|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Бориды | Бориды (далее Б), соединения бора с металлами. Б обладают физическими свойствами, характерными для веществ как металлического типа (возрастание коэффициента электрического сопротивления с повышением температуры, высокие значения электропроводности и теплопроводности, металлический блеск), так и неметаллического (с полупроводниковыми свойствами). Б переходных металлов — промежуточный класс между интерметаллическими соединениями (типа бериллидов) и т. н. фазами внедрения. Характерная черта Б — наличие в их структурах обособленных конфигураций из бора. стойкость Б определяется в основном силами связи бор — бор в решетках Б и увеличивается с повышением содержания в них бора. Наибольшая стойкость (по скорости гидролитического разложения) наблюдается у гексаборидов и додекаборидов. Большинство Б устойчиво к кислотам, например на ТаВ2 не действует даже кипящая царская водка.
Наибольшее распространение в технике получили дибориды — MeB2. Самым важным показателем для этих материалов является изменение их основных свойств от температуры (рис.). В табл. 1 приведены важнейшие физические свойства некоторых Б тугоплавких металлов. Большую группу образуют Б редкоземельных металлов — и близких к ним по свойствам скандия и иттрия. Из этой группы Б наибольший интерес представляют гексабориды — MeB6 (табл. 2). Структура гексаборидов имеет двойственный характер — решетку гексаборидов можно рассматривать как простую кубическую решетку металла, центрированную октаэдром из бора, или как кубическую решетку комплексов бора, в центре которой свободно располагаются металла. Б имеют ничтожную пластичность и весьма высокую твердость (микротвердость 20—30 Гн/м2). Предел прочности на разрыв 2 при пористости 2—3% составляет 380 Мн/м2, при пористости 7—9% — 140 Мн/м2 (1 Гн/м2 = 100 кгс/мм2, 1 Мн/м2 = 0,1 кгс/мм2). Высокая жаропрочность этого диборида характеризуется сравнительно малой скоростью ползучести (при напряжении 90 Мн/м2 скорость ползучести при температурах 1920, 2080 и 2270°С составляет 1, 5, 9,2 и 57 мкм/мин соответственно). Модуль упругости, полученный на беспористых образцах путем измерения скорости продольных ультразвуковых колебаний для 2 650, 2 700, 25 685 и 25 790 Гн/м2.
Табл. 1. — Физические свойства боридов тугоплавких металлов<
Диборид
|
Плотность, г/см3
|
Температура плавления, °
|
Молярная теплоемкость при 20°, кдж/кмоль • К (кал/(моль • С°))
|
Теплопроводность при 20°С, вт/м • К (кал/(см • сек •°С))
|
Удельное электрическое сопротивление при 20°, мком • м
|
Температурный коэффициент линейного расширения, 106a • °-1
|
В2
|
4,52
|
2980
|
54,5 (13,02)
|
24,3 (0,058)
|
0,20
|
9,5 (20-2000°)
|
В2
|
6,09
|
3040
|
50,2 (12,0)
|
24,3 (0,058)
|
0,388
|
5,0 (20—2000°)
|
2
|
11,2
|
3250
|
0,33 (0,08)
|
|
0,12
|
5,1(20—1000°)
|
2
|
5,10
|
2400
|
|
|
0,19
|
7,5(20—1000°)
|
В2
|
7,0
|
3000
|
|
16,7 (0,040)
|
0,32
|
7,9—8,3(20—1100°)
|
Та В2
|
12,62
|
3100
|
30,4 (7,25)
|
106 (0,254)
|
0,37
|
5,6(20—1000°)
|
Сг Вг2
|
5,6
|
2200
|
51,2 (12,24)
|
22,2 (0,053)
|
0,57
|
11,1(20-1100°)
|
Мо2В5
|
7,48
|
2200
|
128,7 (30,75)
|
26,8 (0,064)
|
0,18
|
|
25
|
13,10
|
2370
|
|
31,8 (0,076)
|
0,43
|
|
Табл. 2. — Физические свойства гексаборидов редкоземельных металлов<
Гекса-
борид
|
Плот-
ность, г/см3
|
Темпе-
ратура плав-
ления, °
|
Температурный коэффициент линейного расширения, 106a• °-1
|
Удельное электри-
ческое сопро-
тивление при 20°, мком•м
|
Температур-
ный коэффи-
циент электри-
ческого сопро-
тивления ar•103• °-1
|
Коэф-
фици-
ент Холла R• 104 см3/к
|
Термо-ЭДС, мкв• °-1
|
Рабо-
та выхо-
да, эв
|
6
|
4,73
|
2200
|
6,4
|
0,174
|
2,68
|
-5,0
|
4,6
|
2,68
|
Се 6
|
4,81
|
2190
|
7,3
|
0,605
|
1,0
|
-4,2
|
1,1
|
2,93
|
6
|
4,94
|
2540
|
7,3
|
0,28
|
1,93
|
-4,4
|
8,7
|
3,97
|
6
|
5,08
|
2580
|
6,8
|
3,88
|
4,2
|
1,54
|
3,4
|
4,4
|
6
|
4,95
|
2600
|
6,9
|
0,85
|
-0,90
|
-50,2
|
-17,7
|
4,9
|
6
|
5,27
|
2510
|
8,7
|
0,515
|
1,40
|
-4,39
|
0,1
|
2,05
|
6
|
5,57
|
2370
|
5,8
|
0,365
|
2,34
|
-83,6
|
-25,5
|
3,13
|
6
|
3.76
|
2300
|
6,2
|
0,404
|
1,24
|
-4,6
|
4,6
|
2,22
|
Б получают несколькими методами, важнейшими из которых являются: 1) восстановление окислов металлов смесью карбида бора с сажей по реакции: MeO + 4 + С ® МеВ + ; 2) восстановление смесей окислов металлов с борным ангидридом сажей по реакции: MeO+23 + С ® MeB + ; 3) методом по реакции: MeOx + n1,5 + (1,5n +х) ® MeBn + (1,5n + x)·.
Из порошков Б получают плотные изделия путем прессования с последующим спеканием, либо горячим прессованием. Б широко применяются в технике. Благодаря эмиссионным свойствам они используются в радиоэлектронике, например из гексаборида изготовляют катоды мощных генераторных устройств и приборов. Из-за высокого сечения захвата нейтронов Б используются в ядерной технике в качестве материалов для регулирования и для защиты от ядерных излучений. Высокие твердость, износостойкость и шлифующая способность позволяют применять их в машиностроении и приборостроении. Способность некоторых Б сохранять свои свойства в среде расплавленных металлов позволила, например, использовать Б в металлургии для изготовления наконечников термопар, что обеспечило возможность автоматического контроля температур стали в мартеновских печах. Перспективно применение Б в виде высокопрочных и высокомодульных непрерывных волокон и нитевидных для армирования композиционных материалов.
Лит.: Тугоплавкие материалы в машиностроении. Справочник, под ред. А. Т. Туманова и К. И. Портного, М., 1967; Самсонов Г. В., Тугоплавкие соединения. Справочник по свойствам и применению, М., 1963.
К. И. Портной.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
