Zur Kenntnis der Stabilität des Urandicarbids und der Kohlenstoff-stabilen Bereiche in den Partialsystemen von UC mit ZrC, HfC, NbC und TaC

Zusammenfassung

Urandicarbid zerfällt bei Temperaturen unterhalb 1600°C allmählich in Monocarbid und Kohlenstoff. Die Phase U₂C₃ konnte unter den gewählten Bedingungen in den Zerfallsprodukten nicht nachgewiesen werden.

Die kohlenstoffstabilen Bereiche in den Reihen UC−Zr (Hf, Nb, Ta)C erstrecken sich um 1600°C nahezu über den gesamten Mischkristallbereich und werden nach höheren Temperaturen kleiner.

Im Gegensatz zu bisherigen Messungen wurde gefunden, daß die Bildung des Dicarbids aus Monocarbid und Kohlenstoff endotherm verläuft. Die aus der Phasenfeldaufteilung errechneten freien Reaktionsenthalpien des Umsatzes UC+C→ →UC_1+x x=0,80–0,90) betragen:

$$\Delta G_R (cal) = 9620 - 5,25 \cdot T(1800 - 2500^\circ K),$$

während ein Ausgleich der Werte, unter Berücksichtigung der Umwandlung des Dicarbids bei 1820°C, die Gleichungen ergibt:

$$\begin{gathered} \Delta G_R (cal) = 10350 - 5,57 \cdot T(2100 - 2300^\circ K), \hfill \\ \Delta G_R (cal) = 7710 - 4,31 \cdot T(1900 - 2100^\circ K). \hfill \\ \end{gathered} $$

Die mit den Mittelwerten errechnete Phasenfeldaufteilungen in den einzelnen Systemen sowie die aus dem Temperaturverlauf von ΔG _R extrapolierte Zerfallstemperatur von rd. 1550°C für UC stimmen mit den experimentellen Befunden gut überein.

Weitere Möglichkeiten zur Berechnung noch ausstehender thermochemischer Daten hochschmelzender Uran- und Thoriumverbindungen werden diskutiert.