Krom (IV) oxid - Chromium(IV) oxide

Krom (IV) oxid
Krom (IV) oxid
Namn
IUPAC-namn
Krom (IV) oxid, Kromdioxid
Andra namn
Crolyn
magtrieve
Identifierare
3D-modell ( JSmol )
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.031.470 Redigera detta på Wikidata
RTECS-nummer
UNII
  • InChI = 1S / Cr.2O  kolla upp Y
    Nyckel: AYTAKQFHWFYBMA-UHFFFAOYSA-N  kolla upp Y
  • InChI = 1 / Cr.2O / rCrO2 / c2-1-3
    Nyckel: AYTAKQFHWFYBMA-QAVXBIOBAI
  • O = [Cr] = O
Egenskaper
CrO 2
Molmassa 83,9949 g / mol
Utseende svarta tetraedriska ferromagnetiska kristaller
Densitet 4,89 g / cm ^
Smältpunkt 375 ° C (707 ° F; 648 K) (sönderdelas)
Olöslig
Strukturera
Rutil (tetragonal), tP6
P4 2 / mnm, nr 136
Faror
Säkerhetsdatablad ICSC 1310
Flampunkt Ej brandfarligt
NIOSH (amerikanska hälsoxponeringsgränser):
PEL (tillåten)
TWA 1 mg / m 3
REL (rekommenderas)
TWA 0,5 mg / m 3
IDLH (omedelbar fara)
250 mg / m 3
Relaterade föreningar
Vanadium (IV) oxid
Mangan (IV) oxid
Relaterad
Krom (II) oxid
Krom (II, III) oxid
Krom (III) oxid
Kromtrioxid
Om inte annat anges anges data för material i standardläge (vid 25 ° C, 100 kPa).
☒ N   verifiera  ( vad är    ?) kolla upp Y ☒ N
Infoboxreferenser

Kromdioxid eller krom (IV) oxid är en oorganisk förening med formeln CrO 2 . Det är en svart syntetisk magnetisk fast substans. Det en gång var allmänt används i magnetband emulsion . Med den ökande populariteten för CD och DVD har användningen av kromoxid minskat. Det används dock fortfarande i datatape-applikationer för lagringssystem i företagsklass. Det anses fortfarande av många oxid- och tejptillverkare ha varit en av de bästa magnetiska inspelningspartiklarna som någonsin uppfunnits.

Beredning och grundläggande egenskaper

CrO 2 framställdes först genom Friedrich Wöhler genom sönderdelning av kromylklorid . Acikulär kromdioxid syntetiserades först 1956 av Norman L. Cox, kemist vid EI DuPont , genom att sönderdela kromtrioxid i närvaro av vatten vid en temperatur av 800 K och ett tryck på 200 MPa . Den balanserade ekvationen för den hydrotermiska syntesen är:

3 CrO 3 + Cr 2 O 3 → 5 CrO 2 + O 2

Den magnetiska kristallen som bildas är en lång, smal glasliknande stav - perfekt som ett magnetiskt pigment för inspelning av band. När den kommersialiserades i slutet av 1960-talet som ett inspelningsmedium tilldelade DuPont det varumärket Magtrieve .

CrO 2 antar rutilstrukturen (liksom många metalldioxider). Som sådan har varje Cr (IV) centrum oktaedrisk koordinationsgeometri och varje oxid är trigonal plan.

Användningar

CrO 2 kassettband

Kristallens magnetiska egenskaper, härledda från dess idealiska form, såsom anisotropi som gav hög koercivitet och återstående magnetiseringsintensiteter , resulterade i exceptionell stabilitet och effektivitet för korta våglängder , och den uppträdde nästan omedelbart i högpresterande ljudband som används i ljudkassett för vilket diskantrespons och siss var alltid problem. Till skillnad från den ofullständigt formade järnoxidbeläggningen som vanligtvis användes, var kromdioxidkristallerna perfekt formade och kunde fördelas jämnt och tätt i en magnetisk beläggning vilket ledde till högre signal / brusförhållanden i ljudinspelningar. Kromband krävde emellertid att ljudkassettinspelare skulle vara utrustade med en högre förspänningsströmförmåga (ungefär 50% större) än den som används av järnoxid för att korrekt magnetisera bandpartiklarna. En ny utjämning (70 μs ) som handlade med en del av det utökade högfrekventa svaret mot lägre brus resulterade i en förbättring av 5-6 dB i signal-brusförhållande jämfört med järnoxidband. Dessa förspänningar och EQ-inställningar överfördes senare till "kromekvivalenta" koboltmodifierade band som introducerades i mitten av 1970-talet av TDK , Maxell och andra. Senare forskning ökade partikelns koercivitet signifikant genom att dopa eller adsorbera sällsynta element såsom iridium på kristallmatrisen eller genom att förbättra de axiella förhållandena mellan längd och avskräckt. Den resulterande produkten var potentiellt en konkurrent till metalliska järnpigment men uppnådde uppenbarligen liten marknadspenetration.

Problem

Till dess att tillverkarna utvecklade nya sätt att fräsa oxiden kunde kristallerna lätt brytas ner i tillverkningsprocessen, och detta ledde till överdriven genomskrivning (eko). Output från ett band kan sjunka cirka 1  dB eller så om ett år. Även om minskningen var enhetlig över frekvensområdet och bruset också sjönk samma mängd, vilket bevarade det dynamiska området, minskade minskningen av Dolby- brusreduceringsavkodare som var känsliga för nivåinställningar. Krombeläggningen var hårdare än konkurrerande beläggningar, och det ledde till anklagelser om överdrivet huvudslitage. Även om tejpen hade hårda ferrithuvuden snabbare än oxidbaserade tejp, bar den faktiskt mjukare permalloyhuvuden i en lägre takt; och huvudslitage var mer ett problem för permalloyhuvuden än för ferrithuvuden. Huvudförslitningsskräcken och licensproblemen med DuPont höll tomma konsumentkromtejpband i stor nackdel jämfört med de så småningom mer populära typ II-tejpen som använde koboltmodifierad järnoxid, men krom var det bästa bandet för musikindustrins kassettutgåvor. På grund av den låga Curie-temperaturen på cirka 386 K (235 ° F) lånade kromtejpen sig ut till höghastighets termomagnetisk duplicering av ljud- och videokassetter för förinspelad produktförsäljning till konsument- och industrimarknaden.

Producenter

DuPont licensierade produkten till Sony i Japan och BASF i Tyskland i början av 1970-talet för regional produktion och distribution. Japanska konkurrenter utvecklade koboltadsorberat (TDK: Avilyn ) och koboltferrit (Maxell: Epitaxial ) "kromekvivalenta" ljudkassetter av typ II och olika videobandformat som ersättare. Dessutom tillkom problemet att produktionen av CrO 2 gav giftiga biprodukter som japanska tillverkare hade stora svårigheter att bortskaffa korrekt. BASF blev så småningom den största tillverkaren av både kromdioxidpigmentet och krombanden och baserade sina VHS & S-VHS videoband, ljudkassetter och 3480 datakassetter på denna formulering. Dupont och BASF hade också infört krom-kobolt "blandade" oxidpigment som kombinerade cirka 70% koboltmodifierad järnoxid med 30% kromoxid i en enda beläggning, förmodligen för att erbjuda förbättrad prestanda till lägre kostnader än ren krom. Många högkvalitativa VHS-tejp använde också mycket mindre mängder krom i sina formuleringar eftersom dess magnetiska egenskaper i kombination med dess rengöringseffekter på huvuden gjorde det till ett bättre val än aluminiumoxid eller andra icke-magnetiska material som läggs till VHS-tejpen för att hålla huvuden rena. Dupont avbröt sin produktion av kromdioxidpartiklar på 1990-talet. Förutom BASF, som inte längre äger en avdelning för bandtillverkning, gör eller kan Bayer AG i Tyskland, Toda Kogyo och Sakai Chemical i Japan producera magnetiska partiklar för kommersiella tillämpningar.

Referenser

Vidare läsning