氢化铬 Chromium Hydride
氢化铬是铬和氢以及可能的其他元素的化合物。有些金属间化合物和高反应性分子含有不完全化学计量的氢。氢和其他与铬合金化的元素，当以低浓度存在时，充当软化剂并允许铬原子晶格内不发生的位错移动。 在环境温度下，常见氢化铬合金中的氢含量仅占重量的几百 ppm。改变氢化铬中作为溶质元素或沉淀相的氢和其他合金元素的含量及其形态，促进铬中位错的运动，导致铬硬度、延展性和抗拉强度的变化。控制诸如密封性等质量。制得氢化铬。
氢化铬特性
即使在构成氢化铬的狭窄浓度范围内，氢和铬的混合物也可以形成许多具有截然不同特性的不同结构。了解这些特性对于生产高质量的氢化铬至关重要。在室温下，纯铬最稳定的形式是具有体心立方（BCC）结构的α-铬。它是一种相当坚硬的金属，只能溶解少量的氢。 它以两种不同的结晶形式出现，为暗棕色或深灰色固体。它是式CrH~2的面心立方晶体或式CrH~1的密排六方晶体。氢化铬在镀铬中很重要，是形成镀铬层的中间体。 Ollard 和 Bradley 通过 X 射线晶体学研究了一种明显不寻常的六方晶型铬同素异形体。但他们没有意识到它含有氢。 他们发现的六方密排晶体材料确实含有 CrHx（其中 x 介于 0.5 和 1 之间）。六方晶格的晶胞尺寸为a=0.271 nm和c=0.441 nm。该晶型被描述为反 NiAs 结构，被称为 β 相。该空间群也称为 ε-CrH，是仅在八面体位点包含氢的 Fm3m。铬的电沉积还可以产生面心立方（fcc）相的氢化铬。 Cloyd A. 已成功在冷却至约 5°C 的糖浆中以 1290 安培/平方米的电流密度使用铬酸盐。该材料的晶胞尺寸为0.386 nm。该材料质脆，受热易分解。其组成为CrHx，其中x为1-2。当电流密度高于 1800 安培/平方米且在低温下时，会形成六方密堆积结构，而在低电流或高温下则形成规则体。沉积出中心立方金属铬。有利于面心立方氢化铬形成的条件是高pH值。 fcc 形式的 CrH 在 P63/mmc 空间群的八面体位点上具有氢原子。 面心立方CrH的组成为CrH1.7。但理论上，如果材料是纯净的并且所有四面体位点都被氢原子占据，那么它就是 CrH2。固体物质CrH2呈暗灰色或棕色。由于氢化物的脆性，表面很容易被划伤。用盐酸蚀刻铬金属也会暂时产生面心立方氢化铬。 40 天后，六边形会自然转变为普通铬合金，而其他形状会自然转变。铬的形状（面心立方）在室温下230天内转变为体心立方。奥拉德已经注意到在这种转变过程中产生了氢，但他不确定氢是否是该材料的重要组成部分，因为电沉积铬通常含有氢。科林·G·芬克观察到，用火焰加热六边形很快就会烧掉氢气。从铬酸盐溶液中电镀金属铬会产生氢化铬。如果温度足够高，氢化铬在形成过程中迅速分解，形成微晶体心立方铬。因此，应在适当的高温（根据条件大约60°C至75°C）下镀铬，以使氢化物足够快且顺利地分解。当氢化物分解时，镀层表面会出现裂纹。裂纹是可控的，每毫米最多可产生 40 条裂纹。镀层表面的物质（主要是三氧化二铬）在形成时被吸入裂纹中。裂纹会愈合，新的电镀层会有不同的裂纹。在显微镜下观察，电镀铬以120°和60°角晶体的形式出现，这是原始氢化物晶体的鬼影。最终在涂层内形成的实际晶体要小得多，并且由体心立方铬组成。超六方氢化铬也可以通过将铬膜在高压高温下暴露于氢气中来生产。 1926年，T. Weichselfelder和B. Tiede提出：他们通过氢气与氯化铬和溴化苯基镁在乙醚中反应形成黑色沉淀来生产固体三氢化铬。固体六方CrH在空气中燃烧时发出蓝色火焰。可以用燃烧的火柴点燃。
相关合金
对于常见的氢化铬合金来说，氢化铬的氢含量范围为0至数百重量ppm。这些值取决于铁、锰、钒和钛等合金元素。 可以形成氢含量远高于几百 ppm 的合金，但它们需要非常高的压力才能稳定。在这样的条件下，氢含量最高可达其重量的0.96%，此时达到所谓的线性化合物相界。当氢含量穿过线性化合物边界时，铬-氢系统不再充当合金，而是形成一系列非金属化学计量化合物，每种化合物都出于稳定性原因而遵循。需要更高的压力。第一个发现的此类化合物是氢化重铬（Cr2H），铬与氢的比例为1/0.5，相当于氢含量为0.96%。其中两种化合物在环境压力下是亚稳态的，这意味着它们会在较长时间内而不是立即分解。另一种此类化合物是氢化铬(I)，它的稳定性要高出数倍。这两种化合物在低温下都很稳定，并且可以无限期地持续存在。虽然具体细节尚不清楚。 通常将其他材料添加到铬/氢混合物中以生产具有所需性能的氢化铬合金。氢化铬中的钛使氢化铬溶液中的β-铬形式更加稳定。
进一步阅读
沃尔夫，G.（1971）。 “氢化铬的比热CrHx 11-300 K”。身体状况 Solidy A.5 (3): 627–632。书目代码：1971PSSAR…5..627W。土井：10.1002/pssa.2210050312。 ISSN 0031-8965。 卡恩，H.R； Ch.J.劳勿（1976）。 “氢化铬的性质”。一种不太常见的金属期刊。 49：399-406。土井：10.1016/0022-5088(76)90051-5。 ISSN 0022-5088。 贝蒂娜·克鲁尔。马蒂亚斯·奥珀；西格丽德·沃尔克（Sigrid Volk，2000 年 9 月 6 日）。 “六价铬工艺”(PDF)。 Surtec 原始内容 (PDF)存档于2009/01/08。检索日期：2012 年 8 月 1 日。 斯托克，艾伦·D·肯尼思·哈德卡斯尔 (Allen D. Kenneth I. Hardcastle) (1970)。 “氢化铬的物相和成分分析”。无机核化学杂志。 32（4）：1183-1186。土井：10.1016/0022-1902(70)80113-0。高密度脂蛋白：10211.2/3846。 ISSN 0022-1902。 卡恩，H.R.A.诺德勒，Ch.J.劳布，A.C.劳森（1974）。 “氢化铬的电学和磁学性质”。材料研究通报。 9（9）：1191-1197。土井：10.1016/0025-5408(74)90037-3。 ISSN 0025-5408.{{期刊引用}}：CS1 维护：多个姓名：作者列表（链接） 文卡特拉曼，M； J.P.诺伊曼（1991）。 “cr-h（铬氢）系统”。相平衡日记帐。 12（6）：672-677。土井：10.1007/BF02645169。 ISSN 1054-9714。 S2CID 97887064。
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