Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Элементы подгруппы углерода — германий, олово, свинец — с бором не взаимодействуют [24, 145, 413, 965, 1003]. В работе [583] предложена схематическая диаграмма состояния системы Ge-B. Отмечается незначительная растворимость германия в твердом боре и бора в жидком германии. Решетка германия при растворении в нем бора изменяется .на 0,01—0,02 об. %.
Соединения бора с элементами подгруппы азота. Соединения бора с азотом. В системе В—N обнаружено одно соединение—нитрид бора, существующий в Трех модификациях: а, ? и у- Кристаллическая структура, ее особенности, способы приготовления различных форм нитрида бора, их физико-химические свойства, формирование изделий из нитрида бора, использование нитрида бора в различных областях техники и в промышленности подробно описаны и обсуждены в монографиях [24, 462а, 4626] и работах [349, 350, 366].
Наиболее полно изучены свойства графитоподобного гексагонального нитрида бора a-BN. a-Нитрид бора обладает высокими электроизоляционными свойствами, устойчивостью по отношению к тепловым ударам, прочностью при высоких темпе-
322
ратурах, хорошей теплопроводностью, высокими огйеупорныМй свойствами, устойчивостью в вакууме, большим сечением захвата нейтронов. Важное свойство нитрида бора — способность к люминесценции.
Кубический ?-BN обладает высокой твердостью, близкой к алмазу, и некоторой пластичностью, что позволяет использовать его для обработки многих материалов; еще более пластичен при относительно высокой твердости у-ВІЧ, который успешно
Таблица 96 Основные свойства модификаций нитрида бора BN
Свойство OS P V
Содержание бора, масс, % 43,6 43,6 43,6
Кристаллическая структура Гексагональная, Кубическая, Гексагональная,
тип графита тип алмаза тип вюрцита
Периоды решетки, А:
а 2,504 3,615 2,504
с 6,661 10,01
с/а 2,662 4,0
Плотность, г/см3:
рентгеновская 2,29±0,3 3,45 1,80
пикнометрическая 2,20—2,355 — —
насыпная 0,1-0,7 —> —
Удельная поверхность, см2/г 20 000—40 U00 ¦—. _
Теплота образования, ккал/моль 60,7 і— і—
Теплота сгорания, ккал/моль Температура плавления, °С (под 90,2 —
3000 — г—
давлением азота)
Энтропия, кал/(моль-град) 20,77 — —
Удельная теплоемкость. 4,65 —.
кал I (моль-град)
Теплопроводность, калЦсм-секХ 0,036—0,069 —
X град)
Удельное электросопротивление, IQ" 103—10« —
OM-CM
Ширина запрещенной зоны, эв 3,6—3,8 — —ч
Твердость по Моосу 1-2 10
Предел упругости при сжатии, 24—32 — -
кГ/мм2 5,11—11,12
Предел упругости при растяже- — ,-
нии, кГ/мм2 3440—8650
Модуль упругости, кГ/мм2 — -¦
Коэффициент термического рас- 0,5—1,7 — —*
ширения, 1O-в град-1
Показатель преломления 1,74 2,22 -
Двойное лучепреломление 0,3 — -
Коэффициент излучения при 800—1700° (A, = 0,665 мкм) 0,64—0,62 —> -
598 — -
Характеристическая температура, 0K
21* 323
используется для обработки углеродистых и легированных сталей. В табл. 96 приведены некоторые свойства модификаций нитрида бора.
Соединения бора с фосфором. Первые исследования системы В—P относятся к попытке получить монофосфид бора [844, 894, 904, 934, 1002]. В последующих работах, посвященных изучению вопроса взаимодействия бора с фосфором, подробно описаны и обсуждены методы приготовления фосфидов, их структуры, свойства, различные области их использования. Среди способов получения фосфидов бора можно отметить следующие: синтез Из элементов [66, 893, 904, 934], кристаллизацию из расплавов металлов, насыщенных бором и фосфором [29, 331, 333, 334, 338, 605, 973, 975, 1022], кристаллизацию из расплавов состава BP — Cu3P [59], Ni — P—В [745], взаимодействие бора с фосфитом [426], разложение галоидных соединений [1002], взаимодействие хлоридов или бромидов с парами фосфора в токе водорода [328, 638, 1020].
В последние годы для выращивания монокристаллов широко используются химические транспортные реакции [63—65, 67, 68, 70, 72, 73, 521, 837], а также осаждение фосфида BP из газовой фазы [624].
В работе [324] описан метод получения монокристаллических эпитаксиальных пленок из BP на подложке из SiC При легировании таких пленок определенными элементами можно создать слои р- и и-типа.
Реакции получения низшего фосфида ВізР2(В6Р) детально обсуждены в работах [550, 650, 856, 893, 968, 1020]. Различные варианты описанных методов получения фосфидов использовались многими исследователями [30, 323, 330, 339, 376, 774, 872, 885, 992]. Работ, в которых исследовалась кристаллическая структура фосфидов бора, сравнительно мало [419, 823, 904, 968, 1007].
Физико-химические, каталитические и некоторые другие свойства соединений бора с фосфором изучаются довольно широко [47, 108, 155, 419, 672, 710, 711, 844, 868, 942, 1002, 1018].
Монокристаллические эпитаксиальные пленки BP1 полученные на подложках из SiC [324], могут использоваться в производстве электронных приборов. Выпрямители на основе BP устойчиво работают в окислительной среде до 10000C [726]. Отмечается возможность применения монофосфида бора в преобразователях тепловой энергии в электрическую [30], в качестве электролюминесцентного устройства, основанного на полупроводниковом переходе типа р — п [682], для футеровки сопел реактивных двигателей [328], в качестве абразивного материала для обработки кварца, агата и сапфира [328, 904, 1020]. Фосфид бора перспективен как материал для квантовых
