수소화 크롬

Chromium hydride
이 기사는 크롬-수소 합금에 관한 것이다.화합물에 대해서는 수소화 크롬과 크롬을 참조한다.II) 수소화물

수소화 크롬은 크롬과 수소, 그리고 다른 원소의 화합물이다.수소의 비결정량(quit-stoicometric)을 가진 금속간 화합물 및 고반응성 분자가 존재한다.저농도로 존재할 때, 수소 및 크롬과 합금된 다른 원소는 크롬 원자의 결정 격자에서 발생하지 않는 전위의 이동을 가능하게 하는 연화제 역할을 한다.

전형적인 수소화 크롬 합금의 수소는 주변 온도에서 무게가 수백 ppm에 불과할 수 있다.수소 및 기타 합금 원소의 양과 크롬 수소화물의 형태를 용질 원소 또는 침전상 중 하나로 변화시킴으로써 크롬 내 전위의 이동을 촉진하고 그에 따라 생성된 수소화 크롬의 경도, 연성 및 인장 강도 등의 품질을 제어한다.

재료 특성

수소화 크롬을 구성하는 농도의 좁은 범위에서도 수소와 크롬의 혼합물은 매우 다른 특성을 가진 많은 다른 구조를 형성할 수 있습니다.질 좋은 수소화 크롬을 만들기 위해서는 이러한 특성을 이해하는 것이 필수적입니다.상온에서 순수 크롬의 가장 안정적인 형태는 체심입방체(BCC) 구조α-크롬이다.그것은 아주 단단한 금속으로 아주 적은 농도의 수소만 녹일 수 있다.

이것은 두 가지 다른 결정 형태의 둔한 갈색 또는 짙은 회색 고체로 발생할 수 있습니다. 즉, CrH 공식의~2 면중심 입방체 또는 CrH 공식의~1 근접 포장 육각형 고체입니다.수소화 크롬은 크롬 도금에서 크롬 플레이트 형성의 중간체로서 중요합니다.

수소화 크롬 육각형 밀착형 유닛 셀
면중심입방CrH단위셀2

Olard와 Bradley는 X-ray 결정학을 통해 육각형 결정 형태의 크롬 동소체를 조사했지만 [1]수소를 포함하고 있다는 것을 알아채지 못했다.그들이 발견한 육각형 밀착 결정성 물질은 실제로 x가 0.5에서 [2]1 사이인 CrH를 함유하고x 있다.육각형 형태의 격자는 단위 셀 치수가 a=0.271 nm, c=0.441 [3]nm이다.결정 형태는 안티 NiAs 구조로 설명되었으며 [4]β상으로 알려져 있습니다.γ-CrH로도 알려진 우주군은 8면체 [5]부위에서만 수소를 포함한 Fm3m이다.

크롬을 전착할 때 수소화 크롬의 면심입방상(fcc)을 생성할 수도 있다.클로이드 A약 5°C로 냉각되고 전류 밀도가 평방미터당 1290암페어인 설탕 시럽에 크롬산염이 사용되었습니다.재료의 단위 셀 치수는 0.386 nm였다.그 물질은 부서지기 쉽고 열에 의해 쉽게 분해된다.구성은 CrH이며x x는 1과 [2]2 사이입니다.전류 밀도가 평방미터당 1800암페어 이상이고 저온에서는 육각형 밀착형태를 만들었지만 전류가 낮거나 온도가 높으면 일반 체심 입방크롬 금속을 [6]퇴적시켰다.면중심 입방체 수소화 크롬의 형성을 선호하는 조건은 높은 [3]pH이다.FCC 형태의 CrH는 P63/mmc 공간 [5]그룹의 8진수 부위에 수소 원자를 가지고 있습니다.

온도와 전류 밀도가 크롬 판의 밝기에 미치는 영향 차트.갈색과 짙은 회색은 수소화 크롬 형성의 조건이며 분홍색은 도금이 없는 영역입니다.

얼굴 중심 입방체 CrH는 CrH를1.7 [3]가지고 있었다.하지만 이론적으로 그 물질이 순수하고 모든 사면체 부위가 수소 원자에 의해 점유된다면 그것은 CrH일2 것이다.고체 물질2 CrH는 칙칙한 회색 또는 갈색으로 나타납니다.표면이 쉽게 긁히지만, 그것은 수소화물의 [3]메짐성 때문입니다.

면심 입방체 수소화 크롬도 크롬 금속에 염산을 [7]식각할 때 일시적으로 형성된다.

육각형 형태는 40일 후에 자연스럽게 일반 크롬으로 변하는 반면, 다른 형태(면 중심 입방체)는 상온에서 230일 후에 체 중심 입방체로 바뀝니다.올라드는 이미 수소가 이러한 변환 과정에서 진화한다는 것을 알아챘지만, 전착 크롬이 보통 수소를 포함하고 있기 때문에 수소가 물질의 필수 성분인지 확신하지 못했다.Colin G Fink는 만약 육각형 형태가 불꽃 속에서 가열된다면 수소가 빠르게 [6]연소될 것이라고 관찰했다.

크롬산염 용액에서 크롬 금속을 전기도금하는 것은 수소화 크롬의 형성을 수반한다.온도가 충분히 높으면 수소화 크롬이 형성되면서 빠르게 분해되어 미결정체 중심의 입방 크롬이 생성됩니다.따라서 수소화물이 충분히 빠르고 원활하게 분해되도록 크롬은 적절한 고온(조건에 따라 약 60~75C)에서 도금해야 한다.수소화물이 분해되면 도금 표면이 갈라진다.균열을 제어할 수 있으며 밀리미터당 최대 40개의 균열이 있을 수 있습니다.도금 표면의 물질, 주로 세스퀴옥사이드 크롬은 형성되면서 균열로 빨려 들어간다.균열은 치유되고 새로운 전기 도금층은 다르게 균열됩니다.현미경으로 관찰할 때, 전기 도금 크롬은 120° 및 60° 각도의 결정 형태로 보일 것입니다. 그러나 이것들은 원래의 수소화물 결정의 유령입니다. 코팅에서 최종적으로 형성되는 실제 결정은 훨씬 더 작고 체 중심의 입방 [3]크롬으로 구성됩니다.

초육각[when defined as?] 수소화 크롬막도 고압과 [8]고온에서 수소에 노출시켜 제작했다.

1926년.바이첼펠더와 B.티에데는 에테르에서 수소와 염화크롬, 브롬화페닐마그네슘을 반응시켜 흑색 [9][10]침전물을 만들어 고체 삼수 크롬을 제조했다고 주장했다.

단단한 육각형 CrH는 푸른 빛을 띤 불꽃과 함께 공기 중에 타오를 수 있습니다.불타는 [11]성냥으로 불이 붙는다.

관련 합금

수소화 크롬의 수소 함량은 일반 크롬-수소 합금의 경우 0에서 수백 ppm 사이입니다.이러한 값은 철, 망간, 바나듐, 티타늄[12] 등의 합금 원소에 따라 달라집니다.

수소 함량이 수백ppm보다 훨씬 높은 합금은 형성될 수 있지만 안정적이기 위해서는 매우 높은 압력이 필요합니다.이러한 조건에서 수소 함량은 무게의 0.96%까지 기여할 수 있으며, 이때는 선 화합물 위상 경계라고 불리는 지점에 도달한다.수소 함량이 선상 화합물 경계를 넘어 이동함에 따라 크롬-수소계는 합금으로서의 작용을 멈추고 대신 일련의 비금속 화학이론 화합물을 형성하며, 이들 각각은 안정성을 위해 더 높은 압력을 필요로 한다.이러한 화합물이 발견된 첫 번째 화합물은 수소화2크롬(CrH)으로
2, 크롬 대 수소비는 1/0.5이며, 수소 함량은 0.96%이다.이들 화합물 중 두 가지는 주변 압력에서 전이될 수 있으며, 이는 즉, 순간적으로 분해되는 것이 아니라 장기간에 걸쳐 분해된다는 것을 의미합니다.또 다른 화합물은 크롬(I) 수소화물로, 몇 배 더 안정적이다.두 화합물 모두 극저온에서 안정되어 무한히 지속됩니다.정확한 내용은 알 수 없지만.[13]

원하는 특성을 가진 수소화 크롬 합금을 생산하기 위해 크롬/수소 혼합물에 다른 재료가 첨가되는 경우가 많습니다.수소화 크롬 중의 티타늄은 수소 크롬 용액의 β-크롬 형태를 [citation needed]보다 안정적으로 만든다.

레퍼런스

  1. ^ Bradley, A. J.; E. F. Ollard (1926). "Allotropy of Chromium". Nature. 117 (2934): 122. Bibcode:1926Natur.117..122B. doi:10.1038/117122b0. ISSN 0028-0836. S2CID 4131298.
  2. ^ a b Snavely, Cloyd A.; Dale A. Vaughan (January 1949). "Unit Cell Dimension of Face-centered Cubic Chromium Hydride and Space Groups of Two Chromium Hydrides". Journal of the American Chemical Society. 71 (1): 313–314. doi:10.1021/ja01169a085. ISSN 0002-7863.
  3. ^ a b c d e Snavely, Cloyd A. (1947). "A Theory for the Chromium Plating;A Theory for the Physical Characteristics of Chromium Plate". Journal of the Electrochemical Society. 91 (1): 537–577. doi:10.1149/1.3071841. Archived from the original on June 22, 2017.
  4. ^ Poźniak-Fabrowska, J; B Nowak; M Tkacz (2001). "Magnetic properties of cubic and hexagonal chromium hydrides: a comparison of the magnetic susceptibility with the 53Cr NMR Knight shift". Journal of Alloys and Compounds. 322 (1–2): 82–88. doi:10.1016/S0925-8388(01)01266-X. ISSN 0925-8388.
  5. ^ a b Antonov, V.E.; A.I. Beskrovnyy, V.K. Fedotov, A.S. Ivanov, S.S. Khasanov, A.I. Kolesnikov, M.K. Sakharov, I.L. Sashin, M. Tkacz (2007). "Crystal structure and lattice dynamics of chromium hydrides". Journal of Alloys and Compounds. 430 (1–2): 22–28. doi:10.1016/j.jallcom.2006.05.021. ISSN 0925-8388.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  6. ^ a b Sasaki, Kumazo; Sinkiti Sekito (24 February 1931). "Three Crystalline Modifications of Electrolytic Chromium". Journal of the Electrochemical Society. 59 (1): 437–444. doi:10.1149/1.3497824. 풀 텍스트 사용 가능
  7. ^ Smith, W. H. (1956). "The Fracture of Brittle Chromium by Acid Etching". Journal of the Electrochemical Society. 103 (1): 51. doi:10.1149/1.2430232. ISSN 0013-4651.
  8. ^ Pan, Y; M Takeo; J Dash (1993). "Formation of superhexagonal chromium hydride by exposure of chromium thin films to high-temperature, high-pressure hydrogen in a ballistic compressor". International Journal of Hydrogen Energy. 18 (6): 491–504. doi:10.1016/0360-3199(93)90006-V. ISSN 0360-3199.
  9. ^ mellor. "The Chemical Properties of Chromium" (PDF). A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry. p. 160.
  10. ^ Weichselfelder, Theodor; Bruno Thiede (1926). "Über die Hydride der Metalle Nickel, Kobalt, Eisen und Chrom". Justus Liebigs Annalen der Chemie. 447 (1): 64–77. doi:10.1002/jlac.19264470107.
  11. ^ Raub, Christoph J. (September 1993). "Hydrogen in Electrodeposits: of Decisive Importance, But Much Neglected" (PDF). Plating and Surface Finishing: 35.
  12. ^ Johnson, John R.; Reilly, James J. (November 1978). "Reaction of hydrogen with the low-temperature form (C15) of titanium-chromium (TiCr2)". Inorganic Chemistry. 17 (11): 3103–3108. doi:10.1021/ic50189a027.
  13. ^ Snavely, Cloyd A.; Vaughan, Dale A. (1949). "Unit Cell Dimension of Face-centered Cubic Chromium Hydride and Space Groups of Two Chromium Hydrides". Journal of the American Chemical Society. 71 (1): 313–314. doi:10.1021/ja01169a085. ISSN 0002-7863.

추가 정보