Борид кремния
Бориды кремния (также известные как силициды бора) представляют собой легкие керамические соединения, образованные кремнием и бором . нескольких стехиометрических соединениях борида кремния, SiB n Сообщалось о : триборид кремния, SiB 3 , тетраборид кремния, SiB 4 , гексаборид кремния, SiB 6 , а также SiB n ( n = 14, 15, 40 и т. д.). = Сообщалось , что фазы n 3 и n = 6 были получены совместно в виде смеси Анри Муассаном и Альфредом Стоком в 1900 году путем кратковременного нагревания кремния и бора в глиняном сосуде. Впервые сообщалось, что тетраборид был синтезирован непосредственно из элементов в 1960 году тремя независимыми группами: Карлом Клайном и Дональдом Сэндсом; Эрвин Колтон; и Сирилл Броссе и Бенгт Магнуссон. Было высказано предположение, что триборид представляет собой богатую кремнием версию тетраборида. Следовательно, стехиометрию любого соединения можно выразить как SiB 4 - x , где x = 0 или 1. Все бориды кремния представляют собой черные кристаллические материалы одинаковой плотности: 2,52 и 2,47 г · см. −3 соответственно для соединений n = 3(4) и 6. По шкале твердости минералов Мооса SiB 4- x и SiB 6 занимают промежуточное положение между алмазом (10) и рубином (9). [1] Бориды кремния могут быть выращены из насыщенного бором кремния как в твердом, так и в жидком состоянии.
Кристаллическая структура SiB 6 содержит соединенные между собой икосаэдры (многогранники с 20 гранями), икосигексаэдры (многогранники с 26 гранями), а также изолированные атомы кремния и бора. Из-за несоответствия размеров атомов кремния и бора кремний может замещать бор в икосаэдрах B 12 вплоть до предельной стехиометрии, соответствующей SiB 2,89 . [2] Структура тетраборида SiB 4 изоморфна карбиду бора (B 4 C), B 6 P и B 6 O. Он метастабилен по отношению к гексабориду. Тем не менее, его можно получить из-за относительной легкости зарождения и роста кристаллов. [3]
И SiB 4- x , и SiB 6 поверхностно окисляются при нагревании на воздухе или кислороде, и каждый из них подвергается воздействию кипящей серной кислоты , а также фтора , хлора и брома при высоких температурах. Бориды кремния обладают электропроводностью. Гексаборид имеет низкий коэффициент теплового расширения и высокое ядерное сечение для тепловых нейтронов.
Тетраборид использовался в черном покрытии некоторых плиток теплозащитного экрана космического корабля. [4]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дж. В. Меллор, Всеобъемлющий трактат по неорганической и теоретической химии, том. 5, Лонгманс и Ко (1924), с. 27.
- ^ Холлемана и Виберга Неорганическая химия , Wiley & Sons, (2001) с. 93.
- ^ TL Aselage J. Mater. Исследования , 13 (1998), стр. 1786–1794.
- ^ Шеффлер, Майкл; Коломбо, Паоло (2005). Ячеистая керамика: структура, производство, свойства и применение . Уайли. стр. 110–111. ISBN 978-3-527-31320-4 .