Diborid rhenia - Rhenium diboride
 | |
| Jména | |
|---|---|
| Název IUPAC Diborid rhenia | |
| Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
| Číslo ES |
|
PubChem CID | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| ReB2 | |
| Molární hmotnost | 207,83 g / mol |
| Vzhled | Černý prášek |
| Hustota | 12,7 g / cm3 |
| Bod tání | 2400 ° C (4350 ° F; 2670 K)[1] |
| žádný | |
| Struktura | |
| Šestihranný, Vesmírná skupina P63/ mmc. | |
| Nebezpečí | |
| Piktogramy GHS |  [2] |
| Signální slovo GHS | Varování[2] |
| H315, H319, H335[2] | |
| P261, P280, P305 + 351 + 338, P304 + 340, P405, P501[2] | |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 ověřit (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
Diborid rhenia (ReB2) je syntetický supertvrdý materiál. Poprvé byl syntetizován v roce 1962[3] a znovu se objevily nedávno kvůli naději na dosažení vysoké tvrdosti srovnatelné s tvrdostí diamant.[4] Uváděná ultravysoká tvrdost byla zpochybněna,[5] i když je to otázka definice, protože v počáteční zkoušce byl ribiumdiborid schopen poškrábat diamant.[4]
Způsob výroby tohoto materiálu nevyžaduje vysoké tlaky jako u jiných tvrdých syntetických materiálů, jako je např kubický nitrid boru, což činí výrobu levnou. Samotné rhenium je však drahý kov.
Sloučenina je vytvořena ze směsi rhenium, známý svou odolností proti vysokému tlaku, a bór, který tvoří krátký, silný kovalentní vazby s rheniem.
Syntéza
ReB2 lze syntetizovat nejméně třemi různými metodami při standardním atmosférickém tlaku: v pevné fázi metateze, tající v elektrický oblouk a přímý ohřev prvků.[4]
V reakci metateze chlorid rhenitý a diborid hořečnatý se mísí a zahřívají v inertní atmosféře a chlorid hořečnatý vedlejší produkt je odplaven. Přebytek boru je nutný, aby se zabránilo tvorbě dalších fází, jako je Re7B3 a Re3B.
Při metodě tavení elektrickým obloukem se mísí prášek rhenia a boru a směsí prochází velký elektrický proud, také v inertní atmosféře.
U metody přímé reakce je směs rhenia a boru uzavřena ve vakuu a udržována při vysoké teplotě po delší dobu (1000 ° C po dobu pěti dnů).
Alespoň poslední dvě metody jsou schopné produkovat čistý ReB2 bez jakýchkoli dalších fází, jak potvrzuje Rentgenová krystalografie.
Vlastnosti
Tvrdost ReB2 vykazuje značné anizotropie kvůli své šestihranné vrstvené struktuře (viz model struktury), která je největší podél C osa. Na rozdíl od zkouška tvrdosti proti poškrábání, své tvrdost odsazení (HPROTI ~ 22 GPa)[5] je mnohem nižší než u diamantů a je srovnatelná s hodnotou u karbid wolframu, karbid křemíku, titan diborid nebo zirkonium diborid.[5]
ReB2 pomalu reaguje s vodou a převádí se na hydroxid.[Citace je zapotřebí ]
K vysoké tvrdosti ReB přispívají dva faktory2: vysoká hustota valenční elektrony a spousta krátkých kovalentní vazby.[4][6] Rhenium má jednu z nejvyšších valenčních hustot elektronů ze všech přechodných kovů (476 elektronů / nm)3, ve srovnání s 572 elektrony / nm3 pro osmium a 705 elektronů / nm3 pro diamant[7]). Přidání boru vyžaduje pouze 5% expanzi mřížky rhenia, protože malé atomy boru vyplňují stávající prostory mezi atomy rhenia. Kromě toho elektronegativity rhenia a boru jsou dostatečně blízko (1,9 a 2,04 na Paulingova stupnice ), že tvoří kovalentní vazby, ve kterých jsou elektrony sdíleny téměř stejně.
Viz také
Reference
- ^ Gaidar ', L. M .; Zhilkin, V. Z. (1968). "Dopředný sklouznutí při válcování pásu z kovových prášků". Sovětská prášková metalurgie a kovová keramika. 7 (4): 258. doi:10.1007 / BF00775787.
- ^ A b C d „Rhenium Diboride“. Americké prvky. Citováno 2018-08-02.
- ^ La Placa, S. J .; Post, B. (1962). "Krystalová struktura diboridu rhenia". Acta Crystallographica. 15 (2): 97. doi:10.1107 / S0365110X62000298.
- ^ A b C d Chung, Hsiu-Ying; et al. (20. dubna 2007). „Syntéza ultra-nestlačitelného superharddiboridu rhenia při okolním tlaku“. Věda. 316 (5823): 436–9. Bibcode:2007Sci ... 316..436C. doi:10.1126 / science.1139322. PMID 17446399.
- ^ A b C Qin, Jiaqian; On, Duanwei; Wang, Jianghua; Fang, Leiming; Lei, Li; Li, Yongjun; Hu, Juan; Kou, Zili; Bi, Yan (2008). „Je Rhenium Diboride Superhard Material?“. Pokročilé materiály. 20 (24): 4780. doi:10.1002 / adma.200801471.
- ^ W. Zhou; H. Wu a T. Yildirim (2007). „Elektronické, dynamické a tepelné vlastnosti ultra-nestlačitelného supertvrdého diboridu rhenia: Kombinovaná studie prvních principů a rozptylu neutronů“. Phys. Rev. B. 76 (18): 184113–184119. arXiv:0708.3694. Bibcode:2007PhRvB..76r4113Z. doi:10.1103 / PhysRevB.76.184113.
- ^ Cumberland, Robert W .; et al. (27. dubna 2005). „Osmium Diboride, Ultra-nestlačitelný, tvrdý materiál“. Journal of the American Chemical Society. 127 (20): 7264–5. doi:10.1021 / ja043806y. PMID 15898746.