borek krzemu

Borki krzemu (znane również jako krzemki boru) to lekkie związki ceramiczne utworzone między krzemem a borem . Opisano kilka stechiometrycznych związków borku krzemu, SiBn _{: triborek krzemu, SiB3} , tetraborek krzemu, SiB4 _, heksaborek krzemu, SiB6 _, jak również SiBn ₍ n = 14, 15, 40 itd.). n = 3 i n = 6 faz zostało po raz pierwszy wyprodukowanych razem jako mieszanina przez Henri Moissana i Alfreda Stocka w 1900 roku przez krótkie ogrzewanie krzemu i boru w glinianym naczyniu. Po raz pierwszy tetraborek został zsyntetyzowany bezpośrednio z pierwiastków w 1960 roku przez trzy niezależne grupy: Carl Cline i Donald Sands; Ervina Coltona; oraz Cyrill Brosset i Bengt Magnusson. Zaproponowano, że triborek jest bogatą w krzem wersją tetraborku. W związku z tym stechiometrię każdego ze związków można wyrazić jako SiB4 _{- x ,} gdzie x = 0 lub 1. Wszystkie borki krzemu są czarnymi, krystalicznymi materiałami o podobnej gęstości: odpowiednio 2,52 i 2,47 g cm ^-3 dla związków n = 3(4) i 6. W skali Mohsa twardości mineralnej SiB _{4 - x} i SiB ₆ są pośrednie między diamentem (10) a rubinem (9). Borki krzemu można wyhodować z krzemu nasyconego borem w stanie stałym lub ciekłym.

SiB ₆ zawiera wzajemnie połączone dwudziestościany (wielościany o 20 ścianach), dwudziestościany (wielościany o 26 ścianach), a także izolowane atomy krzemu i boru. Ze względu na niedopasowanie wielkości między atomami krzemu i boru, krzem może zastąpić bor w dwudziestościanach B12 _aż do granicznej stechiometrii odpowiadającej SiB _2,89 . Struktura tetraborku SiB ₄ jest izomorficzna do struktury węglika boru (B ₄ C), B ₆ P i B ₆ O. Jest metastabilny w stosunku do heksaborku. Niemniej jednak można go przygotować ze względu na względną łatwość zarodkowania i wzrostu kryształów.

Zarówno SiB _{4- x,} jak i SiB ₆ utleniają się powierzchownie po podgrzaniu w powietrzu lub tlenie, a każdy z nich jest atakowany przez wrzący kwas siarkowy oraz fluor , chlor i brom w wysokich temperaturach. Borki krzemu przewodzą prąd elektryczny. Heksaborek ma niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i duży przekrój jądrowy dla neutronów termicznych.

Tetraborek został użyty w czarnej powłoce niektórych płytek osłony termicznej promu kosmicznego.