Карбид бора

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} 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

• Восстановление оксида бора углеродом (сажей):

$\mathrm{𝟤}{𝖡}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖢\stackrel{1900...2150^{o}C}{\to }{𝖡}_{\mathrm{𝟦}}𝖢\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

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

$\mathrm{𝟦}𝖡\mathsf{+}𝖢\stackrel{}{\to }{𝖡}_{\mathrm{𝟦}}𝖢$

В промышленных масштабах карбид бора получают из борной кислоты (источник бора) и нефтяного кокса (источник углерода).

Физико-химические свойства

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): Шаблон:Nobr. Стандартная молярная энтропия Шаблон:Nobr.

Плотность 2,52 г/см³. Микротвёрдость Шаблон:Nobr; модуль упругости Шаблон:Nobr.

Полупроводник Шаблон:Math-типа; ширина запрещённой зоны Шаблон:Nobr (выше Шаблон:Nobr). 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 Шаблон:Крист.

При температуре ниже 1,28 К становится сверхпроводником.

Образует гомогенные смеси при формульном составе от B₄C до B_6.5C.

Применение

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). Также широкое применение нашёл при изготовлении сопел пескоструйных машин. Изделия из карбида бора получают методом горячего прессования при температуре Шаблон:Nobr и давлении Шаблон:Nobr.

Другие карбиды бора

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

Литература

• Шаблон:ХЭ