Nanometric Tantalum Carbide: Production at Low Temperature and Characterization

Abstract

Tantalum carbide (TaC) is an extremely hard material with features such as high hardness, high melting point, high chemical stability, good resistance to chemical and thermal shock and excellent resistance to oxidation and corrosion. Thus, this study aimed to obtain nanostructured TaC from precursor tris (oxalate) hydrate ammonium oxitantalato through gas-solid reaction at low temperature (1000°C) and short reaction time. The materials obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinement, Scanning Electronic Microscopy (SEM), Infrared Spectroscopy and Thermogravimetric analysis (TG). Through XRD analyses and Reitiveld refinement of TaC with S = 1.1584, the formation of pure tantalum carbide with cubic structure and average crystallite size in the order of 12.5 nanometers was observed. Keywords: Nanostructured tantalum carbide; Oxalic precursors; Gas-solid reaction. CARBETO DE TÂNTALO NANOESTRUTURADO: PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO À BAIXA TEMPERATURA ResumoO carbeto de Tântalo (TaC) é um material extremamente duro, apresentando elevada dureza, elevado ponto de fusão, elevada estabilidade química, boa resistência ao ataque químico e choque térmico e excelente resistência à oxidação e corrosão. Desta forma, este trabalho teve como objetivo a obtenção de TaC nanoestruturado a partir do precursor tris(oxalato)oxitantalato de amônio hidratado, através de reação gás-sólido a baixa temperatura (1000°C) e curto tempo de reação. Os materiais obtidos foram caracterizados através de difração de Raios-X (DRX), Refinamento Rietveld, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Infravermelho (espectroscopia IV), Termogravimétrica (TG). Através das analises de DRX e do refinamento Reitiveld para o TaC com S = 1,1584 observou-se a formação do carbeto de tântalo puro com estrutura cúbica e tamanho médio de cristalitos na ordem de 12,5 nanômetros. Palavras-chave: Carbeto tântalo nanoestruturado; Precursores oxálicos; Reação gás-sólido.