Борид урана

При спекании и последующей переплавке в дуговой печи смеси бора и урана в соотношении 1:2 был получен диборид урана теоретического состава (8,33% В). Электролиз расплава из 0,05 U3O8 + 2В2О3 + MgO (CaO, Li2O) + MgF2(CaF2, LiF) при 950—1000° приводит к образованию тетраборида (UB4) в виде блестящих призматических металлических кристалликов. Тем же путем можно получить смеси UB4 + UB12, из которых второй борид можно выделить химически. Вакуумным спеканием смесей урана и бора при 1500° были получены диборид и тетраборид урана.

Система уран — бор еще недостаточно исследована. С уверенностью можно сказать о существовании в ней соединений UB2, UB4 и UB12. Температура эвтектики уран + диборид урана лежит при 1132°, очень близко к температуре плавления чистого урана. Размеры элементарной ячейки тетраборида урана определили Берто и Блюм. Структура этого борида, по данным рентгенографических исследований, представляет собой особую разновидность тетрагональной решетки — так называемый тип UB4. Температура плавления эвтектики диборид + тетраборид урана должна лежать значительно выше 1570°. Диборид урана плавится при более низкой температуре, чем тетраборид. Исследована также структура борида UB12. Наличие диборида и тетраборида урана было недавно подтверждено; борид UB12 в спеченных телах не был найден [по-видимому, потому, что при температуре спекания (1500°) он быстро распадается.

Диборид урана (8,33% В) — серый металлический порошок. Электролитический тетраборид урана — блестящее кристаллическое образование серого цвета. Бориды UB4 и UB12 легко растворяются в смеси азотной кислоты и перекиси водорода, бурно реагируют с перекисью свинца и натрия. Тетраборид Урана растворяется в соляной и плавиковой кислотах, в то время как борид UB12 устойчив против этих же кипящих кислот. Таким образом, возможно разделение этих боридов: кипящая концентрированная серная кислота медленно растворяет борид UB12 и, очень быстро — тетраборид.

Диборид урана обладает простой гексагональной решеткой типа AlB2 (С16) и изоморфен диборидам других переходных металлов. Периоды решетки: а = 3,136 А с = 3, 988 А (расчетная плотность 12,71 г/см3).

Тетраборид урана имеет тетрагональную решетку того же типа, что и тетраборид тория. Периоды этой решетки: а = 7,075 А, с = 3,979 А; расчетная плотность 9,38 г/см3. Экспериментально определенный удельный вес 9,32 г/см3.

Борид UB12 кристаллизуется в кубической гранецентрированной решетке (а = 7,473 А). Расчетная плотность 5,285 г/см3, измеренная — 5,65 г/см3. Структура UB12 идентична структуре ZrB12. Изоморфные бориды других переходных металлов пока не найдены. Заслуживает внимания, что уран и цирконий имеют почти одинаковые атомные радиусы.