carburi

Composti del carbonio con un metallo o con un non metallo poco elettronegativo (per es., silicio e boro), escluso l’idrogeno. Per le loro particolari proprietà (difficile fusibilità, elevata durezza ecc.), molti c., come quelli di calcio (➔), di silicio (➔ carborundum), di boro, di titanio, di tungsteno, di ferro, hanno notevoli applicazioni industriali. In generale si preparano per reazione diretta del carbonio con l’elemento o con l’ossido ad alta temperatura, o per deposizione da fase gassosa miscelando i cloruri dell’elemento con idrocarburi. Solitamente si classificano in base al tipo di legame metallo-carbonio: si hanno così i c. ionici, metallici, e covalenti. Tale suddivisione non è però rigida, appartenendo alcuni c. a più classi.

I c. ionici sono caratterizzati da un reticolo cristallino costituito da cationi metallici e da anioni carbonio; appartengono a tale classe i c. degli elementi dei gruppi Ia, IIa e del gruppo dello scandio. In genere si idrolizzano facilmente dando luogo ai corrispondenti idrocarburi; tra i c. più importanti di questo gruppo vi sono quelli di uranio e torio, utilizzati nell’industria missilistica.

I c. metallici devono il loro nome ad alcune caratteristiche (durezza, lucentezza, conducibilità elettrica ecc.) che li avvicinano ai metalli; sono composti interstiziali (➔) oppure a stechiometria definita (in tal caso sono detti ‘del tipo cementite’). I primi, a cui appartengono quasi tutti i c. dei metalli di transizione, sono caratterizzati da inerzia chimica, elevata temperatura di fusione e durezza; alcuni mostrano superconduttività. Sono i c. tecnologicamente più importanti: quello di tungsteno è utilizzato nella preparazione del metallo duro, il c. di titanio nelle leghe per utensili, mentre quelli di afnio, vanadio, niobio, tallio servono per preparare i c. cementati. I c. metallici del tipo cementite (di ferro, cromo, manganese ecc.) sono meno duri e meno inerti chimicamente.

I c. covalenti sono formati da c. e un non metallo (silicio, boro, berillio) e sono costituiti da reticoli compatti di strutture macromolecolari che rendono conto della loro elevata resistenza chimica, densità e durezza.

C. cementati Alcuni c., pur possedendo notevole durezza, sono fragili; per molte applicazioni essi sono inglobati in una matrice di metallo più tenero, di solito cobalto o nichel. Si preparano riducendo in polvere sia il metallo sia il c., e con la miscela si formano per stampaggio i vari oggetti (utensili ecc.), che si riscaldano poi a temperatura di poco inferiore a quella di fusione del metallo della matrice. I pezzi sono resistenti e solo poco meno duri del c. usato. Questi c. cementati si usano per lo più come utensili da taglio e per parti metalliche indeformabili.

La trasformazione di un metallo nel corrispondente c. per reazione con carbonio si dice carburizzazione.