Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Шветц и др. [951] описали мы Y~в-
гектаборид иттрия (состав подобных фаз лежит в области МеВ8о_юо), имеющий кубическую ячейку с периодом а=23,446 А (пространственная группа FmZc).
Бориды иттрия получались взаимодействием иттрия и бора, восстановлением окислов металла и бора углем, вакуумно-термическим борокарбидным восстановлением, боротермическим восстановлением Y2O3, электролизом расплавленной смеси Y2O3, B2O3 с добавкой окислов лития и магния или их фторидов [78, 159, 212, 240, 259, 320, 428].
Свойства соединений системы Y—В приведены в табл. 57. По данным работы [321], электросопротивление YB12 при повышении температуры с 2Q0 до 95O0C возрастает от 30' до 90 мком-см. Более низкие значения электросопротивления по сравнению с сообщавшимися ранее (см. табл. 56) объясняются отсутствием экстраполяции на нулевую пористость в прежних работах. Коэффициент термо-э, д. с. в интервале температур 0—-80"00C изменяется в пределах от —4 до —11 мкв/град [321].
Меерсон и др. [259] изучили термоэлектронную эмиссию YB4, YB6 и YB12. Наибольшее значение плотности тока эмиссии установлено у тетраборида (/=0,284 а/см2 при 189O0K). С YBe и YBi2 на танталовой подложке можно снимать токи 9,68-10-4-2,01-10-5 а/см2 при максимальной рабочей температуре І790 и 17300K соответственно. Исследованные бориды по
165
своим эмиссионным свойствам значительно уступают гекса-бориду лантана.
Данные работы [214] подтверждают предположение [213] о том, что в ряду соединений системы РЗМ — бор термоэмиссия будет тем больше, а работа выхода тем меньше, чем больше отношение Ме/В. В ряду YB4-VYB6-VYB12 эффективная работа выхода в зависимости от температуры испытаний изменяется соответственно как 3,55—3,63-^4,2—4,3->-4,6 эв [259]. Значения (р, полученные для YB6 Г. А. Меерсоном и др. [259], резко расходятся с данными работы [428] (2,22 эв), что связано, по-видимому, с изменением фазового состава образцов, вызванным высокотемпературной обработкой катодов [428].
Коэффициент термического расширения в интервале 78—3000K для YB12 составляет 2-10-« град'1 при 300°К — 3,6-Ю-6, а в интервале 300—13000K— 5,2-10-« град'1 [320]. В работе [82] приводится температурная зависимость истинного коэффициента термического расширения а и его вкладов uo и ai для фазы YB6 (табл. 58).
В работе [258] приводится предел прочности YB6 при изгибе, равный 380—400 кГ/см2 (при пористости около 30%), что существенно выше значений, полученных в исследовании [259] (cm1 Табл. 57),
Микротвердость гектаборида равна 2620 + 50 кГ/мм2 [951].
В. В. Одинцовым и др. [306] показано расположение энергетических полос и их заселение электронами в некоторых кубических додекаборидах металлов. Полученный энергетический спектр позволяет объяснить металлические свойства YB)2, определяющиеся частичным заполнением уровня (2t2g)2.
Исследование температурной зависимости магнитной восприимчивости % в интервале 70—57O0K показало, что YB2 — типичный диамагнетик; значение % не превышает 10-7гс-» см3 [214].
Таблица 57
Температурная зависимость коэффициента термического расширения а и его вкладов <х0 и 0?* для YB6 [82]
г, °к сс, 10~в град-1 а0/а, % ее,/at, % Т, 0K а. 10"~в град"1 ав/а, % сц/аг, %
273 5,82 100 0 523 6,99 , 83,15 16,85
293 5,91 98,40 1,60 573 7,22 80,43 19,57
323 6,05 96,09 3,91 673 7,69 75,51 24,49
373 6,29 92,49 7,51 773 8,15 71,15 28,85
423 6,52 89,15 10,85 873 8,62 67,27 32,73
473 6,76 86,04 13,96 973 9,08 63,79 36,21
• CC0 и а, —коэффициенты в уравнении os=«,)+«,*+«!*'+..., рассчитанные в работе [82].
166
UOO
zw
woo
1100
г~^7
ности, высказывалось мнение ^ [428], что из УВб могут быть изготовлены более эффектив-ные катоды, чем из гексабори-да лантана, со снижением ра- о бочих температур на 100— 150° С. Однако бориды иттрия по своим эмиссионным свойствам уступают LaB6,
IZkSi 10 ' гов,насс.%
Из фаз YB4, YB6 и YBi2 наиболее устойчивыми к воздействию кислот и щелочей являются YB6 и YBi2 [259, 626]. Низший борид иттрия YB2 отличается малой химической стойкостью и уже на холоду энергично растворяется в разбавленной HCl (1 : 10) [259]. Установлено, что до 10% В, содержащегося в бориде, образует бороводороды, остальная часть — субокисел B2O2, который, растворяясь в воде, переходит в субборную кислоту B2O2-ArH2O. Это соединение легко окисляется на воз- ^y-духе, но в инертной среде ус- ' тойчиво. Тетра- и гексабориды практически не растворяются в сильно разбавленной соляной кислоте. Гексаборид, по данным этой же работы, растворяется только при нагревании с азотной кислотой. Различное поведение боридов по отношению к кислотам позволяет отделить их друг от друга.
Обсуждается возможность применения боридов иттрия в электронной технике, в част-
I I •• г I I ¦¦] 1II IiI «3 C3 -J
> / і '500 \
і / I f \
Ц00±і 5
La 20
40
SO SO 6,am.%
Рис. 38. Диаграмма состояния системы La—В.
Бориды лантана. В работе !319] построена диаграмма состояния системы La—В (рис. 38), подтвердившая существование двух соединений: конгруэнтно плавящегося гексаборида с областью гомогенности в сторону бора (до 88 ат.%) и LaB4, образующегося по перитектической реакции
