Химические свойства нитрида бора

Основными свойствами, обусловливающими широкое применение в специальных областях техники материалов на основе нитрида бора, являются их химическая инертность ко многим агрессивным средам, высокая огнеупорность, термостойкость, хорошие электроизоляционные свойства. [c.105]

Г. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИТРИДА БОРА [c.226]

В качестве армирующих элементов слоистых и волокнистых композиционных материалов с металлической матрицей применяются волокна из углерода, бора, карбида кремния, оксида алюминия, высокопрочной стальной проволоки (сетки), бериллиевой, вольфрамовой и других проволок. Для обеспечения химической стойкости в расплаве матрицы и сцепления волокна с матрицей применяют защитные барьерные покрытия на волокнах из карбидов кремния, титана, циркония, гафния, бора, из нитридов и окислов этих и других элементов. При этом получается сложная многокомпонентная система матрица — переходный слой продуктов химического воздействия матрицы с барьерным покрытием — слой волокна. Механические свойства за счет армирования повыщаются в 1,5—3 раза (удельные в 2—5 раз) в зависимости от объемной доли и способа введения армирующих волокон. [c.78]

Применение в энергетике. Бор (изотоп 5°В) интенсивно поглощает медленные нейтроны, поэтому используется для изготовления регулирующих стержней атомных реакторов и защитных устройств от нейтронного облучения. Кристаллический бор обладает полупроводниковыми свойствами и используется в полупроводниковой технике (его проводимость при нагревании до 600 С возрастает в 10 раз). Исключительной химической стойкостью, твердостью, жаростойкостью обладают многие соединения бора с металлами побочных подгрупп. Алюминий и его сплавы применяют в энергетике в качестве конструкционного и электротехнического материала. Галлий применяют в полупроводниковой технике, так как его соединения с мышьяком, сурьмой, висмутом, а также аналогичные соединения индия обладают полупроводниковыми свойствами. Галлий используют при изготовлении высокотемпературных термометров с кварцевыми капиллярами (измерение температуры до 1500° С). Галлий может быть использован как хороший теплоноситель в системах охлаждения ядерных реакторов, лазерных устройств. Индий обладает повышенной отражательной способностью и используется для изготовления рефлекторов и прожекторов. Способность таллия при температуре ниже 73 К становиться сверхпроводником делает его перспективным материалом в энергетике. Представляют практический интерес многие соединения этих металлов и соединения бора, например нитрид бора ВЫ—боразон, отличающийся исключительной твердостью и химической инертностью. [c.230]

Энергия кристаллической решетки в кристаллах этого типа фактически совпадает с энергией химической связи и лежит в пределах 200—500 кДж/моль. Так, энергия кристаллической решетки алмаза составляет 480 кДж/моль. Вследствие столь высокой энергии связи ковалентные кристаллы обладают высокими твердостью, температурами кипения и плавления. Диапазон их электропроводящих свойств велик от типичных диэлектриков (алмаз, нитрид бора, кварц) до полупроводников (кремний, германий) и даже электронных проводников (олово). [c.77]

Авторы приводят значения прочности комплексной нити, определенной по методике, применяемой для оценки механических свойств химических волокон, поэтому не представляется возможным оценить истинную прочность и сравнить ее с прочностью других жаростойких волокон. Указывается, что если термическую обработку проводить под натяжением, то получается волокно с прочностью 105 кгс/мм . По сравнению с 2г02-волокнами оно менее прочно, что, возможно, объясняется недоработкой процесса получения ЗЮг-волокна. Для повышения прочности керамическое волокно предложено покрывать нитридом бора [46] например, керамическое волокно диаметром 50 мкм покрывалось пленкой нитрида бора толщина 1000 А. Нанесение нитрида бора на волокно проводилось из газовой фазы с использованием смеси ВС1з—ЫНз. Процесс осуществлялся в течение 5 мин. при температуре 600—1100°С и давлении 1—2 кгс/см . [c.337]

Химические свойства. При обычной температуре титан довольно устойчив при нагревании же легко соединяется со многими элементами, в том числе и со сравнительно инертным азотом. Так, в струе хлора он загорается при 350° С. В кислороде аморфный титан загорается при 610° С, сплавленный — при 800° С. При 800° С он образует с азотом нитрид титана TiN при более высокой температуре TiN разлагается на металлический титан и азот. С углеродом при нагревании титан образует карбид состава Ti , причем избыточный углерод выделяется в виде графита. Еще при более высокой температуре титан соединяется с кремнием и бором, образуя чрезвычайно твердые вещества — силициды и бориды титана. Такое большое сродство титана ко многим элементам весьма сильно усложняет и затрудняет переработку титановых руд. [c.293]

Развитие новых областей науки и техники связано с созданием высокотемпературных материалов, обладающих низкой упругостью паров и скоростью испарения, высокой термостойкостью, механической прочностью, а также химической устойчивостью против действия различных агрессивных сред. Перспективны в этом отношении тугоплавкие нитриды как неметаллические — типа нитридов алюминия и бора, так и металлоподобные — типа нитридов титана и циркония. Свойства тугоплавких соединений определяются характером химической связи между составляющими их компонентами. [c.112]

Значительный интерес с точки зрения огнеупорных и электроизоляционных свойств представляют также материалы системы А1—В—N. Нитриды бора и алюминия характеризуются высокими физико-механическими и химическими свойствами. Благодаря хорошим огнеупорным и электроизоляционным свойствам [1, 8, 9[ возможно применение этих материалов в качестве высокотемпературных диэлектриков. [c.84]

Для нитрида бора (ВМ) известен ряд слоистых (квазидвумер-ных) модификаций, наиболее устойчивой из которых является гексагональная (г-ВМ). Планарные сетки г-ВК образованы правильными гексагонами (ВзКз) с их послойной упаковкой по типу графита АВАВ...) [1, 2]. Учитьшая, что межслоевое расстояние в -2,5 раза превышает межатомные дистанции в сетках, химическую связь в г-ВК рассматривают как комбинацию системы направленных сильных ковалентных внутрислоевых взаимодействий и слабых ван-дер-ваальсовых межслоевых связей, см. обзор в [72], объясняя с этих позиций известную анизотропию многих свойств графитоподобного ВМ [129—131]. [c.19]

Чтобы доказать правильность этой схемы, И. и Ф. Жолио-Кюри воспользовались тождественностью химических свойств изотопов, благодаря которой их смесь неразделима. Облучению был подвергнут нитрид бора BN, который затем подвергался обработке щелочью. Выделявшийся аммиак оказался радиоактивным, так как он содержал не только обыкновенный азот из нитрида, но и радиоактивный азот, образовавшийся при облучении ядер бора. Этот метод носителей получил в дальнейшем широкое применение для извлечения радиоактивных элементов из облученных препаратов. [c.18]

Нитриды кремния и бора характеризуются высокими температурами плавления, высокой теплопроводностью, термической стойкостью, полупроводниковым характером электропроводности, химической стойкостью против действия ряда расплавленных металлов, шлаков и солей, а также кислот, и другими ценными свойствами, которые в последнее время обусловили широкое их использование в качестве материалов огнеупорных изделий и диэлектриков [3, 5, 6]. [c.121]

Из тех данных, с которыми мы познакомились при характеристике типов связи, следует, что специфика химической связи является важнейшим фактором, определяющим физико-химические свойства веществ (см. 5.10). Так, комплекс свойств металлических тел глубоко взаимосвязан с металлической связью. Многие свойства сплавов и соединений металлов d- и /-элементов (гидридов, бори-дов, карбидов, нитридов, оксидов и др.) не могут рассматриваться без учета возможной у них доли металлической связи. Сравнительно легко отличить свойства соединений с преобладанием ковалентной или ионной связи. К соединениям ковалентного типа относятся углеводороды, разнообразные другие органические вещества, СиО,, P I3, P I5 и т. п. Значительная доля ковалентной связи содержится в молекулах галогенидов, оксидах и сульфидах переходных металлов. [c.124]

Высокотемпературный огнеупорный материал на основе нитрида бора (карбо-нитрйд бора) обладает высокой стойкостью к термическим ударам, химической стойкостью в наиболее агрессивных средах при высоких температурах, хорошими вакуумными и диэлектрическими свойствами, нетоксичен, хорошо обрабатывается. [c.228]

Огиеуиориыи материал на основе нитрида бора (алюмонитрид бора) обладает высокой стойкостью к тепловым ударам, химической и эррознонной стойкостью против действия агрессивных расплавов, а также хорошими диэлектрическими свойствами. [c.229]

Ряд исследований последних лет посвящен получению многокомпонентных пленочных материалов на основе нитрида алюминия. Так, структура, механические и химические свойства тонких пленок В—А1—N переменного состава, приготовленных ионнолучевым осаждением, изучались в [44]. Отношение N/(AI—В) для всех пленок составляло -1,0. Предполагается, что в пленках реализуется состояние твердого раствора BN—A1N вюртцитной структуры. Получено, что микротвердость пленки от содержания бора практически не зависит, однако рост его концентрации определяет повышение химической интертности системы скорость травления сплава, содержащего 9 % BN, фосфорной кислотой на порядок меньше, чем для чистого AIN. В [45] отмечается, что при осаждении на нитрид алюминия углеродных пленок термическая диффузия для данной системы выше, чем для AIN-керамики, и увеличивается с ростом толщины пленки углерода. [c.9]

К п. 21. Жаропрочные керамические покрытия и покрытия для защиты металлов от аэродинамического нагрева должны быть химически стойкими при высоких температурах, отражать или рассеивать тепло, обладать теплоизоляционными свойствами, поверхностной твердостью и высокими характеристиками в отношении эрозии, сопротивлением абразии и трению при повышенных температурах, быть стойкими по отношению к вибрации, а при нанесении на поверхность металла не оказывать влияния на физические свойства последнего. Разработанные керамические материалы с литием соответствуют этим требованиям. Они состоят из стандартного огнеупорного покрытия, высокоогнеупорных компонентов (нитрид бора) и литиевого соединения как флюсообразующего вещества. Позднее была изучена возможность исключения первой составной части, и было разработано керамическое покрытие на основе сложных соединений лития стекловидной формы в комбинации с нитридом бора. [c.58]

При обычной температуре свободный азот химически малоактивный элемент. Лишь с литием он реагирует при низких температурах, образуя нитрид. С другими элементами азот не реагирует даже при высокой температуре. Исключение составляют три неметалла — бор, углерод, фосфор — и металлы — кальций, барий, магний, алюминий, марганец, титан, церий и уран. Три последних металла при высоких температурах весьма бурно реагируют с азотом, как бы сгорая в атмосфере азота с образованием нитридов. При растворении в воде все нитриды, за исключением нитрида титана, разлагаются, образуя окислы или гидроокислы металлов и аммиак. Казалось весьма заманчивым использовать это свойство нитридов металлов для получения аммиака, но, к сожалению, обратное восстановление металлов из их окислов является слишком сложным, энергоем- [c.10]

Излишне говорить, что нитрид бора со структурой типа графита обладает свойствами, подобными свойствам графита. Искусственно полученный ВЫ со структурой типа алмаза даже тверже, чем сам алмаз. Таким образом, химик использует свои знания о природе химических связей для того, чтобы расширить свой кругозор, а иногда, чтобы усоверше нствовать Природу. [c.264]

Авторы поставили перед -собой задачу создать прокладочно--уплотнительные -материалы на основе фторопласта-4 с порошковыми наполнителями, способные обеспечить надеж-ную работу подвижных уплотнений в заданных условиях. Выбор -наполнителей определялся стремлением получить материалы -с повышенной теплопроводностью и низкой хладотекучестью без снижения антифрикционных свойств и химической -стойкостп фторопласта-4. Были испытаны металлические порошки, ситалл тонкого помола, нитрид бора, дисульфид -молибдена и другие наполнители. [c.316]

Следует отметить, что порошковыми смазками, кроме указанных выше веществ, могут быть и другие, обладающие слоистой структурой нитрид бора (гексагональный), слюда, тальк, о сульфиды, селениды Эти вещества имеют различные химические и электрические характеристики, поэтому на их основе можно получить по- крытия с широким диапазо-ном физических и химических свойств. го [c.87]

В качестве индикаторного электрода в вольтамперометрии нащел применение так называемый пиролитический прафитовыи электрод i[20, 63, 80, 91—ИЗ]. Он изготавливается из пиролитического графита, являющегося продуктом пиролиза углеводородов на нагретых до 1000—2500°С поверхностях [63, 99, 114]. Электрод обладает рядом уникальных свойств, обусловленных особенностями строения пирографита. Он представляет собой слоистый материал с правильно расположенными отдельными плоскостями, параллельными поверхности, на кото1рой осаждается пирографит [63, 99, 114]. Это очень твердый, беспористый, химически устойчивый, непроницаемый для жидкостей и газов материал, не требующий дополнительной обработки. Для этого материала характерна резко выраженная анизотропия тепловых и электрических свойств [99, 114]. При изготовлении из него индикаторного электрода необходима лишь изоляция его боковой поверхности эпоксидной смолой [63, 93, 95—97, 100, 102—107], нитридом бора [94, 98] или фто-роугольной смолой [20]. Пиролитический графитовый электрод хорошо зарекомендовал себя при вольтамперо-метрических измерениях в расплавах [94, 98]. [c.119]

Задача данной главы — обзор методов, пригодных для синтеза большинства известных боразотных соединений, за исключением нитрида бора, а также исчерпывающий перечень этих соединений с указанием их физических свойств. Здесь не делается попыток систематического рассмотрения химических свойств и структуры этих веществ или характера связи в них. Информацию такого рода можно найти в литературных ссылках к рассматриваемой главе там же приведены специальные методы синтеза отдельных боразотных соединений. Кроме указан-fioft в ссылках литературы, ценным источником информации могут быть следующие обзорные работы [c.135]

Нитриды, карбиды, бориды. Нитриды, карбиды, бориды переходных -элементов середин больших периодов по свойствам блис -ки между собой. В структурном отношении они представляют продукты внедрения атомов неметаллического элемента (Ы, С, В) в пустоты решеток -металлов. Как правило, такие продукты не имеют строгого стехиометрического состава. Наиболее характерны составы, близкие к формулам МХ и МХг (особенно для небольшого атома бора). Нитриды, карбиды и бориды по внешнему виду, электропроводности и теплопроводности, как правило, похожи на металл. Иногда их электропроводность выше электропрс-водности чистого Металла. Например, электропроводность 2гВг л НВг Б 10 раз превышает электропроводность чистых металлоЕ. Они химически довольно инертны, характеризуются высокой твер- [c.502]

Все перечисленные свойства и термодинамические характеристики (АН, АО и 5) зависят от состава фаз, поэтому при их описании надо точно указывать результаты химического и фазового анализа. Бориды переходных металлов являются фазами промежуточного характера между интерметаллическимн соединениями и фазами, внедрения (типичный пример фаз внедрения — карбиды).. Бориды, как и многие силициды переходных металлов,, имеют разнообразную и сложную структуру, что связано со способностью атомов бора (соответственно кремния) образовывать между собой валентные связи. Сплициды тугоплавких металлов в отличие от карбидов, нитридов-н многих боридов не являются фазами внедрения (из-за большей величины атомов кремния). [c.403]

Очень часто приходится сталкиваться с соединениями, в которых атомы или ионы одного вида занимают пустоты или дырки плотно упакованной структуры, созданной атомами или ионами другого вида. Свободные пространства в кристаллической решетке многих металлов бывают заняты небольшими ионами или атомами, обычно атомами водорода, бора, углерода и азота. При этом образуются гидриды, бориды, карбиды и нитриды. Чем больше электроотрицательность атомов элемента, тем вероятнее, что химическая связь в образуемых ими соединениях не будет чисто ионной или чисто ковалентной. Такие соединения сохраняют основные свойства металлов — непрозрачность, блеск и электропроводность, но становятся твердыми, тугоплав1Кими и хрупкими. По твердости они иногда превосходят алмаз. [c.157]

Для исследования влияния технологических параметров на свойства продукта конструкция установки, представленная на рис. 4.40, была видоизменена. Шихту помещали в горячую зону реактора на графитовый упор. Продукт после реакции охлаждали в токе азота, извлекали из реактора и подвергали химическим, рентгеноструктурным и электронно-микроокопичеоким исследованиям. Зависимость содержания связанного азота в продукте (рис. 4.43) показывает, что нитрид, содержащий более 0,97 % массовой доли основного вещества (1,0 отвечает 0,564 содержания азота), можно получить уже при 1850 °С и выдержке в горячей зоне 90 мин. Увеличение температуры способствует ускорению процесса, при 2050 °С длительность обработки составляет 45 мин. При 2200— 2300 °С химический состав продукта пра1ктически не изменяется, выше 2300 °С в образцах появляются включения карбида бора. [c.277]