Diborek niobu
Diborek niobu (NbB 2 ) jest wysoce kowalencyjnym ogniotrwałym materiałem ceramicznym o heksagonalnej strukturze krystalicznej.
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
nazwa IUPAC
diborek niobu
|
|
|
Systematyczna nazwa IUPAC
bor; niob |
|
| Inne nazwy Uwaga 2
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| Numer WE |
|
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| Uwaga 2 | |
| Masa cząsteczkowa | 114,526 g/mol |
| Wygląd | szary proszek |
| Gęstość | 6,97 g/cm 3 |
| Temperatura topnienia | ~3050°C |
| Temperatura wrzenia | Nie dotyczy |
| Nierozpuszczalny | |
| Struktura | |
| Sześciokątny, hP3 a = 3,085 Å, c = 3,311 Å i c/a = 1,071 Å | |
| P6/mmm, nr 191 | |
| Zagrożenia | |
| Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP): | |
|
Główne zagrożenia
|
Niezbadane |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Przygotowanie
NbB2 można zsyntetyzować na drodze reakcji stechiometrycznej między pierwiastkami składowymi, w tym przypadku Nb i B. Ta reakcja zapewnia precyzyjną kontrolę stechiometryczną materiałów. Redukcję Nb 2 O 5 (lub NbO 2 ) do diborku niobu można również osiągnąć poprzez redukcję metalotermiczną. Stosowane są niedrogie materiały prekursorowe i poddawane reakcji zgodnie z poniższą reakcją:
Nb 2 O 5 + 2 B 2 O 3 + 11 Mg → 2 Nb B 2 + 11 MgO
Mg jest stosowany jako reagent w celu umożliwienia kwasowego ługowania niepożądanych produktów tlenkowych. Stechiometryczne nadmiary Mg i B 2 O 3 są często wymagane podczas redukcji metalotermicznych w celu zużycia całego dostępnego tlenku niobu.
Borotermiczna redukcja NbO 2 pierwiastkowym borem poprzez reakcję w stanie stałym została zaproponowana przez Jha i współpracownika w celu uzyskania nanoprętów (40 × 800 nm 2 ),
Odmiana redukcji borotermicznej w stopionej soli została zaproponowana przez Ran i współpracownika przy użyciu Nb 2 O 5 z pierwiastkowym borem do produkcji nanokryształów (61 nm).
Nanokryształy NbB 2 z powodzeniem zsyntetyzowano w reakcji Zoli, redukcji Nb 2 O 5 za pomocą NaBH 4 przy stosunku molowym M:B 1:4 w temperaturze 700°C przez 30 minut w przepływie argonu.
Nb 2 O 5 + 13/2 NaBH 4 → 2 Nb B 2 + 4 Na(g,l) + 5/2 NaBO 2 + 13 H 2 (g)
Właściwości i zastosowanie
NbB 2 to ceramika ultrawysokotemperaturowa (UHTC) o temperaturze topnienia 3050 °C. To, wraz ze stosunkowo niską gęstością ~6,97 g/cm 3 i dobrą wytrzymałością na wysokie temperatury, czyni go kandydatem do zastosowań lotniczych w wysokich temperaturach, takich jak loty naddźwiękowe lub systemy napędowe rakiet. Jest to niezwykła ceramika, mająca stosunkowo wysokie przewodnictwo cieplne i elektryczne (oporność elektryczna 25,7 µΩ⋅cm, CTE 7,7⋅10 -6 ° C -1 ), właściwości, które dzieli z izostrukturalnym diborkiem tytanu , diborek cyrkonu , diborek hafnu i diborek tantalu .
NbB 2 są zwykle prasowane na gorąco lub spiekane plazmą iskrową (ciśnienie mechaniczne przykładane do ogrzanego proszku), a następnie obrabiane do kształtu. Spiekanie NbB 2 jest utrudnione przez kowalencyjny charakter materiału i obecność tlenków powierzchniowych, które zwiększają gruboziarnistość ziarna przed zagęszczeniem podczas spiekania . Bezciśnieniowe spiekanie NbB 2 jest możliwe dzięki dodatkom do spiekania, takim jak węglik boru i węgiel które reagują z tlenkami powierzchniowymi, zwiększając siłę napędową spiekania, ale właściwości mechaniczne ulegają pogorszeniu w porównaniu z prasowanym na gorąco NbB2 .
- ^ "Diborylidyneniobium B2Nb | ChemSpider" . www.chemspider.com .
- ^ Çamurlu, H. Erdem i Filippo Maglia. (2009). 2 wielkości nano przez samorozwijającą się syntezę wysokotemperaturową”. Dziennik Europejskiego Towarzystwa Ceramicznego . 29 (8): 1501–1506. doi : 10.1016/j.jeurceramsoc.2008.09.006 .
- ^ Jha, Menaka; Ramanujachary, Kandalam V.; Lofland, Samuel E.; Gupta, Govind; Ganguli, Ashok K. (26.07.2011). „Nowy borotermalny proces syntezy nanokrystalicznych tlenków i borków niobu” . Transakcje Daltona . 40 (31): 7879–88. doi : 10.1039/c1dt10468c . ISSN 1477-9234 . PMID 21743887 . S2CID 45554692 .
- Bibliografia _ Słońce, Huifeng; Wei, Ya'nan; Wang, Dewen; Zhou, Niming; Huang, Qing (2014-11-01). „Niskotemperaturowa synteza nanokrystalicznych proszków NbB2 przez redukcję borotermiczną w stopionej soli”. Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Ceramicznego . 97 (11): 3384–3387. doi : 10.1111/jace.13298 . ISSN 1551-2916 .
- Bibliografia _ Galizia, Pietro; Silvestroni, Laura; Sciti, Diletta (23 stycznia 2018). „Synteza nanokryształów diborku metalu grupy IV i V poprzez redukcję borotermiczną borowodorkiem sodu” . Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Ceramicznego . 101 (6): 2627–2637. doi : 10.1111/jace.15401 .
- ^ Perry, Dale L. (2011). Podręcznik związków nieorganicznych (wyd. 2). Boca Raton: Taylor i Francis. ISBN 9781439814611 . OCLC 587104373 .
- ^ Kovenskaya, B .; Serebryakova, TI (maj 1970). „Właściwości fizyczne fazy borku niobu” . Radziecka metalurgia proszków i metaloceramika . 9 (5): 415–417. doi : 10.1007/BF00796512 . S2CID 91501914 – przez SpringerLink.
- Bibliografia _ KINOSHITA, Makoto; HAYAMI, Ryozo; YAMAZAKI, Tatsuo (1979-06-01). „Wszystko w porządku” . Journal of the Ceramic Association, Japonia (po japońsku). 87 (1006): 284–290. doi : 10.2109/jcersj1950.87.1006_284 . ISSN 0009-0255 .
- Bibliografia _ Sonber, JK; Murthy, TSRCh.; Subramanian, C.; Fotedar, RK; Hubli, RC (2014). „Reaction iskrowe spiekanie plazmowe diborku niobu”. Międzynarodowy Dziennik Metali Ogniotrwałych i Materiałów Twardych . 43 : 259–262. doi : 10.1016/j.ijrmhm.2013.12.011 .