Карбид бора

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Карбид бора
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
Температура
 • плавления 2350 °C
 • кипения 3500 °C
 • разложения >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
 • 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
Константа диссоциации кислоты 6—7 (20 °C)
Классификация
Рег. номер CAS 12069-32-8
PubChem
Рег. номер EINECS
235-111-5
SMILES
InChI
ChemSpider
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Карби́д бо́ра —

1893 г. А.Муассаном путём восстановления оксида бора B2O3 углеродом
при 2000 °C.

Получение

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

В промышленных масштабах карбид бора получают из борной кислоты (источник бора) и нефтяного кокса (источник углерода)[1].

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): C0
p
= 53,09 Дж/(моль·К)
. Стандартная молярная энтропия S0
298
= 27,11 Дж/(моль·К)
.

Плотность 2,52 г/см³. Микро

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

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

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

Карбид бора применяется для изготовления

10B, как поглотитель нейтронов). Также широкое применение нашло при изготовлении сопел пескоструйных машин[2]
. Изделия из карбида бора получают методом горячего прессования при температуре 2000…2450 °C и давлении 20…35 МПа.

Другие карбиды бора

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.

Примечания

  1. Карбид бора применение Архивная копия от 23 декабря 2018 на Wayback Machine // Статья на сайте «Справочник химика 21. Химия и химическая технология».
  2. Карбид бора и сфера его применения Архивная копия от 8 сентября 2019 на Wayback Machine // Статья на сайте «Статистика в аналитической химии».

Литература

  • Пилянкевич А. Н. Бора карбиды // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. 300. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.