Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Кристаллическая структура АІВцо ромбическая, периоды, А: а = 8,881, .6 = 9,100, с = 5,690, "формульных единиц 5,2 [776].
Описаны несколько модификаций AjB]2: «алмазоподобный бор» (?-AlB12), две разновидности «графитоподобного бора» и Y-AlBj2. Подробно все эти модификации рассмотрены в работе [289]. ?-АІВіг имеет ромбическую решетку с периодами, А: о=12,34, 6 = 12,631, с= 10,161, формульных единиц 15,8 [777]. Одна из разновидностей «графитоподобного бора» оказалась идентичной ромбоэдрическому бору, другая (обозначена как oc-AlBi2) имеет тетрагональную решетку с периодами, А: а = = 10,161, с= 14,283, формульных единиц 14,4 [776]. Элементарная ячейка •Y-AlBi2 ромбическая с периодами, А: 0=16,56, 6 = 17,53, с = 10,16, формульных единиц 29 [779].
>Данные Лиля и Еничека [802] о распаде AlB2 при комнатной температуре с образованием AlB4 и алюминия не подтвер-
20* 307
дились ни в одной из работ. Необходимо отметить, что йз рассмотренных фаз бесспорно установлены только AlB2, а- и Y-AlBi2. Относительно соединений AlB10 и ?-AlB12 данные противоречивы.
Маткович и др. [689, 824] считают, что фаза, определяемая как AlBio, образуется только в присутствии углерода и описывается формулой C4AlB24.
t,'C\
2200
2000
1800
WDO
WO
1200
1000
800
600
I - ¦ .. і і 1 I l\J.UU./9 J Ca ' «4j
І /2 (ж+ 970
I ?> ?-АЩ 850
} /Ж+АЩд I 1660
/
___to_L_.
I Ж -
і— 975 -
0,055 . / 6 53,7
\<0,025
Al ZO
40
60
работе [285], где бор-алюминиевые композиции были приготовлены как синтезом из элементов при различных температурах, так и алюминотермическим восстановлением борного ангидрида. Фаза с рентгенограммой AlBi0 получена только при введении углерода и соответствовала составу C4AiB24. Вилл [10191, изучавший структуры
C4AlB2* и AlBio, пришел к заключению о существовании обеих фаз.
Хампе [722] и Бильтц '[584] показали, что «алма-зоподобный бор» (?-AlBi2) представляет фазу системы алюминий — углерод — бор C2Al3Bl8 [722] или C2Al3B44 [584]. Нарай-Сабо [987], который обнаружил в соединении всего 0,7% С, выразил его формулой AlBi2. К тому же выводу пришли
808,ат,% и другие исследователи [474, Рис. 66. Диаграмма состояния системы 776]. Формулу Бильтца Ha-Al-T-B [527]. рай-Сабо интерпретирует
как результат сращивания последовательных слоев AlB42 и B4C Однако такая трактовка неправомерна, поскольку на рентгенограммах «алмазоподобно-го бора» не были обнаружены линии карбида бора [824, 826].
В недавних исследованиях Матковича и др. [824, 826] с достаточным основанием утверждается, что ?-AlBJ2 на самом деле является тройным соединением C2Al3B48. Им не удалось синтезировать ?-AlBi2 только из алюминия и бора. В присутствии же углерода этот борид всегда образовывался легко и содержал около 3% С.
308
Эти выводы были подтверждены в работе [285]. Сплавы получались различными методами: алюминотермическим восстановлением борсодержащих минералов, спеканием и сплавлением аморфного бора с алюминием в печах с молибденовым, вольфрамовым и графитовым нагревателями, плавкой во взвешенном состоянии. Во всех экспериментах кристаллы с рентгенограммой ?-АІВіг возникали только при введении сажи. Они представляли коричневые, иногда прозрачные янтарного цвета иглы. Фаза содержала (масс. %): 12,05 АГ, 84,08 В, 3,5 С, что близко к формуле C2Al3B48. В этом соединении было обнаружено переменное количество углерода. При использовании аморфного бора, который не содержал углерода, ?-АІВіг-рент-генограмма ни разу получена не была.
Таким образом, в большинстве работ сделан вывод о том, что рассматриваемое соединение тройное и образуется в присутствии углерода. Следует также подчеркнуть, что в исследованиях, где фаза трактуется как бинарная [474, 776], эксперименты были осуществлены либо в присутствии углерода, либо анализ на его содержание не проводился. Л. К. Ла-миховым и др. [177] показано, что при замене углерода кремнием также образуется тройное соединение SiAIsB48 с рентгенограммой ?-бора.
Из изложенного следует, что фазовые равновесия в системе требуют дополнительных исследований. В частности, необходимо проведение работ по синтезу соединений из чистых алюминия и бора различных модификаций, а также по выяснению роли элементов, вводимых в качестве добавок. Необходимость дополнительных исследований подчеркивается еще и тем, что на предложенной диаграмме не нашли отражения полиморфизм бора и надежно установленная фаза "V-AlBi2. Данные о температурных областях существования А1Вю неоднозначны: от плавления при 2000—2100 [776], 2423° С [684] до ограниченного перитектическими превращениями интервала Г660—1850° С [474].
Методы получения. Разработаны различные методы получения боридов алюминия. Борид .AlB2 может быть выделен растворением алюминиевой основы'бедных бором (менее 1%) сплавов, полученных синтезом из элементов (или алюминия и AlBi2) при 1450°С [733, 289]. При большем содержании бора в продуктах борида наряду с AlB2 появляются кристаллы борида AlBi2. Удобный метод получения AlB2, заключающийся в прокаливании стехиометрической смеси компонентов в течение 12—15 ч при 800° С, предложен Фелтеном [662]. В. Т. Сереб-рянский и В. А. Эпельбаум [475] подтвердили его данные относительно наиболее выгодных условий образования AlB2: при 800° С штабик соответствующего состава дает однофазный продукт. Из образцов, спеченных при 800° С и содержащих избыток алюминия, при растворении алюминиевой основы AlB2
