Борид кремния - Silicon boride

Бориды кремния (также известные как силициды бора) легкие керамика соединения, образованные между кремний и бор. Несколько стехиометрических соединений борида кремния, SiBп, сообщалось: триборид кремния, SiB3, тетраборид кремния, SiB4, гексаборид кремния, SiB6, а также SiBп (п = 14, 15, 40 и т. Д.). В п = 3 и п = 6 фаз, как сообщается, впервые совместно производятся как смесь Анри Муассан и Альфред Сток в 1900 году путем кратковременного нагревания кремния и бора в глиняном сосуде. Впервые о тетрабориде сообщили, что он синтезируется непосредственно из элементов в 1960 году тремя независимыми группами: Карлом Клайном и Дональдом Сэндсом; Эрвин Колтон; и Сирилл Броссет и Бенгт Магнуссон. Было высказано предположение, что триборид является богатой кремнием версией тетраборида. Следовательно, стехиометрия любого соединения может быть выражена как SiB4 - Икс куда Икс = 0 или 1. Все бориды кремния являются черными кристаллическими материалами одинаковой плотности: 2,52 и 2,47 г / см3.−3соответственно для п = 3 (4) и 6 соединений. На Шкала твердости минералов Мооса, SiB4 - Икс и SiB6 занимают промежуточное положение между алмаз (10) и Рубин (9).[1] Бориды кремния могут быть выращены из кремния, насыщенного бором, в твердом или жидком состоянии.

SiB6 кристаллическая структура содержит взаимосвязанные 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 быть заменен бором в B12 икосаэдры с точностью до предельной стехиометрии, соответствующей SiB2.89.[2] Структура тетраборида SiB4 изоморфен карбид бора (B4C), B6P и B6О. Это метастабильный по отношению к гексабориду. Тем не менее, его можно приготовить из-за относительной легкости зарождения и роста кристаллов.[3]

Оба SiB4 - Икс и SiB6 становятся поверхностно окисленными при нагревании на воздухе или в кислороде, и каждый из них подвергается воздействию кипения серная кислота и по фтор, хлор, и бром при высоких температурах. Бориды кремния электропроводны. Гексаборид имеет низкий коэффициент теплового расширения и высокое ядерное сечение для тепловых нейтронов.

Тетраборид использовался в черном покрытии некоторых плиток теплозащитного экрана космического челнока.[4]

Рекомендации

  1. ^ Дж. У. Меллор, Комплексный трактат по неорганической и теоретической химии Vol. 5, Longmans & Co. (1924) стр. 27.
  2. ^ Холлеман и Виберг Неорганическая химия, Wiley & Sons, (2001) стр. 93.
  3. ^ Т. Л. Аселаж J. Mater. Исследование, 13 (1998), с. 1786–1794.
  4. ^ Шеффлер, Майкл; Коломбо, Паоло (2005). Ячеистая керамика: структура, производство, свойства и применение. С. 110–111. ISBN  978-3-527-31320-4.