Карби́ды, химические соединения углерода с более электроположительными элементами – главным образом с металлами, бором или кремнием. По типу химической связи подразделяются на ионные (солеобразные), ковалентные и металлоподобные. Встречаются в природе в виде минералов (природные карбиды).

Ионные карбиды

К ионным карбидам принадлежат соединения щелочных (Na₂C₂, K₂С₂ и др.), щёлочноземельных (Mg₂C₃, СаС₂ и др.), редкоземельных (YC₂, LaC₂ и др.) металлов, актиноидов (ThC₂, UC, UC₂ и др.), а также Сu₂C₂, Be₂C, Hg₂C₂, Al₄C₃ и некоторые другие. Ионные карбиды можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в углеводородах на атомы металлов. Так, ацетилениды являются производными ацетилена и содержат анионы [C≡C]^2– (например, Сu₂C₂, Hg₂C₂), метаниды – производными метана (например, Al₄C₃, Be₂C). Ионные карбиды гидролизуются водой с образованием гидроксидов металлов и соответствующих углеводородов. Ацетилениды меди Cu₂С₂, серебра Ag₂С₂, золота Au₂С₂ и других тяжёлых металлов взрываются при ударе. Известны карбиды состава МС₈, МС₁₆, МС₂₄ и другие, построенные из графитоподобных слоёв атомов углерода с атомами металла между слоями.

Ковалентные карбиды

Ковалентные карбиды – карбид кремния SiC и карбиды бора – обладают высокой твёрдостью, жаропрочностью, полупроводниковыми свойствами; химически инертны.

Металлоподобные карбиды

Металлоподобные карбиды образованы переходными металлами IV–VIII групп короткой формы периодической системы (например, цементит Fe₃C). Некоторые металлы образуют фазы переменного состава (например, TiC_0,49 – TiC_1,00). Металлоподобные карбиды представляют собой фазы внедрения атомов углерода в пустоты кристаллической решётки металлов; обладают высокой твёрдостью, износостойкостью, хрупкостью, электропроводностью, очень тугоплавки (сплав, содержащий 75 % TaC и 25 % HfC, имеет наиболее высокую температуру плавления из известных веществ – около 4200 °C). Металлоподобные карбиды не разлагаются водой, щелочами, большинством минеральных кислот. При взаимодействии с N₂ или О₂ металлоподобные карбиды образуют нитридокарбиды, оксикарбиды или оксинитридокарбиды переменного состава.

Способы получения

Карбиды получают при взаимодействии углерода (кокса) с металлами или оксидами металлов в инертной или восстановительной среде при температуре 1500–2000 °C в дуговых электропечах, а также химическим осаждением из газовой фазы и плазменными методами.

Применение

Карбиды применяют как источник ацетилена для сварки (СаС₂), компоненты твёрдых сплавов (карбиды титана, ниобия, тантала, молибдена, вольфрама и др.), материалы высокотемпературных нагревательных элементов (SiC, карбид ниобия и др.), абразивы и шлифовальные порошки (SiC, карбид бора), поглотители нейтронов в ядерных установках (карбид бора), легирующие добавки в стали и сплавы, износостойкие покрытия, материал деталей различных устройств (тормозных дисков, фильтров) и др.