Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
309
выделяется в виде «бронзовых» правильных гексагональных пластинок.
Монокристаллы AlB2 получены в работе [961]. Синтезом из элементов при закалке с соответствующих температур были получены фазы AJBю, а-и ?-A!B]2 [474].
Для получения" додекаборида алюминия Наиболее эффективны методы, основанные на проведении, алюминотермических реакций восстановления борсодержащего сырья (B2O3, борные минералы, KBF4)^
Различные варианты Зтого процесса, обобщенные в работах [24, 286, 289, 892], в дальнейшем были оптимизированы [266, 279, 290, 291, 332, 531, 592]. В частности; при алюминотермиче-ском восстановлении борного ангидрида рассмотрены процессы как с предварительным подогревом шихтовых материалов [287—289], так и без него [944], При использовании шихты состава 40 е B2O3, 40,5 г CaSO4, 74—78 г Al и температуре предварительного подогрева 540—580°С извлечение бора составило более 70%. Для получения кристаллов AlBi2 алюминиевая основа слитка растворялась в соляной кислоте. Использование вместо CaSO4 сернокислого алюминия или CaS1O4-T-Al2(SO^3 способствует более полному протеканию процесса восстановления. Результаты опытов по получению AlBi2 из борных минералов [293, 944] приведены в табл. 92. f
Содержание борида в слитке составляет в среднем около 30%, в то время как при восстановлении борного ангидрида около 50%. Максимальное извлечение бора из минералов равно 45%,
Следует отметить, что избыток восстановителя (15—20% стехиометрического) приводит к появлению в продукте второй фазы—1- AlB2. Однако относительное содержание ее неве* лико.
Таблица 92 Составы шихт и результаты опытов по получению AlBi2 из борных минералов
Минерал Состав шихты, г Технологическое извлечение бора, %
минерал CaSO4 AIj(SO1), Al
Иниоит 25 3d 32,6 46,1
25 40 — 34,9 44,3
Колеманит 25 — 30 32,6 40,5
25 40 — 34,9 33,6
Улексит ? 25 _, 50 45,6 46,2
25 50 .— 40,5 39,6
Гидроборацит 25 — 50 46,0 42,1
25 50 — 40,9 32,8
Ашарит 25 ,_ 40 37,8 44,4
25 50 — 39,2 34,6
зю
Бориды алюминия были получены также при взаимодействии газообразных соединений бора (BCl3, BF3) с алюминием [289]. Наряду со сложностью этот метод малопроизводителен. При электролизе расплавленных бинарных систем Al2O3—> с добавкой фтористых солей не удалось получить на катоде ни одного из боридов алюминия [24].
физико-химические свойства боридов алюминия до настоящего времени мало изучены (табл. 93). Некоторые свойства GC-AlBi2 приведены в работах [14-^-16, 819}. Показано, что предел прочности на сжатие зерен додекаборида размером 160—200 мкм составляет 268 кГ/мм2, на растяжение — 33,5 кГ]мм2. По отношению к электрокорунду микротвердость составляет 1,62 кГ/мм2, абразивная способность 1,74, разрушающая нагрузка 1,3 Г.
Таким образом, свойства А1В)2 довольно близки к свойствам элементарного бора. Однако удельное электрическое сопротивление AlB12 на несколько порядков меньше, чем у бора, Что связано [24] с декомпенсацией ковалентных связей между атомами бора из-за наличия атомов алюминия и появления дополнительных зон проводимости.
В токе хлора диборид алюминия сгорает до AlCl3 и BCl3, в графитовой трубке уже при не очень высоких температурах
ОН Чернеет. О Поведении ЭТОГО СОеДИНеНИЯ В КИСЛЫХ И ЩЄЛОЧ'
ных средах данные весьма различны. Одни исследователи отмечают умеренную стойкость фазы, другие, наоборот, подчеркивают, что AlB2 легко растворяется в HCl.
При нагревании на воздухе А1Вю сохраняется примерно до 700° С, выше —окисляется [289]. AlB]2 характеризуется высокой химической стойкостью в кислотах и щелочах. С азотом и углеродом бориды алюминия взаимодействуют, образуя сложные соединения.
В связи с малым удельным весом, высокими температурами плавления, химической стойкостью^ большим поперечным сечением захвата тепловых нейтронов, соединения системы Al—В являются перспективными материалами й ядерной технике [476]. Додекаборид AlBi2 в Смеси с SiB6 перспективен также при изготовлении абразивных кругов. Эти материалы выгодно отличаются от многих других меньшим удельным весом, что более безопасно в работе при больших скоростях. Круги, изготовленные из AlBi2 и SiB6, имеют хорошее сопротивление скалыванию,
СОЕДИНЕНИЯ EQPA С УГЛЕРОДОМ
Хотя соединение бора с углеродом (~В6С) было получено еще Муассаном [847], пробная диаграмма системы В—С построена только в 1934 г. [918], а интенсивные исследования фа-
311
Со <—1
to
Свойство AlB2
Содержание бора, масс. % 44,49
Структура Гексагональная
о Периоды решетки, А: 3,009
а
Ь
с 3,262[662]
Плотность, г/см3:
рентгеновская 3,18[245]
пикнометрическая 2,84 [733]
Температура плавления, 0C 980 [574]
(разлагается)
f Твердость по Кнупу для 960[001]
различных плоскостей,
кГІмм* [684]
Полисинтетическое двойкикованке.
Таблица 93
Свойства боридов алюминия
AlB12
AlB11, а ? У
80,03 82,78 82,78 82,78
Ромбическая Тетрагональная Ромбическая Ромбическая
8,881 10,161 12,34 16,56
9,100 — 12,631 17,53
5,690[776] 14,283[777] 10,161[777] 10,16[778]
2,537[776] 2,557—2,660 [289] 2,600[777] 2,56[778]
