碳化鉿

碳化鉿（HfC）是鉿和碳的化合物。它的熔點大約為3900 °C，是已知最難冶的二元化合物之一^[2]。然而，它不抗氧化，氧化開始時的溫度最低能到430 °C^[3]。

碳化鉿
識別
CAS號	12069-85-1  Y
PubChem	16212551
ChemSpider	17340381
SMILES	[Hf+]#[C-]
InChI	1/C.Hf/q-1;+1/rCHf/c1-2
InChIKey	NVDNLVYQHRUYJA-GLWNXBRTAK
性質
化學式	HfC
摩爾質量	190.50 g/mol g·mol⁻¹
外觀	黑色無味粉末
密度	12.2 g/cm3[1]; 12.7 g/cm3 (20 °C); 14.19 g/cm3
熔點	3887 °C; 3890 °C[2]
沸點	5400 °C（5673 K）
溶解性（水）	不溶
結構
晶體結構	立方，cF8
空間群	Fm3m, No. 225
熱力學
ΔfHm⦵298K	-227.09 kJ/mol
危險性
歐盟分類	未列出
NFPA 704	2 2 1
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

碳化鉿常有碳空缺，因此它的組成常表示為HfC_x（x = 0.5至1.0）。它具有立方（岩鹽）晶體結構，x可為任意值^[4]。

製備

加熱粉末狀鉿和碳（煤粉）。

${\displaystyle {\mathsf {Hf+C\ {\xrightarrow {T}}\ HfC}}}$

在1800至2000℃用碳將二氧化鉿還原可獲得碳化鉿粉末。需要較長處理時間以除去所有的氧。

${\displaystyle {\mathsf {HfO_{2}+3C\ {\xrightarrow {T}}\ HfC+2CO}}}$

將甲烷、氣化四氯化鉿和氫氣（催化劑）的混合氣通過加熱的鎢絲。使用化學氣相沉積法可得到高純度的HfC塗層。

${\displaystyle {\mathsf {HfCl_{4}+CH_{4}\ {\xrightarrow {T,H_{2}}}\ HfC+4HCl}}}$

物理性質

儘管性質獨特，如高硬度（>9莫氏硬度^[5]）和高熔點，但由於技術複雜、合成成本高，HfC應用非常有限^[2]。

x≤0.8時，HfC_x表現順磁性，x變大則呈現抗磁性。在TaC_x中觀察到了相反的行為（隨着x增加向順磁轉變），儘管其晶體結構與HfC_x相同。^[6]