Zirconium carbide
जिरकोनियम कार्बाइड (जेड. आर. सी.) एक अत्यंत कठोर अपवर्तक सिरेमिक सामग्री है, जिसका व्यावसायिक रूप से काटने के उपकरणों के लिए टूल बिट्स में उपयोग किया जाता है। इसे आमतौर पर सिंटरिंग द्वारा संसाधित किया जाता है। गुण यह घन क्रिस्टल संरचना के साथ एक ग्रे धातु पाउडर के रूप में दिखाई देता है। यह अत्यधिक जंग प्रतिरोधी है। यह समूह IV अंतरालीय संक्रमण-धातु कार्बाइड अति उच्च तापमान सिरेमिक या (यू. एच. टी. सी.) का भी सदस्य है। धातु बंधन की उपस्थिति के कारण, जेड. आर. सी. में 20.5 डब्ल्यू/एम. के. की तापीय चालकता और एक विद्युत चालकता (प्रतिरोधकता ~ 43 एम. ओ. एम. सी.) है, जो दोनों जिरकोनियम धातु के समान हैं। मजबूत सहसंयोजक Zr-C बंधन इस सामग्री को एक बहुत उच्च पिघलने बिंदु (~ 3530 डिग्री सेल्सियस), उच्च मापांक (~ 440 जीपीए) और कठोरता (25 जीपीए) देता है। जेड. आर. सी. का घनत्व डब्ल्यू. सी. (15.8 ग्राम/से. मी. 3), टी. ए. सी. (14.5 ग्राम/से. मी. 3) या एच. एफ. सी. (12.67 जी/से. मी. 3) जैसे अन्य कार्बाइडों की तुलना में कम है। जेड. आर. सी. पुनः प्रवेश वाहनों, रॉकेट/स्क्रैमजेट इंजनों या सुपरसोनिक वाहनों में उपयोग के लिए उपयुक्त प्रतीत होता है जिसमें कम घनत्व और उच्च तापमान भार वहन क्षमताएं महत्वपूर्ण आवश्यकताएं हैं। अपवर्तक धातुओं के अधिकांश कार्बाइडों की तरह, जिरकोनियम कार्बाइड उप-स्टोइकोमेट्रिक होता है, यानी इसमें कार्बन रिक्तियां होती हैं। लगभग ZrC0.98 से अधिक कार्बन सामग्री पर सामग्री में मुक्त कार्बन होता है। जेड. आर. सी. 0.65 से 0.98 तक के कार्बन-से-धातु अनुपात के लिए स्थिर है। समूह आई. वी. ए. धातु कार्बाइड, टी. आई. सी., जेड. आर. सी. और सी. आई. सी. 100 डिग्री सेल्सियस पर भी मजबूत जलीय एसिड (एच. सी. एल.) और मजबूत जलीय क्षार (एन. ए. ओ. एच.) द्वारा हमले की दिशा में व्यावहारिक रूप से निष्क्रिय हैं, हालांकि, जेड. आर. सी. एच. एफ. के साथ प्रतिक्रिया करता है। जिरकोनियम कार्बाइड और टैंटलम कार्बाइड का मिश्रण एक महत्वपूर्ण सीर्मेट सामग्री है। उपयोग हाफ्नियम-मुक्त जिरकोनियम कार्बाइड और नियोबियम कार्बाइड का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में अपवर्तक कोटिंग्स के रूप में किया जा सकता है। कम न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस-सेक्शन और विकिरण के तहत कमजोर क्षति संवेदनशीलता के कारण, इसका उपयोग परमाणु ईंधन के यूरेनियम डाइऑक्साइड और थोरियम डाइऑक्साइड कणों के आवरण के रूप में किया जाता है। कोटिंग आमतौर पर एक द्रवित बिस्तर रिएक्टर में थर्मल रासायनिक वाष्प जमाव द्वारा जमा की जाती है। इसमें उच्च उत्सर्जन और उच्च तापमान पर उच्च धारा क्षमता भी होती है जो इसे थर्मो-फोटोवोल्टिक रेडिएटर और क्षेत्र उत्सर्जक टिप और सरणी में उपयोग के लिए एक आशाजनक सामग्री के रूप में प्रस्तुत करती है। इसका उपयोग एक अपघर्षक के रूप में, आवरण में, मिट्टी के बर्तनों, गरमागरम तंतुओं और काटने के उपकरणों में भी किया जाता है। उत्पादन जिरकोनियम कार्बाइड को कई तरीकों से बनाया जा सकता है। एक विधि ग्रेफाइट द्वारा जिरकोनिया की कार्बोथर्मिक प्रतिक्रिया है। इसके परिणामस्वरूप एक चूर्ण बनता है। सघन जेड. आर. सी. को 2000 डिग्री सेल्सियस के ऊपर जेड. आर. सी. के चूर्ण को सिंटरिंग करके बनाया जा सकता है। जेड. आर. सी. का गर्म दबाव सिंटरिंग तापमान को कम कर सकता है और इसके परिणामस्वरूप महीन दानेदार पूरी तरह से सघन जेड. आर. सी. के उत्पादन में मदद करता है। स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग का उपयोग पूरी तरह से सघन जेडआरसी का उत्पादन करने के लिए भी किया गया है। जिरकोनियम कार्बाइड को घोल आधारित प्रसंस्करण द्वारा भी बनाया जा सकता है। यह एक धातु ऑक्साइड को एसिटाइलासिटोन के साथ रिफ्लक्स करके प्राप्त किया जाता है। निर्माण की एक अन्य विधि रासायनिक वाष्प निक्षेपण है। यह एक जिरकोनियम स्पंज को गर्म करके और उसके माध्यम से हैलाइड गैस को पार्स करके प्राप्त किया जाता है। 800 डिग्री सेल्सियस से अधिक खराब ऑक्सीकरण प्रतिरोध ZrC के अनुप्रयोगों को सीमित करता है। जेड. आर. सी. के ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार करने का एक तरीका यौगिक बनाना है। प्रस्तावित महत्वपूर्ण कंपोजिट ZrC-ZrB2 और ZrC-ZrB2-SiC कम्पोजिट हैं। ये यौगिक 1800 डिग्री सेल्सियस तक काम कर सकते हैं। इसे सुधारने का एक अन्य तरीका यह है कि एक अन्य सामग्री का उपयोग एक बाधा परत के रूप में किया जाए जैसे कि ट्राइसो ईंधन कणों में। संदर्भ जिरकोनियम (IV) यौगिक कार्बाइड सुपरहार्ड सामग्री अपवर्तक सामग्री रॉक नमक क्रिस्टल संरचना