Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Физико-химические свойства сульфида бора B2S3 изучены слабо. Известно, что это белое вещество, гидролизующееся на воздухе и энергично взаимодействующее с водой с выделением сероводорода, температура плавления B2S3 4170C, теплота плавления и энтропия соответственно равны 8,9 ккал/моль и 12,9 кал/(моль • град) [249, 709, 822].
На основании данных по исследованию спектров газообразного B2S3 сделано предположение, что молекула B2S3 в газовой фазе зигзагообразна [708, 709].
Соединения бора с селеном и теллуром. О селенидах бора сведений в литературе мало [26, 741, 840, 943]. Диаграмма состояния систем В — Se в интервале содержаний селена от 60 до 100 ат. % описана в работе [26]. Показано, что в этой системе существует единственное соединение B2Se3, плавящееся с открытым максимумом при 480° С.
327
B2Se3 получается при взаимодействии парообразного селена или селенистого водорода с ферробором или марганобором, при температуре красного каления одновременно образуются селе-ниды металлов. Кроме того, B2Se3 может быть получен синтезом из элементов в запаянных кварцевых ампулах при 550— 8000C [640].
B2Se3 — чрезвычайно гигроскопичное соединение, гидролизу-ющееся на воздухе, более легкоплавкое и менее летучее, чем сульфид бора. При взаимодействии с водой выделяет селеново-дород H2Se. При 55O0C реагирует с кварцем, образуя B2O3 и SiSe3 [250, 640]. С теллуром бор не взаимодействует [250].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Бориды представляют исключительно перспективный класс тугоплавких соединений, так как широкие возможности и многовариантность комбинирования связей Me—Me, Me—В и В—В обеспечивают многообразие боридных фаз и варьирования их физических, химических и прочностных свойств. Это существенно отличает бориды от карбидов и нитридов, где число устойчивых фаз значительно более ограничено, и хотя последние имеют бесконечное число фаз в широких областях гомогенности, однако сохранить их в технологических композициях и строить на их основе промышленные материалы затруднительно.
Замечательным свойством многих боридных фаз является сочетание их высокой прочности, твердости с некоторой пластичностью, основанной на недостройке состояний атомов бора до вр3-гибридов. Даже многоборные бориды, имеющие ,мотивы структуры элементарного бора, могут рассматриваться как фазы, пластифицированные металлами, особенно если эти металлы — акцепторы электронов.
Не менее характерным свойством боридных фаз является окисление с образованием боратов, существенно предохраняющих от дальнейшего разрушения.
Высокие акцепторные свойства бора приводят к образованию в боридных фазах весьма устойчивых состояний, трудно нарушаемых при химических и электрохимических процессах, в условиях действия воднорастворимых реагентов, расплавленных металлов, шлаковг солей. Эти возможности боридов, замеченные, например, для диборида циркония, далеко еще не использованы и не исследованы достаточно фундаментально.
Комбинированием донорно-акцепторных свойств атомов переходных металлов и бора могут быть получены как неустойчивые электронные состояния, реализуемые, например, в термоэмиссионных свойствах некоторых гексаборидов редкоземельных металлов и их сплавов с металлами, так и весьма устойчивые состояния с высокозаполненной полосой проводимости, па которых основаны высокоэффективные резистивные композиции, обладающие в широких областях температур низким и практи-
329
чески постоянным термическим коэффициентом электросопротивления.
Упомянутое выше сочетание высокой твердости с пластическими свойствами, а также с высокой химической инертностью создает многообещающие перспективы использования боридных фаз в качестве материалов абразивных инструментов, обеспечи* вающих высокую чистоту обработки, материалов режущих инструментов типа спеченных твердых сплавов, а также высоколегированных боридами спеченных инструментальных сталей.
Еще, по существу, только начато использование боридных фаз в составе покрытий на деталях машин и механизмов, имеющих высокую устойчивость против износа, коррозии, эрозии в условиях не только статических, но и ударных нагружений.
Не менее широкие перспективы имеют неметаллические соединения бора типа карбидов, нитридов, силицидов, фосфидов, обладающие нестандартными полупроводниковыми свойствами, экстремально низкими и экстремально высокими значениями твердости; многие из них представляют атомные и космические материалы, в том числе материалы дальних планет Солнечной системы.
Развитие методов и научных основ создания материалов с заданными свойствами в сочетании с использованием многообразия свойств боридных фаз позволит существенно расширить арсенал современного материаловедения и обеспечить разработки в различных областях современной техники.
список литературы
1. Абрикосов Н. X., Лан Цзунь-у, Шашков Ю. М. О летучести окиси бора в гелии и водороде при наличии 'водяного пара. «Изв. АН СССР. Отд. техл. наук. Металлургия и топливо», 1960, № 4, ?. 156—159.
2. Авт. свид. СССР № 48255, 1936; № 50966, 1937.
3. Айвазов М. И., Домашнее И. А. Электрофизические свойства диборида титана и сплавов в системе Ti—В—N.—«Изв. АН СССР, Неорганические материалы», 1971, т. 7, с. 1735.
