El carburo de tantalio y hafnio es un compuesto químico refractario con una fórmula general Ta x Hf y C x+y , que puede considerarse como una solución sólida de carburo de tantalio y carburo de hafnio . Originalmente se pensaba que tenía el punto de fusión más alto de todas las sustancias conocidas, pero nuevas investigaciones han demostrado que el carbonitruro de hafnio tiene un punto de fusión más alto.
Individualmente, los carburos de tántalo y hafnio tienen los puntos de fusión más altos entre los compuestos binarios , 4.041 K (3.768 °C; 6.814 °F) y 4.232 K (3.959 °C; 7.158 °F), respectivamente, [1] y su "aleación" con una composición Ta 4 HfC 5 tiene un punto de fusión de 4.178 K (3.905 °C; 7.061 °F). [2]
Se han publicado muy pocas mediciones del punto de fusión del carburo de hafnio y tantalio debido a las obvias dificultades experimentales a temperaturas extremas. Un estudio de 1965 de las soluciones sólidas de TaC-HfC a temperaturas de 2225-2275 °C encontró un mínimo en la tasa de vaporización y, por lo tanto, un máximo en la estabilidad térmica para Ta 4 HfC 5 . Esta tasa era comparable a la del tungsteno y dependía débilmente de la densidad inicial de las muestras, que se sinterizaron a partir de mezclas de polvo de TaC-HfC, también a 2225-2275 °C. En un estudio independiente, se encontró que Ta 4 HfC 5 tenía la tasa de oxidación mínima entre las soluciones sólidas de TaC-HfC. [3] Ta 4 HfC 5 fue fabricado por la empresa Goodfellow como un polvo de 45 μm [4] a un precio de $9540/kg (99,0% de pureza). [5]
En 2015, las simulaciones atomísticas predijeron que el carbonitruro de hafnio podría tener un punto de fusión superior a Ta 4 Hf 1 C 5 en 200 K. [6] Esto fue verificado posteriormente por evidencia experimental en 2020. [7]
Los carburos de tantalio y hafnio individuales tienen una estructura reticular cúbica de sal de roca . Por lo general, son deficientes en carbono y tienen fórmulas nominales TaC x y HfC x , con x = 0,7–1,0 para Ta y x = 0,56–1,0 para Hf. También se observa la misma estructura para al menos algunas de sus soluciones sólidas. [8] La densidad calculada a partir de datos de difracción de rayos X es 13,6 g/cm 3 para Ta 0,5 Hf 0,5 C. [9] [10] Se informó una estructura hexagonal de tipo NiAs ( grupo espacial P63/mmc, n.º 194, símbolo de Pearson hP4) con una densidad de 14,76 g/cm 3 para Ta 0,9 Hf 0,1 C 0,5 . [9]