Взаимодействие между карбидами переходных металлов и их окислами
При взаимодействии La203 с LaC2 при температурах от 1000 до 1900° С фазовый состав продуктов реакции, вычисленный по данным химического анализа, обнаруживает смесь La203 и LaC2. Содержание в исходной шихте La составляет 85%, С — 12,6% и 0-2,4%; в продуктах реакции содержание компонентов при всех температурах практически одинаково и в среднем составляет 85,3% La, 12,8% С и 2% О. Таким образом, в системе La203 — LaC2 взаимодействие не наблюдается. Взаимодействие карбида циркония с его окисью начинается при значительно более высоких температурах (порядка 1800 С), при этом также можно предположить образование низших окислов и оксикарбидов. При температурах выше 1600° С обнаружены Nb2C и Nb. Таким образом, взаимодействие карбидов с окислами ванадия и ниобия приводит к образованию металлов.
Исследование реакции взаимодействия окиси хрома с высшим по содержанию углерода карбидом Сг3С2 показало, что оно начинается при температуре 1200° С, при этом в продуктах реакции появляется низший карбид. Максимальное содержание этого карбида наблюдается в продуктах, образующихся при температуре 1300° С. Высший карбид Сг302 в этих продуктах не обнаружен. С ростом температуры содержание окиси хрома в продуктах реакции уменьшается, также уменьшается содержание карбида. Из сказанного видно, что образование металлов при взаимодействии карбидов с окислами характерно для ванадия, ниобия и хрома, т. е. для металлов V и VI групп периодической системы элементов Д. И. Менделеева.
Карбиды металлов IV группы или совсем не взаимодействуют с окислами, или взаимодействуют при высоких температурах с образованием низших окислов и карбидов с дефицитом по углероду, или, возможно, оксикарбидов. Различие в характере взаимодействия карбидов с окислами в зависимости от положения составляющих их металлов в периодической системе элементов связано со степенью заполнения электронами d-оболочки металлов.
Металлы IV группы характеризуются высокой степенью незаполненности электронами d-уровней и, следовательно, высокой акцепторной способностью. Это определяет сильное взаимодействие между d-электронами металлов и внешними валентными электронами углерода или кислорода и невозможность восстановления карбидами окислов до металлов.
