Sementitt

Krystallstruktur
Struktur av sementitt
Fe: __ C: __ . Prismatisk koordineringspolyeder fra dobbeltrom med Fe rundt C er vist.
Gitterparametere

a = 0,4514 nm, b = 0,5080 nm, c = 0,6734 nm

Generell
Etternavn Sementitt
andre navn
  • Jernkarbid
  • Triironkarbid
Forholdsformel Fe 3 C
Kort beskrivelse

grå ortorhombiske krystaller
Eksterne identifikatorer / databaser
CAS-nummer 12011-67-5
EF-nummer 234-566-7
ECHA InfoCard 100.031.411
PubChem 165960
Wikidata Q189335
eiendommer
Molarmasse 179,55 g mol −1
Fysisk tilstand

fast

tetthet

7,69 g cm −3
Smeltepunkt

1837 ° C
sikkerhetsinstruksjoner
GHS-faremerking
ingen klassifisering tilgjengelig
Termodynamiske egenskaper
ΔH f 0

25,1 kJ / mol
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er angitt, gjelder oppgitte data standardbetingelser .

Sementitt er en forbindelse av jern og karbon med sammensetningen Fe 3 C (et jernmetall med interkaleringsforbindelser forbindelser ) og forekommer som en metastabil fase i stål og hvitt støpejern . Det tar navnet sitt fra "sement" (sementstål, tidligere "kämentert stål" = karburisert stål) og blir i sin rene form noen ganger også sett på som et ikke-oksidkeramikk . Sementitt er en mellomfase, en såkalt Häggs-fase ( koordineringsfase ). Disse fasene bestemmes geometrisk, radiusforholdet bestemmer strukturen.

Hendelse

I mineralogi sementitt under navnet kohenitt som meteorittisk nikkel - jern - mineral i forbindelse med kobolt ([Fe, Ni, Co] 3 kjent C).

Utvinning og presentasjon

Som Primärzementit (Fe 3 C I ) sementitt er referert til, ved en krystallisering blir ført fra smelten (linjen CD i den jern-karbon-fasediagram ). Sekundær sementitt (Fe 3 C II ) produseres ved utfelling fra austenitt (linje ES), tertiær sementitt (Fe 3 C III ) ved utfelling fra ferrit (linje PQ). De eutektiske eller eutektoid faseblandinger ledeburite i støpejern og perlitt i stål er spesielt viktige . Primær sementitt danner først grove nåler fra smelten. På grunn av den reduserte løseligheten av jern for karbon, blir sekundær sementitt avsatt som korngrense eller skallsementitt rundt austenitt eller senere perlittkrystaller. Metallografisk fremstår sementitt i perlitten som stripesementitt. Tertiær sementitt avsettes på nærmeste eksisterende sementitt, fra ren ferritt faller det ut ved korngrensene. I tillegg kan myk gløding føre til at sementitt agglomererer globulært.

Sementitt produseres også ved termisk nedbrytning av Berlinblått (jernheksacyanidoferrat).

eiendommer

Med lange glødetider eller ekstremt langsom kjøling, brytes den metastabile sementitten ned i jern og grafitt . Den krystallstruktur av sementitt er forholdsvis komplisert. I en ortorhombisk enhetscelle er det tolv jern- og fire karbonatomer , hvor karbonatomene er omgitt av åtte jernatomer på en relativt uregelmessig måte ( trigonal- prismatisk dobbeltkapsel ). Sementitt er veldig hardt ( HV = 800) og slitesterk, men sprøtt og derfor vanskelig å deformere plastisk. Den har lavere tetthet enn jern og er under Curie-temperaturen på 215 ° C ferromagnetisk .

Molekylært volum som en funksjon av trykk for sementitt ved romtemperatur.

Siden karbon er en av de mulige lette komponentene i jernlegeringene som utgjør kjernene til planeter, blir egenskapene til jern-karbonforbindelser eksperimentelt undersøkt selv under ekstremt høye trykk og / eller temperaturer. Grafisk motsatt viser molarvolumet som en funksjon av trykket ved romtemperatur for sementitt som et forenklet modellstoff for kohenitt.

Primære sementitt nåler

Den bearbeidingsegenskaper er svært dårlig. I praksis kan ikke sementitt bearbeides (fresing, boring osv.). Det kan forekomme i fri form eller som en komponent av perlitt eller bainitt og påvirke bearbeidbarheten til denne strukturen. På grunn av sin store hardhet forårsaker det slitasje på høyt verktøy . Se også: Bearbeidbarhet av stål .

bruk

Jernkarbid kan brukes som katalysator i kjemiske reaksjoner (for eksempel splitting av vann i hydrogen og oksygen).

Se også

Individuelle bevis

  1. ↑ a b oppføring på jernkarbid. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, åpnet 21. august 2013.
  2. ↑ Triiron-karbid (WebElements)
  3. ↑ Dette stoffet har heller ikke blitt klassifisert med hensyn til sin hazardousness eller en pålitelig og citable kilde har ennå ikke blitt funnet.
  4. ↑ David R. Lide (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. utgave. (Internett-versjon: 2010), CRC Press / Taylor og Francis, Boca Raton, FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, s. 5-19.
  5. ↑ a b Jürgen Gobrecht, Erhard Rumpler: Material Technology - Metals. Oldenbourg, München 2006, ISBN 3-486-57903-7 , s. 139ff.
  6. ^ Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulze: Materialvitenskap . 12. utgave. Springer-Verlag GmbH Tyskland, Berlin 2018, ISBN 978-3-662-48629-0 , 1.5.4 Mellomkrystaller, s. 43 .
  7. ↑ Fysiske grunnleggende materialvitenskap - Springer . doi : 10.1007 / 978-3-540-71105-6 .
  8. ↑ Former av sementitt i stål (metallograf)
  9. ↑ Herbert Schönherr: Maskineringsteknologi , Oldenbourg, 2002, s. 60
  10. Itz Fritz Klocke, Wilfried König: Produksjonsprosess Volum 1: Turning, Milling, Drilling , Springer, 8. utgave, 2008, s.274.
  11. ↑ Magnetiske ark - skjelettet til et ark muliggjør filigranjernkarbidstrukturer for effektive katalysatorer (Wissenschaft-aktuell)

weblenker