Borid křemičitý - Silicon boride

Boridy křemíku (také známé jako křemičitany boru) jsou lehké keramické sloučeniny tvořené mezi křemíkem a bórem . Bylo popsáno několik stechiometrických sloučenin boridu křemičitého, SiB n : triborid křemičitý, SiB 3 , tetraboritan křemičitý, SiB 4 , hexaborid křemičitý, SiB 6 , stejně jako SiB n ( n = 14, 15, 40 atd.). Fáze n = 3 a n = 6 byly poprvé společně vyráběny jako směs společně Henri Moissanem a Alfredem Stockem v roce 1900 krátkým zahříváním křemíku a boru v hliněné nádobě. Jako první byl tetraborid syntetizován přímo z prvků v roce 1960 třemi nezávislými skupinami: Carl Cline a Donald Sands; Ervin Colton; a Cyrill Brosset a Bengt Magnusson. Bylo navrženo, že triborid je verze tetraboridu bohatá na křemík. Stechiometrii kterékoli ze sloučenin lze tedy vyjádřit jako SiB 4 - x, kde x = 0 nebo 1. Všechny boridy křemíku jsou černé krystalické materiály podobné hustoty: 2,52 respektive 2,47 g cm −3 pro n = 3 (4) a 6 sloučenin. Na Mohsově stupnici minerální tvrdosti jsou SiB 4 - x a SiB 6 mezi diamantem (10) a rubínem (9). Boridy křemíku mohou být pěstovány z křemíku nasyceného bórem buď v pevném nebo kapalném stavu.

Krystalová struktura SiB 6 obsahuje propojené icosahedry (mnohostěn s 20 tvářemi), icosihexahedra (mnohostěn s 26 tvářemi) a také izolované atomy křemíku a boru. Kvůli nesouladu velikostí mezi atomy křemíku a boru lze křemík nahradit borem v icosahedře B 12 až do mezní stechiometrie odpovídající SiB 2,89 . Struktura tetraboridu SiB 4 je izomorfní se strukturou karbidu boru (B 4 C), B 6 P a B 6 O. Je metastabilní vzhledem k hexaboridu. Přesto jej lze připravit vzhledem k relativní snadnosti nukleace a růstu krystalů.

SiB 4 - x i SiB 6 se povrchově oxidují při zahřívání na vzduchu nebo kyslíku a každý je při vysokých teplotách napaden vroucí kyselinou sírovou a fluórem , chlorem a bromem . Boridy křemíku jsou elektricky vodivé. Hexaborid má nízký koeficient tepelné roztažnosti a vysoký jaderný průřez pro tepelné neutrony.

Tetraborid byl použit v černém povlaku některých dlaždic tepelného štítu raketoplánu.

Reference