Карбид бора

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Карбид бора
Boron carbide.JPG
Общие
Систематическое
наименование

Бора карбид

Хим. формула

B4C

Физические свойства
Состояние

твёрдое

Молярная масса

55,255 г/моль

Плотность

2,52 г/см³

Твёрдость

49,1 ГПа

Термические свойства
Т. плав.

2350 °C

Т. кип.

3500 °C

Т. разл.

>2450 °C

Мол. теплоёмк.

53,09 Дж/(моль·К)

Теплопроводность

300 K: 121,4 Вт/(м·К)
970 К: 62,8 Вт/(м·K)

Энтальпия образования

−62 кДж/моль

Энтальпия плавления

105 кДж/моль

Коэфф. тепл. расширения

9,5·10−6 К−1 при T = 300...1100 К

Давление пара

0,091 Па при T = 300 К;
8,2 Па при T = 2522 К атм

Химические свойства
pKa

6—7 (20 °C)

Классификация
Рег. номер CAS

12069-32-8

PubChem
SMILES
InChI
ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Карби́д бо́ра — бинарное соединение бора с углеродом, имеющее формулу B4C (B12C3). При нормальных условиях — чёрные кристаллы. Впервые получен в 1893 г. А.Муассаном путём восстановления оксида бора B2O3 углеродом при 2000 °C.

Получение[править | править вики-текст]

  • Взаимодействие простых веществ (бора и углерода) по перитектической реакции:

Физико-химические свойства[править | править вики-текст]

Температура разложения >2450 °C; энтальпия образования −62 кДж/моль. Теплопроводность 121 Вт/(м·К) при 300 К и 62,8 Вт/(м·К) при 970 К. Теплоёмкость при постоянном давлении (0 °C): C0p = 53,09 Дж/(моль·К). Стандартная молярная энтропия S0298 = 27,11 Дж/(моль·К).

Плотность 2,52 г/см³. Микротвёрдость 49,1 ГПа; модуль упругости 450 ГПа.

Полупроводник p-типа; ширина запрещённой зоны 1,64 эВ (выше 1870 К). Удельное электрическое сопротивление при ~20 °C: 0,001…0,1 Ом·м.

Карбид бора является одним из самых химически стойких веществ. На воздухе не окисляется до 600 °C. Не растворяется в воде, концентрированных кислотах, но разрушается кипящими растворами щелочей. До 1250 °C не взаимодействует с азотом, фосфором и серой. Реагирует с хлором при 1000 °C с образованием трёххлористого бора и углерода.

Образует кристаллы тригональной сингонии,  пространственная группа R3m, параметры ячейки a = 0,5598 нм, b = 1,2120 нм, Z = 3.

При температуре ниже 1,28 К становится сверхпроводником.

Образует гомогенные смеси при формульном составе от B4C до B6.5C.

Применение[править | править вики-текст]

Карбид бора применяется для изготовления шлифовальных и абразивных материалов, химической посуды, защитных пластин для бронежилетов, в электронике и ядерной промышленности (карбид бора, обогащённый изотопом 10B, как поглотитель нейтронов). Изделия из карбида бора получают методом горячего прессования при температуре 2000…2450 °C и давлении 20…35 МПа.

Другие карбиды бора[править | править вики-текст]

К карбидам бора относится также соединение B13C2. Это чёрные кристаллы с ромбоэдрической решёткой. Тпл = 2460 °С, плотность 2,46 г/см3. Является полупроводником n-типа.

Литература[править | править вики-текст]