БОРИДЫ

БОРИДЫ соединения бора с металлами.
Б. обладают физич. свойствами, характерными для веществ как металлич. типа
(возрастание коэффициента электрич. сопротивления с повышением темп-ры,
высокие значения электропроводности и теплопроводности, металлич. блеск),
так и неметаллического (с полупроводниковыми свойствами). Б. переходных
металлов-промежуточный класс между интерметаллич. соединениями (типа берилли-дов)
и
т. н. фазами внедрения. Характерная кристаллохимич. черта Б.- наличие в
их структурах обособл. конфигураций из атомов бора. Химич. стойкость Б.
определяется в основном силами связи бор-бор в решётках Б. и увеличивается
с повышением содержания в них бора. Наибольшая химич. стойкость (по скорости
гидролитич. разложения) наблюдается у гексаборидов и додекаборидов. Большинство
Б. устойчиво к кислотам, напр, на ТаВцарская водка.

Наибольшее распространение в технике получили
дибориды - МеВявляется изменение их основных свойств оттемп-ры (рис. 1, 2, 3). В табл.
1 приведены важнейшие физич. свойства нек-рых Б. тугоплавких металлов.
Большую группу образуют Б. редкоземельных металлов-лантанидов и близких
к ним по свойствам скандия и иттрия. Из этой группы Б. наибольший интерес
представляют гексабориды - МеВ

Рис. 1. Зависимость теплоёмкости диборидов
от температуры.

Рис. 2. Зависимость коэффициента линейного
расширения диборндов от температуры.



Рис. 3. Зависимость теплопроводности
диборидов от температуры.

Структура гексаборидов имеет двойственный
характер - кристаллич. решётку гексаборидов можно рассматривать как простую
кубич. решётку атомов металла, центрированную октаэдром из атомов бора,
или как кубич. решётку комплексов атомов бора, в центре к-рой свободно
располагаются атомы металла. Б. имеют ничтожную пластичность и весьма высокую
твёрдость (микротвёрдость 20-30 Гн/м²). Предел прочности
на разрыв TiBМн/м²,
при
пористости 7-9% -140 Мн/м² (1 Гн/м² = 100
кгс/мм²;
1 Мн/м² = 0,1 кгс/мм²).
Высокая жаропрочность
этого диборида характеризуется сравнительно малой скоростью ползучести
(при напряжении 90 Мн/м² скорость ползучести при темп-рах
1920, 2080 и 2270°С составляет 1,5, 9,2 и 57 мкм/мин
соответственно).
Модуль упругости, полученный на беспористых образцах путём измерения скорости
продольных ультразвуковых колебаний для NbBМоГн/м².

Табл. 1. - Физические свойства боридов
тугоплавких металлов

Табл. 2. - Физические свойства гексаборидов
редкоземельных металлов

Б. получают неск. методами, важнейшими
из к-рых являются: 1) восстановление окислов металлов смесью карбида бора
с сажей по реакции: МеО + ВМеВ + СО; 2) восстановление
смесей окислов металлов с борным ангидридом сажей по реакции: МеО + В+ С-> МеВ + СО; 3) магнийтермическим методом по реакции: МеОх + nBO+ (l,5n + x) Mg -> МеВ„ + (1,5п + x)-MgO.

Из порошков Б. получают плотные изделия
путём прессования с последующим спеканием, либо горячим прессованием. Б.
широко применяются в технике. Благодаря эмиссионным свойствам они используются
в радиоэлектронике, напр/ из гексаборида лантана изготовляют катоды мощных
генераторных устройств и приборов. Из-за высокого сечения захвата нейтронов
Б. используются в ядерной технике в качестве материалов для регулирования
и для защиты от ядерных излучений. Высокие твёрдость, износостойкость и
шлифующая способность позволяют применять их в машиностроении и приборостроении.
Способность нек-рых Б. сохранять свои свойства в среде расплавленных металлов
позволила, напр., использовать Б. циркония в металлургии для изготовления
наконечников термопар, что обеспечило возможность автоматич. контроля темп-р
стали в мартеновских печах. Перспективно применение Б. в виде высокопрочных
и высокомодульных непрерывных волокон и нитевидных кристаллов для армирования
композиционных материалов.

Лит.: Тугоплавкие материалы в машиностроении.
Справочник, под ред. А.Т. Туманова и К. И. Портного, М., 1967; Самсонов
Г. В., Тугоплавкие соединения. Справочник по свойствам и применению, М.,
1963. К. И. Портной.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я