Карбид бора — Википедия

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 — 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.

  • 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

[править | править код]

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. 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 код]

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[2]. Изделия из карбида бора получают методом горячего прессования при температуре 2000…2450 °C и давлении 20…35 МПа.

Другие карбиды бора

[править | править код]

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

[править | править код]
  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

[править | править код]
  • 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.