碳化铪 | 12069-85-1

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐 - 碳化物及碳酸盐
• 分子结构分类: 有机化合物 - 碳氢化合物衍生物
• 中文名称: 碳化铪
• 中文别名: 碳化铪1微米以下；碳化铪陶瓷
• 英文名称: hafnium carbide
• 英文别名: hafnium;methane
• CAS: 12069-85-1
• 化学式: CHf
• 分子量: 190.501
• InChiKey: WHJFNYXPKGDKBB-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  2930 °C(lit.)
• 密度：
  12.2 g/mL at 25 °C(lit.)
• 暴露限值：
  ACGIH: TWA 0.5 mg/m3NIOSH: IDLH 50 mg/m3; TWA 0.5 mg/m3
• 稳定性/保质期：

  这是已知单一化合物中熔点最高者。在2900℃时，其体积电阻率为1.95×10^-4Ω·cm，热膨胀系数为6.73×10^-6/℃。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.63
• 重原子数：
  2
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  1.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  4.1
• WGK Germany：
  3
• 危险品运输编号：
  UN3178
• RTECS号：
  MG4620000
• 包装等级：
  III
• 危险类别：
  4.1
• 储存条件：
  常温密闭保存，阴凉通风干燥。

SDS

1.1 产品标识符
: Hafnium(IV) carbide
化学品俗名或商品名
1.2 鉴别的其他方法
无数据资料
1.3 有关的确定了的物质或混合物的用途和建议不适合的用途
仅供科研用途，不作为药物、家庭备用药或其它用途。

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模块 2. 危险性概述
2.1 GHS分类
根据全球协调系统(GHS)的规定，不是危险物质或混合物。
2.3 其它危害物 - 无

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模块 3. 成分/组成信息
3.1 物 质
: CHf
分子式
: 190.50 g/mol
分子量
成分 浓度
Hafnium carbide
-
化学文摘编号(CAS No.) 12069-85-1
EC-编号 235-114-1

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模块 4. 急救措施
4.1 必要的急救措施描述
如果吸入
如果吸入,请将患者移到新鲜空气处。 如果停止了呼吸,给于人工呼吸。
在皮肤接触的情况下
用肥皂和大量的水冲洗。
在眼睛接触的情况下
用水冲洗眼睛作为预防措施。
如果误服
切勿给失去知觉者从嘴里喂食任何东西。 用水漱口。
4.2 最重要的症状和影响，急性的和滞后的
4.3 及时的医疗处理和所需的特殊处理的说明和指示
无数据资料

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模块 5. 消防措施
5.1 灭火介质
灭火方法及灭火剂
用水雾,耐醇泡沫,干粉或二氧化碳灭火。
5.2 源于此物质或混合物的特别的危害
氢, 碳氧化物, 二氧化铪
产品分解后性质不明
碳氧化物, 二氧化铪
5.3 救火人员的预防
如必要的话,戴自给式呼吸器去救火。
5.4 进一步的信息
无数据资料

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模块 6. 泄露应急处理
6.1 人员的预防,防护设备和紧急处理程序
防止粉尘的生成。 防止吸入蒸汽、气雾或气体。
6.2 环境预防措施
不要让产物进入下水道。
6.3 抑制和清除溢出物的方法和材料
扫掉和铲掉。 存放在合适的封闭的处理容器内。
6.4 参考其他部分
丢弃处理请参阅第13节。

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模块 7. 操作处置与储存
7.1 安全操作的注意事项
在有粉尘生成的地方,提供合适的排风设备。一般性的防火保护措施。
7.2 安全储存的条件,包括任何不兼容性
贮存在阴凉处。 容器保持紧闭，储存在干燥通风处。
7.3 特定用途
无数据资料

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模块 8. 接触控制/个体防护
8.1 控制参数
最高容许浓度
没有已知的国家规定的暴露极限。
8.2 暴露控制
适当的技术控制
常规的工业卫生操作。
人身保护设备
眼/面保护
请使用经官方标准如NIOSH (美国) 或 EN 166(欧盟) 检测与批准的设备防护眼部。
皮肤保护
戴手套取 手套在使用前必须受检查。
请使用合适的方法脱除手套(不要接触手套外部表面),避免任何皮肤部位接触此产品.
使用后请将被污染过的手套根据相关法律法规和有效的实验室规章程序谨慎处理. 请清洗并吹干双手
所选择的保护手套必须符合EU的89/686/EEC规定和从它衍生出来的EN 376标准。
身体保护
根据危险物质的类型，浓度和量，以及特定的工作场所来选择人体保护措施。,
防护设备的类型必须根据特定工作场所中的危险物的浓度和含量来选择。
呼吸系统防护
不需要保护呼吸。如需防护粉尘损害，请使用N95型（US）或P1型（EN 143)防尘面具。
呼吸器使用经过测试并通过政府标准如NIOSH（US）或CEN（EU）的呼吸器和零件。

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模块 9. 理化特性
9.1 基本的理化特性的信息
a) 外观与性状
形状: 固体
b) 气味
无数据资料
c) 气味临界值
无数据资料
d) pH值
无数据资料
e) 熔点/凝固点
熔点/熔点范围: 2,930 °C
f) 起始沸点和沸程
无数据资料
g) 闪点
无数据资料
h) 蒸发速率
无数据资料
i) 可燃性(固体,气体)
无数据资料
j) 高的/低的燃烧性或爆炸性限度 无数据资料
k) 蒸气压
无数据资料
l) 相对蒸气密度
无数据资料
m) 相对密度
12.2 g/mL 在 25 °C
n) 水溶性
无数据资料
o) 辛醇/水分配系数的对数值
无数据资料
p) 自燃温度
无数据资料
q) 分解温度
无数据资料
r) 粘度
无数据资料

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模块 10. 稳定性和反应活性
10.1 反应性
无数据资料
10.2 化学稳定性
无数据资料
10.3 危险反应的可能性
无数据资料
10.4 避免接触的条件
无数据资料
10.5 不兼容的材料
强氧化剂, 酸
10.6 危险的分解产物
其它分解产物 - 无数据资料

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模块 11. 毒理学资料
11.1 毒理学影响的信息
急性毒性
无数据资料
皮肤腐蚀/刺激
无数据资料
严重眼损伤 / 眼刺激
无数据资料
呼吸道或皮肤过敏
无数据资料
生殖细胞诱变
无数据资料
致癌性
IARC:
此产品中没有大于或等于 0。1%含量的组分被 IARC鉴别为可能的或肯定的人类致癌物。
生殖毒性
无数据资料
特异性靶器官系统毒性（一次接触）
无数据资料
特异性靶器官系统毒性（反复接触）
无数据资料
吸入危险
无数据资料
潜在的健康影响
吸入 吸入可能有害。 可能引起呼吸道刺激。
摄入 如服入是有害的。
皮肤 如果通过皮肤吸收可能是有害的。 可能引起皮肤刺激。
眼睛 可能引起眼睛刺激。
附加说明
化学物质毒性作用登记: 无数据资料

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模块 12. 生态学资料
12.1 毒性
无数据资料
12.2 持久存留性和降解性
无数据资料
12.3 生物积累的潜在可能性
无数据资料
12.4 土壤中的迁移
无数据资料
12.5 PBT 和 vPvB的结果评价
无数据资料
12.6 其它不利的影响
无数据资料

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模块 13. 废弃处置
13.1 废物处理方法
产品
将剩余的和未回收的溶液交给处理公司。
污染了的包装物
作为未用过的产品弃置。

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模块 14. 运输信息
14.1 UN编号
欧洲陆运危规: - 国际海运危规: - 国际空运危规: -
14.2 联合国（UN）规定的名称
欧洲陆运危规: 无危险货物
国际海运危规: 无危险货物
国际空运危规: 无危险货物
14.3 运输危险类别
欧洲陆运危规: - 国际海运危规: - 国际空运危规: -
14.4 包裹组
欧洲陆运危规: - 国际海运危规: - 国际空运危规: -
14.5 环境危险
欧洲陆运危规: 否 国际海运危规 海运污染物: 否 国际空运危规: 否
14.6 对使用者的特别预防
无数据资料

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模块 15 - 法规信息
N/A

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模块16 - 其他信息
N/A

制备方法与用途

碳化铪（HfC） 概述

碳化铪（HfC）是一种灰色带金属光泽的固体，是已知单一化合物中熔点最高的物质之一。它广泛用作高熔点金属熔炼坩埚内衬的良好材料。此外，碳化铪还具有高熔点、高硬度、高温强度较好、耐腐蚀性较好和热导率较低等优异特性，因此可用作硬质合金的添加剂，并在切削工具和模具领域中有广泛应用。此外，它也可用于火箭喷嘴材料，尤其适用于火箭鼻锥部位以及航天领域的其他部件，如喷管、耐高温内衬、电弧或电解用电极。同时，在核反应器控制棒中也有应用。

理化性质

碳化铪为灰色带金属光泽的固体，其密度为12.20 g/cm³，熔点约为3890°C，不溶于水但能溶于氢氟酸、热的浓硫酸、硝酸或含30%过氧化氢的热碱溶液。在室温下稳定；当温度超过250℃时会通氯生成四氯化铪，而在500℃以上与氧反应形成二氧化铪。1摩尔碳化铪与4摩尔碳化钽可形成熔点高达4215°C的混晶。


制备方法

碳化铪可通过以下几种方法制得：

• 由铪或四氯化铪与甲烷在2100℃反应；
• 二氧化铪与炭黑在石墨坩埚中加热至1900～2300℃并通入氢气；
• 通过甲烷、氢气和氯化铪的蒸汽流经加热的钨丝制得。

用途

1. 碳化铪可用作硬质合金添加剂，广泛应用于切削工具和模具制造。
2. 它适用于火箭喷嘴材料，尤其是用于火箭鼻锥部位，在航天领域有广泛应用。此外也可应用在喷管、耐高温内衬、电弧或电解用电极等方面。
3. 在核反应器控制棒中也有应用。

以上关于碳化铪的概述、理化性质、制备方法及用途均由Chemicalbook的丁红编辑整理。（2015-12-21）

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  碳化铪 、 氯 生成 氯化铪
  参考文献：
  名称：

  DE437352

  摘要：

  公开号：
• 作为产物：
  描述：

  氯化铪 在 H₂ 、 CO 作用下， 以 neat (no solvent) 为溶剂， 生成 碳化铪
  参考文献：
  名称：

  Campbell, I. E.; Powell, C. F.; Nowicki, D. H., Journal of the Electrochemical Society, 1949, vol. 96, p. 318 - 333

  摘要：

  DOI：
• 作为试剂：
  描述：

  一氧化碳 、 氧气 在 碳化铪 作用下， 以 neat (no solvent, gas phase) 为溶剂， 生成 二氧化碳
  参考文献：
  名称：

  The catalytic properties of transition-element carbides and nitrides in the oxidation of carbon monoxide

  摘要：

  DOI：

  10.1007/bf00516945

文献信息

• New criteria for the applicability of combustion synthesis: The investigation of thermodynamic and kinetic processes for binary Chemical Reactions
  作者：Xiaoming Tan、Xianli Su、Yonggao Yan、Ctirad Uher、Qingjie Zhang、Xinfeng Tang

  DOI：10.1016/j.jallcom.2020.158465

  日期：2021.4

  Combustion synthesis is a novel technique that utilizes the exothermic heat of a chemical reaction to maintain the reaction and to rapidly prepare materials. But, hitherto, none of unified criterion for the validation of combustion synthesis has been proposed. Herein, we proposed the conditions need to be met. In terms of kinetics, at the adiabatic temperature (Tad), the diffusion distance of atoms

  燃烧合成是一种利用化学反应的放热来维持反应并快速制备材料的新技术。但是，迄今为止，尚未提出用于验证燃烧合成的统一标准。在此，我们提出了需要满足的条件。就动力学而言，在绝热温度（T ad）下，原子的扩散距离（升Ť广告）在0.1 s内应大于反应物的粒径（d）， 那是， 升Ť广告≥d。对于满足T ad / T m，L的系统≥1（其中T m，L是反应物的低熔点成分的熔点），液相的存在将原子的扩散距离从纳米显着增加到数十微米，从而成为标准升Ť广告≥d简化为T ad / T m，L≥在大多数情况下为1。在热力学方面，系统需要确保反应成分处于激活状态，即T ad / T m，H ≥0.7，其中T m，H是高熔点组分的熔点。本研究提出的SHS反应标准进一步提高了对SHS反应的理论理解，并为探索二元和多组分化合物的超快合成提供了指导。
• The preparation of HfC/C ceramics via molecular design
  作者：Kathrin Inzenhofer、Thomas Schmalz、Bernd Wrackmeyer、Günter Motz

  DOI：10.1039/c0dt01817a

  日期：——

  Polymer derived ceramics have received lots of attention throughout the last few decades. Unfortunately, only a few precursor systems have been developed, focusing on silicon based polymers and ceramics, respectively. Herein, the synthesis of novel hafnium containing organometallic polymers by two different approaches is reported. Dialkenyl substituted hafnocene monomers were synthesized and subsequently polymerized via a free radical mechanism. Salt metathesis reactions of hafnocene dichloride with bifunctional linkers led to the formation of polymeric materials. NMR spectroscopic methods – in solution as well as in the solid state – were used to characterize the organometallic polymers. Ceramics were finally obtained after cross-linking and thermal treatment under argon (Tmax = 1800 °C). SEM investigations, elemental analyses, Raman spectroscopy and XRD investigations identified the pyrolyzed products as partially crystalline HfC/C mixed phases.

  过去几十年来，聚合物衍生陶瓷受到了广泛关注。遗憾的是，目前仅开发出几种前驱体系统，分别侧重于硅基聚合物和陶瓷。本文报告了通过两种不同方法合成新型含铪有机金属聚合物的情况。合成了二苯乙烯取代的铪单体，随后通过自由基机制进行聚合。二氯化铪与双官能团连接体的盐偏合成反应导致了聚合物材料的形成。利用核磁共振光谱方法（溶液和固态）对有机金属聚合物进行了表征。经过交联和氩气热处理（Tmax = 1800 °C）后，最终获得了陶瓷。通过 SEM 研究、元素分析、拉曼光谱和 XRD 研究，确定热解产物为部分结晶的 HfC/C 混合相。
• Synthesis and Characterization of Single Crystalline Hafnium Carbide Nanowires
  作者：Jinshi Yuan、Han Zhang、Jie Tang、Norio Shinya、Kiyomi Nakajima、Lu-Chang Qin

  DOI：10.1111/j.1551-2916.2012.05247.x

  日期：2012.7

  synthesize contaminant-layer-free single crystalline HfC nanowires. The nanowires have diameter of 20–80 nm and length of several tens of microns. High-resolution transmission electron microscope images and electron diffraction patterns show that most of the nanowires grew in the direction. Morphological and compositional analyses confirmed that the nanowire growth followed the vapor-liquid-solid mechanism

  碳化铪 (HfC) 是人类已知的最难熔的化合物。催化剂辅助化学气相沉积方法已被应用于合成无污染物层的单晶 HfC 纳米线。纳米线的直径为 20-80 nm，长度为几十微米。高分辨率透射电子显微镜图像和电子衍射图表明，大部分纳米线沿该方向生长。形态和成分分析证实纳米线的生长遵循气-液-固机制。场离子显微镜也已用于揭示纳米线尖端的表面结构。
• Field emission from single-crystalline HfC nanowires
  作者：Jinshi Yuan、Han Zhang、Jie Tang、Norio Shinya、Kiyomi Nakajima、Lu-Chang Qin

  DOI：10.1063/1.3694047

  日期：2012.3.12

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  使用纳米组装和电子束诱导沉积制造了单个 HfC 纳米线场发射器/电极结构。场离子显微镜已被应用于研究在场蒸发改性 HfC 纳米线尖端上形成的小平面的原子排列。场蒸发和晶型研究表明，111} 和 110} 晶面的功函数较低，而 100}、210} 和 311} 晶面的功函数较高。场发射测量允许我们获得 111} 晶面的功函数约为 3.4 eV。
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  作者：L. Takacs

  DOI：10.1006/jssc.1996.0267

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  induces self propagating high temperature reactions in many highly exothermic powder mixtures. This phenomenon has been studied in a variety of reactions with titanium, zirconium, and hafnium. Several oxides (CuO, Cu2O, NiO, Fe3O4, and ZnO) were reduced with Ti, Zr, and Hf and the borides, carbides, silicides, and sulfides of these metals were prepared from elemental mixtures. The ignition time is much shorter

  球磨在许多高度放热的粉末混合物中引起自蔓延的高温反应。已经在与钛，锆和ha的各种反应中研究了这种现象。用Ti，Zr和Hf还原了几种氧化物（CuO，Cu 2 O，NiO，Fe 3 O 4和ZnO），并从元素混合物中制备了这些金属的硼化物，碳化物，硅化物和硫化物。当氧气或硫参与反应时，Zr的点火时间比Ti或Hf的点火时间短得多，但是对于硼化物，碳化物和硅化物的形成没有观察到类似的变化。提示氧在ZrO 2中快速扩散，而硫很可能在ZrS 2中扩散对此行为负责。