碳化铝

碳化铝(AlC)是一种具有菱形六面体结构的离子型化合物，具有很高的硬度、剪切强度和熔点，使其成为了铝基材料理想的第二相强化材料。碳化铝金黄色六方小片状晶体。相对密度2.36，在1400℃稳定，2200℃以上分解。遇水分解生成甲烷，贮存于干燥阴凉处，不溶于丙酮，遇稀酸分解。由纯铝粉与纯碳共热而制得。目前，AlC的制备方法主要有金属直接碳化法，碳热还原法，溶胶凝胶法，微波合成法和高能机械球磨合成法。其中金属直接碳化法和碳热还原法是最早采用的合成方法，并且部分技术已经应用与工业生产。但这两种方法的缺点是所需要的的合成温度高，反应时间长，得到的粉末粒径大。而已知的高能球磨合成法中，关注的重点主要是少量的AlC原位合成从而增强铝基材料，并不是AlC的高纯度合成。同时，高能球磨本身皆具有球磨时间过长，能耗大，粉体颗粒不均匀等缺点。碳化铝经常作为添加剂增强三组元铝基材料(Al-Si-AlC，Al-AlTi-AlC)的强度。另外，AlC是金属铝工业技术领域中的一种重要的化合物，在冶金工业中用于还原金属氧化物，在化学工业用于化学反应催化剂，在陶瓷行业用于制作高温、切割和模具等高级陶瓷材料。作为一种离子型化合物，在AlC的晶格结构中，碳原子以单独的C形式存在。C具有很强的碱性，水解时通过C+4H→CH产生甲烷，所以AlC也作为甲烷发生剂和干燥剂。同时，AlC的菱形六面体是一种AlC和AlC片层交替堆叠的结构，正是这种独特的结构，使得一维AlC纳米线成为了一种极具潜力的冷电子发射体。