbuch der anorganischen Chemie: Aluminium, Teil A. Verlag Chemie, Berlin, 1934–1935.
Sklici
Kategorija:Aluminijeve spojine Kategorija:Karbidi