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难熔过渡金属碳化物具有独特的物理和化学性质,例如高熔点、高硬度、良好的导电性和导热性等,是一种很有发展前景的超硬多功能材料,Ta-C体系化合物是此类化合物中的一个典型代表。本研究工作是使用SPD-6×600T六面顶液压机,以纯度99.9%的单质钽粉末以及纯度99.9%的石墨粉末为原料,通过高温高压方法合成钽碳化合物,确定了钽碳化合物的高温高压合成条件,并对合成产物的物理、化学性质进行了系统研究。钽碳化合物的合成条件:钽粉与碳粉按照摩尔比1:1均匀混合,最佳合成压5.2-6.0GPa,温度2000-2200K,保温保压时间60-120min,得到的TaC产物致密度高达96.4%,并且表现出良好的物理、化学特性。而当钽粉与碳粉的摩尔比为2:1时,得到了产物为较高纯度的Ta2C。进一步对合成物TaC和Ta2C进行X射线多晶衍射和扫描电镜测试,发现温度和碳含量是影响产物的主要原因,而升高温度和延长保温保压时间能提高样品的结晶程度,增大压力反而会降低材料的结晶程度。利用范德堡法采用四探针的方式测量钽碳化合物的电阻率,得到其电阻率都在10-6Ω·m数量级。使用AHVD-1000XY型号维氏硬度计测量TaC和Ta2C的硬度分别为15.3GPa和13.6GPa。利用热重-差热分析仪测量这两种化合物的抗氧化温度都达到750oC。通过这些实验测试,我们发现钽碳化合物具有高硬度、良好的导电性和优异的抗氧化性等性质。