Борид ниобия

13.09.2019

Получение


Электролиз расплавленных солей состава 0,1 Nb2O5 + 2B2O3 + MgO(CaO, LiO2) + MgF2(CaF2, LiF) при 980—1000° приводит к выделению серых металлических кристалликов, содержащих 18,0—18,2% В и 80,9—81,7% Nb. По составу это отвечает дибориду ниобия (теоретически 18,89% В). Таким же способом готовили образцы для исследования системы ниобий — бор.

Очевидно, можно получать бориды ниобия за счет непосредственной реакции между бором и ниобием или, по Мак-Кенна, прокаливанием в графитовых тиглях смесей Nb2O3 + B2O3 + С при высоких температурах.

Бревер с сотр. получали бориды ниобия спеканием смесей порошков ниобия и бора в атмосфере разреженного аргона. В образцах с 25—50% (атомн.) В они нашли, кроме моноборида ниобия, две новые фазы, предположительно Nb3B и Nb2B.

Горячим прессованием смеси гидрида ниобия с бором можно получить моноборид и диборид ниобия. При прессовании смесей карбида ниобия с бором или карбидом бора удается получить лишь диборид ниобия.

Система ниобий — бор


На основе рентгенографических исследований установлено наличие в этой системе диборида ниобия, изоморфного диборидам других металлов IV и V групп периодической таблицы элементов. Диборид ниобия обладает простой гексагональной решеткой типа AlB2 (С32). Андерсон и Кисслинг подтвердили существование этой фазы (е-фаза) и нашли другие, более бедные бором фазы: орторомбический моноборид ниобия (у-фаза), изоморфный моноборидам хрома и тантала, орторомбический же борид Nb3B4 (b-фаза), изоморфный бориду тантала Ta3B4.

Бревер с сотр. подтвердили существование всех упомянутых фаз и обнаружили, кроме того, еще два борида предположительного состава Nb3B (изоморфен Ta3B) и Nb2B (не изоморфен Ta2B). Обе фазы имеют ограниченную температурную область устойчивости. До расплавления устойчив, по-видимому, лишь моноборид ниобия.

Свойства


Диборид ниобия с 18,85% В чаще всего — серый порошок. При электролизе из расплава получают тонкие блестящие серые металлические кристаллики.

Диборид ниобия не реагирует с соляной и азотной кислотами и с царской водкой, медленно растворяется при нагреве в серной и плавиковой кислотах. Окисляется при нагреве на воздухе до красного каления. Легко растворяется в расплавах гидроокисей, карбонатов и бисульфатов щелочных металлов, а также в перекиси натрия.

Диборид ниобия кристаллизуется в простой гексагональной решетке типа AlB2 (С32) с периодами: а—3,086 А; с = 3,306 А. Расчетная плотность составляет 7,21 г/см3. Измеренный удельный вес 6,6 г/см3 и 6,4 г/см3.

Борид Nb3B4 изоморфен бориду Ta3B4. Его орторомбическая структура характеризуется расположением атомов ниобия в виде тригональной призмы и атомов бора в виде двойных цепочек (остатков гексагональной сетки). Периоды решетки: а = 3,30—3,305 А; b = 14,10—14,08 А и с = 3,13—3,137 А.

Моноборид ниобия изоморфен TaB также обладает орторомбической структурой. Расположение атомов ниобия аналогично предыдущему, а атомы бора в виде зигзагообразных цепочек располагаются в каналах между призмами. Периоды решетки: а = 3,292—3,298 А; b = 8,713—8,724 А; с = 3,165—3,137 А.

Диборид ниобия легко царапает кварц и топаз; его твердость по Moocy больше 8. Температура плавления выше 2900°. (по данным Глезера, при этой температуре разлагается). Теплопроводность 0,040 кал/см*сек*град.

Диборид ниобия — относительно плохой проводник. Его электрическое сопротивление при 20° 65,5 мком*см, при минус 80° 58,3 мком*см.

Электросопротивление плотных горячепрессованных штабиков при комнатной температуре: диборида ниобия 32, моноборида 64,5 мком*см. Моноборид ниобия становится сверхпроводником при 6° К; бориды же Nb3H4 и NbB2 не обнаруживают сверхпроводимости вплоть до 1,27° К. По другим данным, моноборид также не обладает сверхпроводимостью до 1,8° К; результаты же, полученные в первой работе, объясняются присутствием примесей, обладающих сверхпроводимостью.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна