碳-金屬熔合物（carbon-metal melt）是指碳元素溶解於金屬中生成的碳與金屬組成的熔體。碳能與很多金屬生成熔合物。碳與鐵的熔合，因其與鋼鐵工業密切相關、研究得最為深入而全面。鐵有三種同素異晶體：α-鐵（體心立方），γ-鐵（面心立方），δ-鐵（體心立方、α-鐵的高溫相），這3種形態的鐵溶解碳的能力分別為0.02%，2.06%和0.10%。碳鐵熔體中除碳之外，還有碳化物，如FeC等。其他碳金屬熔合物中不僅只含元素態的碳，也含碳化合物。
基本介紹
- 中文名：碳-金屬熔合物
- 外文名：carbon-metal melt
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 釋義：碳與金屬組成的熔體
簡介,碳在金屬中的溶解度,碳與鐵的熔合,碳鐵熔體中含碳量,金屬溶解碳,石墨晶體的製造,
簡介
碳-金屬熔合物（carbon-metal melt）是指碳元素溶解於金屬中生成的碳與金屬組成的熔體。碳能與很多金屬生成熔合物。
碳在金屬中的溶解度
碳在金屬中的溶解度見表1。表1中只列出了少數金屬的數據，其他金屬，如鈣、鎘、汞、錫、鋅等也能溶解碳，只是溶解度很小。
表1碳與鐵的熔合
碳與鐵的熔合，因其與鋼鐵工業密切相關、研究得最為深入而全面。鐵有三種同素異晶體：α-鐵（體心立方），γ-鐵（面心立方），δ-鐵（體心立方、α-鐵的高溫相），這3種形態的鐵溶解碳的能力分別為0.02%，2.06%和0.10%。碳鐵熔體中除碳之外，還有碳化物，如FeC等。其他碳金屬熔合物中不僅只含元素態的碳，也含碳化合物。
碳鐵熔體中含碳量
碳鐵熔體中含碳量的多少，對其性能有顯著的影響。由於含碳量的不同，碳鐵熔體可以是鋼、鑄鐵或鍛鐵，其含量分別為0.1%-1.7%、1.7%-4.5%和≤0.1%。
金屬溶解碳
金屬溶解碳的能力隨溫度增高而增大，當熔融液冷卻，碳從過飽和溶液中析出成為結集石墨，附於容器壁或浮於液面。結集石墨又稱初生石墨或漂浮石墨，其外觀類似細的鱗片狀天然石墨，X光衍射圖也和天然石墨幾乎完全相同，石墨化度很高。從熔體中析出的碳，一部分留在熔體內，形成各種形態的石墨，其中既有六方晶體，也有菱方晶體，在碳鎳熔體中有的呈樹枝狀，在球磨鑄鐵中呈球狀，還有呈蠕蟲狀（蠕墨鑄鐵）及絮狀的（普通灰口鑄鐵）。
石墨晶體的製造
可利用碳在金屬中的過飽和溶液，在嚴格控制的條件下，製造各種石墨晶體。晶體的形狀和大小隨生成條件的不同而變化，所得晶體常是石墨薄片，平板和柱狀晶體。這些晶體有一個共同的特點，即都是孿晶。孿晶的結合面常是（1211）晶面。（1011）及（1122）晶面上生成孿晶，但不常見。
