бора карбиды

БОРА КАРБИДЫ

Бор образует ряд карбидов. Надежно установлены составы двух из них — В₄С (или В₁₂C₃) и В₁₃C₂.

Карбид В₄С — черные кристаллы с ромбоэдрич. решеткой (а= 0,5598 нм, с — 1,2120 нм, z = 3, пространственная группа R3т); разлагается выше 2450 °C; плотн. 2,52 г/см³; C⁰_p53,09 Дж/(моль∙К); 105 кДж/моль, −62 кДж/моль; S₂₉₈ 27,11 Дж/(моль∙К); давление пара над твердым веществом 0,091 Па (300 К), 8,2 Па (2522 К); теплопроводность 121,4 Вт/(м∙К) при 300 К и 62,8 Вт/(м∙К) при 970 К; температурный коэф. линейного расширения 4,5∙10⁻⁶ К⁻¹ (300–1100 К); микротвердость 49,1 ГПа; модуль упругости 450 ГПа; 0,001–0,1 Ом м ( ~ 20 °C). Полупроводник р-типа; ширина запрещенной зоны 1,64 эВ (выше 1870 К). Ниже 1,28 К переходит в сверхпроводящее состояние. Для В₄С характерна область гомогенности в пределах составов В₄С-В₆₅С.

Карбид В₄С — одно из наиб. устойчивых соединений. Окисляется на воздухе выше 600 °C. Не раств. в воде и минеральных кислотах и их смесях, разлагается кипящими растворами щелочей. Не взаимод. с S, Р и N₂ до ~ 1250 °C, реагирует с Cl₂ ок. 1000 °C с образованием ВCl₃ и С. Получают В₄С гл. обр. восстановлением В₂O₃ углеродом (сажей) при 1900–2150 °C. Он также образуется по перитектич. реакции в системе бор—углерод. Компактные изделия из Б. к. получают горячим прессованием (2000–2450 °C, 20–35 МПа).

Применяют В₄С для изготовления абразивных и шлифовальных материалов, в качестве полупроводников или диэлектриков; он содержится в наплавочных составах для повышения стойкости металлических поверхностей к мех. воздействию. Карбид, обогащенный изотопом ¹⁰В, — поглотитель нейтронов в ядерных реакторах.

Карбид В₁₃C₂-черные кристаллы с ромбоэдрич. решеткой (а = 0,5630 нм, с = 1,2190 нм, z = 3, пространственная группа RЗm); т. пл. 2460 °C; плотн. 2,46 г/см³; температурный коэф. линейного расширения 5,5∙10⁻⁶ К⁻¹ (300–1100 К); микротвердость 55,9 ГПа. Полупроводник и-типа.

^{Лит.: Косолапова Т. Я., Карбиды, М., 1968; Boron and refractory borides, ed. by V.I. Matkovich, v. 1, B.-N.Y., 1977, p. 310–30.}

_{А. Н. Пилянкевич}