Boorikarbidi

Boorikarbidi
Tunnisteet
CAS-numero 12069-32-8
PubChem CID 123279
Ominaisuudet
Molekyylikaava B4C
Moolimassa 55,25
Ulkomuoto Musta, kiiltävä kiinteä aine[1]
Sulamispiste >2 450 °C[2][1][3]
Kiehumispiste 3 500 °C[2]
Tiheys 2,52 g/cm3[1]

Boorikarbidi (B4C) on epäorgaaninen boorin karbidi. Yhdiste on hyvin kovaa ja lämmönkestävää, minkä vuoksi sillä on käyttökohteita muun muassa työkalujen terissä.

Rakenne

Malli boorikarbidin alkeiskopista. Vihreät ikosaedrit koostuvat booriatomeista ja mustat pallot kuvaavat hiiliatomeja.

Boorikarbidi kuuluu niin kutsuttuihin välisijayhdisteisiin ja on niille tyypillisesti usein epästoikiometrinen. Kaupallisessa boorikarbidissa boorin ja hiilen suhde on melko tarkasti 4:1, mikä antaa empiirisen kaavan B4C, mutta usein yhdiste on hiilivajaa ja tunnetaan yhdisteitä, joiden koostumus vaihtelee välillä B4,3C–B10,4C.[3][2]

Boorikarbidin alkeiskoppi on romboedrinen. Rakenne muodostuu booriatomien muodostamista ikosaedreistä, joissa 12 booriatomia ovat sijoittuneet säännöllisen ikosaedrin kärkiin. Ikosaedrien ulkopuolella hiiliatomit muodostavat kolmen atomin ketjuja, jotka littävät boorista koostuvat ikosaedrit toisiinsa.[3][2][4]

Ominaisuudet

Boorikarbidissa atomit muodostavat jäykän rakenteen, minkä vuoksi se sulaa vasta hyvin korkeassa lämpötilassa ja on kovaa. Yhdiste on huono lämmönjohde ja sen lämpölaajenemiskerroin on pieni. Boorikarbidin korkean Youngin moduulin, noin 450 GPa, vuoksi se on kuitenkin melko altis materiaali lämpöshokille. Korkeissa lämpötiloissa boorikarbidi on p-tyypin puolijohde ja sen kielletty vyö on 0,8 eV.[3][2][5]

Boorikarbidi on kemiallisesti hyvin inertti, eikä se liukene veteen tai happo- tai emäsliuoksiin. Voimakkaiden emästen kanssa kuumennettaessa ja sulien emästen vaikutuksesta se kuitenkin hajoaa muodostaen boraatteja. Metallioksidien kanssa kuumennettaessa se muodostaa borideja. Ilman hapen vaikutuksesta yhdiste hapettuu yli 500 °C:n lämpötilassa ja kloori reagoi sen kanssa noin 600 °C:n lämpötilassa ja bromi noin 800 °C:n lämpötilassa.[3][2]

Valmistus

Tyypillisin tapa valmistaa boorikarbidia on booritrioksidin ja hiilen välinen reaktio.[4] Tämä reaktio on hyvin endoterminen ja sen suorittamiseen käytetään sähköisiä ahjoja, joissa lämpötila on välillä 1 400–2 500 °C.[3][2][5]

2 B2O3 + 7 C → B4C + 6 CO

Toinen tapa muodostaa yhdistettä on boorioksidin pelkistys magnesiumilla hiilen läsnä ollessa. Tällöin tarvittavat lämpötilat ovat alhaisempia, noin 1 400–1 800 °C. Reaktio suoritetaan usein vetyilmakehässä grafiittiputkiuunissa. Sivutuotteena muodostuva magnesiumoksidi poistetaan liuottamalla se hapon avulla.[3][2]

2 B2O3 + 6 Mg + C → B4C + 6 MgO

Muita tapoja yhdisteen valmistamiseen ovat valmistus suoraan hiilestä ja boorista, booritrikloridin pelkistys vedyllä hiilen läsnä ollessa ja CVD-menetelmällä booritrikloridista, metaanista ja vedystä.[2]

Käyttö

Boorikarbidi on hyvin kovaa ja siitä valmistettuja kuituja käytetään muun muassa luodinkestävien asusteiden valmistukseen ja ajoneuvojen suojaamiseen. Muita käyttökohteita ovat muun muassa polkupyörän rungot, hioma-aineena, työkaluissa, kuten kallioporissa, korroosiota ja korkeita lämpötiloja kestäviin sovelluksiin esimerkiksi avaruusaluksissa. Boorikarbidia käytetään myös muiden kovien materiaalien, kuten titaanidiboridin valmistuksessa ja lisäämään alumiinin ja alumiiniseosten kovuutta ja kestävyyttä.[1][3][2][4][5]

Boorin isotoopeista 10B absorboi tehokkaasti neutroneita. Tämän vuoksi kyseistä boorin isotooppia sisältävää boorikarbidia käytetään säteilysuojana. Muun muassa ydinreaktoreja voidaan ympäröidä sillä ja valmistaa siitä säätösauvoja. Tähän tarkoitukseen boorikarbidi on halvempaa kuin boori alkuaineena.[3][2]

Lähteet

  1. ↑ a b c d E. M. Karamäki: Epäorgaaniset kemikaalit, s. 542. Kustannusliike Tietoteos, 1983. ISBN 951-9035-61-3
  2. ↑ a b c d e f g h i j k Jochen Greim & Karl A. Schwetz: Boron Carbide, Boron Nitride, and Metal Borides, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2002 Teoksen verkkoversio Viitattu 06.11.2011
  3. ↑ a b c d e f g h i Robert H. Wentorf Jr.: Refractory Boron Compounds, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2001 Teoksen verkkoversio Viitattu 06.11.2011
  4. ↑ a b c Geoff Rayner-Canham & Tina Overton: Descriptive Inorganic Chemistry, s. 294. (5th Edition) W. H. Freeman and Company, 2006. ISBN 978-1-4292-2434-5 (englanniksi)
  5. ↑ a b c François Cardarelli: Materials handbook, s. 637. Springer, 2008. ISBN 978-1846286681 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 06.11.2011. (englanniksi)

Aiheesta muualla

Tämä kemiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.

Read other articles:

Pertempuran Plataia

Pertempuran PlataiaBagian dari Perang Yunani-PersiaUkiran pemandangan Platai dari Gunung KithaironTanggalAgustus 479 SMLokasiPlataia, YunaniHasil Kemenangan telak YunaniPerubahanwilayah Persia kehilangan Attika dan BoiotiaPihak terlibat negara kota Yunani Kekaisaran AkhemeniyahTokoh dan pemimpin Pausanias Mardonios †Kekuatan 110,000 (Herodotos)100,000 (Pompeius)~40,000(sejarawan modern) 300,000 (Herodotos)70,000–120,000 (sejarawan modern, termasuk sekutu Yunani)Korban 10,000+ (Ephoro...

 

Burattino

Gioppino, burattino bergamasco Il burattino è un tipo di pupazzo con il corpo di pezza e la testa di legno o altro materiale che compare in scena a mezzo busto, mosso dal basso, dalla mano del burattinaio, che lo infila come un guanto. Lo spettacolo dei burattini è generalmente rappresentato all'interno di un casotto di legno, detto castello. Il burattino va distinto dalla marionetta: tipo di pupazzo, in legno o altro materiale, che compare in scena a corpo intero ed è solitamente mosso da...

 

Komando Distrik Militer 0104

Komando Distrik Militer 0104/Aceh TimurNegara IndonesiaAliansiKorem 011/LWCabangTNI Angkatan DaratTipe unitKodimPeranSatuan TeritorialBagian dariKodam Iskandar MudaMakodimAceh TimurPelindungTentara Nasional IndonesiaBaret H I J A U TokohKomandanLetkol Inf. Tri PurwantoKepala Staf- Komando Distrik Militer (Kodim) 0104/Aceh Timur adalah komando pelaksana Komando Resor Militer 011/Lilawangsa, yang bersifat kewilayahan dan berkedudukan langsung di bawah Danrem 011/Lilawangsa.[1...

Yahudi Ashkenazi

Untuk kegunaan lain, lihat Ashkenazi. Yahudi Ashkenazi(יהודי אשכנז Y'hude Ashk'naz in Ibrani; Y'hudey Ashknoz in Ashkenazi) Moses Isserles • Vilna Gaon • Heinrich HeineSigmund Freud • Theodor Herzl • Gustav MahlerAlbert Einstein • Emmy Noether • Lise MeitnerFranz Kafka • Golda Meir • Mikhail BotvinnikSholem Aleichem • Leonard Bernstein • Anne FrankDaerah dengan populasi signifikan Amerika Serikat5–6 juta[1] Israel2.8–4 juta[1][2]Bahasa...

 

Kosmos 2485

Kosmos 2485Glonass-M satellite modelMission typeNavigationOperatorRussian Aerospace Defence ForcesCOSPAR ID2013-019A[1]SATCAT no.39155[1]WebsiteGLONASS status Spacecraft propertiesSpacecraftGLONASS No. 747Spacecraft typeUragan-MManufacturerReshetnev ISS[2]Launch mass1,414 kilograms (3,117 lb) [2]Dry mass250 kg[2]Dimensions1.3 metres (4 ft 3 in) diameter [2] Start of missionLaunch dateApril 26, 2013, 05:23 (2013-04-26UTC05:23Z...

 

趙家驤

追晉陸軍二級上將趙家驤將軍个人资料出生1910年 大清河南省衛輝府汲縣逝世1958年8月23日(1958歲—08—23)（47—48歲） † 中華民國福建省金門縣国籍 中華民國政党 中國國民黨获奖 青天白日勳章（追贈）军事背景效忠 中華民國服役 國民革命軍 中華民國陸軍服役时间1924年－1958年军衔 二級上將 （追晉）部队四十七師指挥東北剿匪總司令部參謀長陸軍�...

Reber Plan

San Francisco Bay damming project Proposed barriers in the San Francisco Bay The Reber Plan was a late 1940s plan to fill in parts of the San Francisco Bay. It was designed and advocated by John Reber—an actor and theatrical producer.[1] San Francisco Bay Project Under the plan, which was also known as the San Francisco Bay Project, the mouth of the Sacramento River (from Suisun Bay) would be channelized by dams and would feed two vast freshwater lakes within the bay, providing drin...

 

Đorđe Bogić

Saint Georgije BogićHoly hieromartyrBorn(1911-02-06)6 February 1911Pakrac, Kingdom of Croatia-Slavonia, Austria-HungaryDied17 June 1941(1941-06-17) (aged 30)Našice, Independent State of CroatiaVenerated inEastern Orthodox ChurchCanonized1998, Belgrade by Serbian Orthodox ChurchFeast17 June (O.S. 4 June)AttributesVested as a protopresbyter Đorđe Bogić (Serbian Cyrillic: Ђорђе Богић; 6 February 1911 – 17 June 1941) was a protopresbyter in the Serbian Orthodox Church a...

 

Helium flash

Brief thermal runaway nuclear fusion in the core of low mass stars Fusion of helium in the core of low mass stars. A helium flash is a very brief thermal runaway nuclear fusion of large quantities of helium into carbon through the triple-alpha process in the core of low mass stars (between 0.8 solar masses (M☉) and 2.0 M☉[1]) during their red giant phase. The Sun is predicted to experience a flash 1.2 billion years after it leaves the main sequence. A much rarer runaway ...

Laupheim

Questa voce sull'argomento centri abitati del Baden-Württemberg è solo un abbozzo. Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Laupheimcittà Laupheim – Veduta LocalizzazioneStato Germania Land Baden-Württemberg DistrettoTubinga CircondarioBiberach TerritorioCoordinate48°13′44″N 9°52′47″E / 48.228889°N 9.879722°E48.228889; 9.879722 (Laupheim)Coordinate: 48°13′44″N 9°52′47″E / 48.228889°N 9.879722...

 

Munisipalitas Frederikssund

Peta lokasi Munisipalitas Frederikssund Munisipalitas Frederikssund adalah munisipalitas (Denmark: kommune) di Region Hovedstaden di Denmark. Munisipalitas Frederikssund memiliki luas sebesar 260 km² dan memiliki populasi sebesar 44.102 jiwa. Referensi Municipal statistics: NetBorger Kommunefakta Diarsipkan 2007-08-12 di Wayback Machine., delivered from KMD aka Kommunedata (Municipal Data) Municipal merges and neighbors: Eniro new municipalities map Diarsipkan 2007-10-11 di Wayback Mach...

 

Новотитаровское сельское поселение

Сельское поселение России (МО 2-го уровня)Новотитаровское сельское поселение Флаг[d] Герб 45°14′09″ с. ш. 38°58′16″ в. д.HGЯO Страна  Россия Субъект РФ Краснодарский край Район Динской Включает 4 населённых пункта Адм. центр Новотитаровская Глава сельского пос�...

穆罕默德·达乌德汗

穆罕默德·达乌德汗سردار محمد داود خان‎ 阿富汗共和國第1任總統任期1973年7月17日—1978年4月28日前任穆罕默德·查希爾·沙阿（阿富汗國王）继任穆罕默德·塔拉基（阿富汗民主共和國革命委員會主席團主席） 阿富汗王國首相任期1953年9月7日—1963年3月10日君主穆罕默德·查希爾·沙阿 个人资料出生(1909-07-18)1909年7月18日 阿富汗王國喀布尔逝世1978年4月28日(...

 

Great Depression

Worldwide economic depression (1929–1939) This article is about the severe worldwide economic downturn in the 1930s. For other uses, see The Great Depression (disambiguation). Unemployed people lined up outside a soup kitchen in Chicago. The Great Depression (1929–1939) was a severe global economic downturn that affected many countries across the world. It became evident after a sharp decline in stock prices in the United States, leading to a period of economic depression.[1] The ...

 

Дэйл, Алан

В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Дейл. Алан Дэйлангл. Alan Dale Имя при рождении Алан Хью Дэйл Дата рождения 6 мая 1947(1947-05-06) (77 лет) Место рождения Данидин, Новая Зеландия Гражданство  Новая Зеландия Профессия актёр Карьера 1979 — наст. время. Направлен�...

List of films considered the worst

For the 2011 American action comedy, see The Worst Movie Ever! This is a dynamic list and may never be able to satisfy particular standards for completeness. You can help by adding missing items with reliable sources. Reefer Madness (1936), one of the earliest films to garner particularly negative contemporary reviews[1] The films listed below have been cited by a variety of notable critics in varying media sources as being among the worst films ever made. Examples of such sources in...

 

Samsung Galaxy Tab 4 8.0

Android tablet by Samsung Samsung Galaxy Tab 4 8.0Samsung Galaxy Tab 4 8.0 in WhiteAlso known asSM-T330NU (WiFi) SM-T331NU (3G & WiFi) SM-T337V (3G, 4G/LTE & WiFi)ManufacturerSamsung ElectronicsProduct familyGalaxy TabTypeTablet, media player, PCRelease date1 May 2014Operating systemAndroid 4.4.2 KitKat Upgradeable to Android 5.1.1 LollipopSystem on a chipQualcomm Snapdragon 400CPU1.2 GHz quad core Qualcomm Snapdragon 400 SoC processor[1]Memory1.5 GBStorage16/32 GB flash ...

 

Megathrust earthquake

Type of earthquake at convergent plate boundaries Part of a series onEarthquakes Types Mainshock Foreshock Aftershock Blind thrust Doublet Interplate Intraplate Megathrust Remotely triggered Slow Submarine Supershear Tsunami Earthquake swarm Causes Fault movement Volcanism Induced seismicity Characteristics Epicenter Epicentral distance Hypocenter Shadow zone Seismic waves P wave S wave Measurement Seismometer Seismic magnitude scales Seismic intensity scales Prediction Coordinating Committee...

反ICERD大集會

反ICERD大集會馬來語：Perhimpunan Bantah ICERD英語：Anti-ICERD rally反ICERD大集会脸书标志日期2018年12月8日地點 吉隆坡獨立廣場目標起初為反對馬來西亞政府簽署《消除一切形式種族歧視國際公約》，而政府承諾不簽署該公約後，改為感謝政府不簽署公約的“感恩大會”（Thanksgiving Rally）方法和平集会結果和平结束衝突方 捍衛穆斯林社群運動（UMMAH）等多個馬來穆斯林民間社會�...

 

Baybars

Sultan of Egypt and Syria from 1260 to 1277 For other uses, see Baybars (disambiguation). BaybarsSultan Misr wa-Suria Al-Malik al-Zahir Rukn al-DinA probable near-contemporary depiction of Sultan Baybars:[1] enthroned ruler and attendants in the Baptistère de Saint Louis (1320–1340).[1]Sultan of EgyptReign24 October 1260 – 1 July 1277Coronation1260 at SalihiyahPredecessorSaif ad-Din QutuzSuccessorAl-Said BarakahBorn19 July 1223 or 1228Dasht-i Kipchak[2][3]...