三碳化二鈾
作用與用途
三碳化二鈾為近似于一碳化鈾的金屬性化合物,體心立方晶體,a=8.088A(1A=0.1nm,下同),密度為12.85g/cm3。在約1800℃時分解為一碳化鈾及二碳化鈾。三碳化二鈾與一碳化鈾、二碳化鈾不同,非整比組成的范圍很小,可以認為接近于整比組成,氧、氮的固溶度也低。除非在強酸性介質中,否則與水即使在75℃也不反應。
合成方法
制法1 將化學計量比的金屬鈾棒與炭粉放入銅質坩堝中,置于電弧爐內,爐內先排氣后,再導入精制的氦或氬氣,接著用電弧作用于試樣旁邊的鋯球,將其熔融以除去爐中的氧、氮氣后,再將電弧移近鈾試樣,加熱,在試樣熔融的同時,炭很容易溶于鈾中。將熔融物冷卻至室溫,在約1800℃以下可生成三碳化二鈾。但其析出速度通常因氮氧雜質的存在而變得很慢(試樣很純時,比較容易),大多數不能完全析出。所以,在冷卻以后,還要將試樣粉碎,在真空或情性氣體中,1600℃下再加熱數小時,即可制得接近單相的三碳化二鈾。
制法2 將化學計量比的氫化鈾粉末與炭粉一起充分混合(也可以將鈾片預先氫化再與炭粉混合),加壓成型制成片狀,置于石墨坩堝中,在真空或精制的惰性氣體中加熱。開始時緩慢加熱至450℃,待氫分解析出后,迅速升溫至1600℃并保持數小時,即可制得接近于單相的三碳化二鈾,但是很難避免夾雜一碳化鈾或二碳化鈾。