Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
7
кова АН СССР (Ф. И. Шамрай), ФТИ АН СССР (В. Н. Турин), Московском институте стали и сплавов (С. С. Кипарисов), ИАЭ им. И. В. Курчатова, ИФХИМС СО АН СССР, Львовском университете. Они позволили существенно расширить представления о структуре и свойствах боридов, найти новые области их промышленного и технического использования, а также разработать методы их получения, реализованные в промышленном масштабе. В результате работ Института высоких давлений АН СССР и Института сверхтвердых синтетических материалов АН УССР организовано промышленное производство кубического нитрида бора. В Институте общей и неорганической химии АН ЛатвССР и других организациях развиты плазменные методы получения дисперсных порошков боридов и тугоплавких неметаллических соединений бора, в ИПМ АН УССР и ФТИ АН СССР начаты исследования по получению монокристаллов боридов. В ИПМ АН- УССР, Одесском, Белорусском, Киевском политехнических институтах, Уманском пединституте и многих других организациях развиваются работы по нанесению боридных покрытий на детали машин и механизмов.
Большой вклад в исследование электрофизических свойств боридов внесен Херсонским пединститутом, а также Институтом новых химических проблем АН СССР. Термодинамические свойства боридов успешно и систематически исследуются в Московском университете (Г. Л. Гальченко).
В ряде институтов разрабатываются новые эффективные катодные материалы на основе боридов, особенно боридов лантаноидов, или с их участием.
Значительное развитие получили исследования боридов за рубежом. Фундаментальные работы по получению и строению боридов, а также по изучению систем тугоплавких металлов с бором выполнены Кисслингом (Швеция), Киффером, Бенезов-ским, Новотным (Австрия), Глезером, Шварцкопфом, Бинде-ром, Дж. Нортоном, Блюменталем, Московиием, Постом, Бру-эром, Матковичем (США), Гренобльской школой (Пастор и др.) и школой в Бордо (Хагенмюллер, Налэ, Этурно и др.) во Франции, в ГДР Мерцем и др., в ПНР под руководством He-мысского.
В настоящее время изучение боридов приобретает принципиально новые направления, связанные с получением этих соединений высокой степени чистоты, в монокристаллическом виде, заданной дисперсности, а также с приготовлением из боридов крупногабаритных изделий. Важной научной задачей является разработка методов повышения пластичности боридов, решение которой позволит существенно расширить области их использования и сделать бориды эффективными- конструкционными материалами.
Глава I
СТРОЕНИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БОРИДОВ
кристаллохимия и структурные особенности
Вопросы соотношения между составом, структурой и типом химической связи в боридах сложны. Известно, что тип кристаллической структуры соединения определяется его составом и типом химической связи. Состав же соединения обусловливается валентностью, электронной концентрацией, размерами атомов, а также структурными особенностями.
Из 70 исследованных двойных систем простых веществ с бором соединения образуются только в 55 системах; это соединения, содержащие элементы Ia—VIIIa подгрупп и цинк. Элементы 16—IV6 подгрупп периодической системы элементов соединений с бором не образуют.
Максимальное число боридных фаз с различным содержанием в них бора (атомное отношение В/Ме изменяется от 1/4' в соединениях типа МЄ4В до 12/1 в МеВіг): рбразуют редкоземельные и тугоплавкие переходные металлы III—VIII групп, для которых возможны различные валентные состояния, связанные с перекрытием d-, f-, р- и s-орбиталей.
Двойные системы с бором различаются также интервалами составов, в которых образуются соединения. Для большинства систем соединения содержат бор в пределах 25—66,7%, что отвечает формульному составу Me4B—МеВг.
Важными факторами, от которых зависит состав всех остальных соединений бора, являются: размерный фактор, учитывающий в первую очередь соотношение размеров взаимодействующих атомов (гв/гме); электрохимический фактор, связанный с электронными переходами, и электронная концентрация, определяемая степенью локализации и делокализации электронов.
Все отмеченные факторы связаны между собой и зависят определенным образом от расположения элементов в периодической системе.
Образование различных структурных комплексов из атомов бора в боридах объясняется спецификой электронного строения бора, энергетической неустойчивостью внешних электронных состояний: 2s22p'. При образовании борида происходит перераспределение внешних электронов с образованием sp2- и sp3-
9
Кристаллохимические характеристики
Борид
Сннгония
і*
J) о Ct U
Структурный тип
Пространственная группа
LiB6
NaB8 NaB15 KB6 Be5B Be2B BeBjj BeB4 BeB6
BeB9 MgB2
MgB4 MgB6 MgB12 CaB6 SrB6 BaB6 AlB2
AlB10 QS-AlB12
?-AlB12 V-AlB12 ScB2 ScB12 YB2 YB4 YB6 YB12
YB86 LaB4 LaB6 SIB,
Кубическая Ромбическая Кубическая Тетрагональная
Кубическая Гексагональная Тетрагональная »
Гексагональная
Ромбическая Тетрагональная Не опр. Кубическая
Гексагональная
Ромбическая Тетрагональная
Ромбическая
»
Гексагональная Кубическая
»
Тетрагональная Кубическая
