Бори'ды , соединения бора с металлами. Б. обладают физическими свойствами, характерными для веществ как металлического типа (возрастание коэффициента электрического сопротивления с повышением температуры, высокие значения электропроводности и теплопроводности, металлический блеск), так и неметаллического (с полупроводниковыми свойствами). Б. переходных металлов — промежуточный класс между интерметаллическими соединениями (типа бериллидов ) и т. н. фазами внедрения. Характерная кристаллохимическая черта Б. — наличие в их структурах обособленных конфигураций из атомов бора. Химическая стойкость Б. определяется в основном силами связи бор — бор в решётках Б. и увеличивается с повышением содержания в них бора. Наибольшая химическая стойкость (по скорости гидролитического разложения) наблюдается у гексаборидов и додекаборидов. Большинство Б. устойчиво к кислотам, например на ТаВ2 не действует даже кипящая царская водка.

  Наибольшее распространение в технике получили дибориды — MeB2 . Самым важным показателем для этих материалов является изменение их основных свойств от температуры (рис. ). В табл. 1 приведены важнейшие физические свойства некоторых Б. тугоплавких металлов. Большую группу образуют Б. редкоземельных металлов — лантанидов и близких к ним по свойствам скандия и иттрия. Из этой группы Б. наибольший интерес представляют гексабориды — MeB6 (табл. 2). Структура гексаборидов имеет двойственный характер — кристаллическую решётку гексаборидов можно рассматривать как простую кубическую решётку атомов металла, центрированную октаэдром из атомов бора, или как кубическую решётку комплексов атомов бора, в центре которой свободно располагаются атомы металла. Б. имеют ничтожную пластичность и весьма высокую твёрдость (микротвёрдость 20—30 Гн/м 2 ). Предел прочности на разрыв TiB2 при пористости 2—3% составляет 380 Мн/м 2 , при пористости 7—9% — 140 Мн/м 2 (1 Гн/м 2 = 100 кгс/мм 2 , 1 Мн/м 2 = 0,1 кгс/мм 2 ). Высокая жаропрочность этого диборида характеризуется сравнительно малой скоростью ползучести (при напряжении 90 Мн/м 2 скорость ползучести при температурах 1920, 2080 и 2270°С составляет 1, 5, 9,2 и 57 мкм/мин соответственно). Модуль упругости, полученный на беспористых образцах путём измерения скорости продольных ультразвуковых колебаний для NbB2 650, TaB2 700, Mo2 B5 685 и W2 B5 790 Гн/м 2 .

  Табл. 1. — Физические свойства боридов тугоплавких металлов

Диборид Плотность, г/см 3 Температура плавления, °C Молярная теплоёмкость при 20°C, кдж/кмоль • К [ кал/ ( моль • С°)] Теплопроводность при 20°С, вт/м • К [кал/ ( см • сек • °С )] Удельное электрическое сопротивление при 20°C, мком • м Температурный коэффициент линейного расширения, 10 6 a • °C -1
Ti В 2 4,52 2980 54,5 [13,02] 24,3 [0,058] 0,20 9,5 (20-2000°C)
Zr В 2 6,09 3040 50,2 [12,0] 24,3 [0,058] 0,388 5,0 (20—2000°C)
HfB 2 11,2 3250 0,33 [0,08] 0,12 5,1(20—1000°C)
VB 2 5,10 2400 0,19 7,5(20—1000°C)
Nb В 2 7,0 3000 16,7 [0,040] 0,32 7,9—8,3(20—1100°C)
Та В 2 12,62 3100 30,4 [7,25] 106 [0,254] 0,37 5,6(20—1000°C)
Сг Вг 2 5,6 2200 51,2 [12,24] 22,2 [0,053] 0,57 11,1(20-1100°C)
Мо 2 В 5 7,48 2200 128,7 [30,75] 26,8 [0,064] 0,18
W 2 B 5 13,10 2370 31,8 [0,076] 0,43

  Табл. 2. — Физические свойства гексаборидов редкоземельных металлов

Гекса- борид Плот- ность, г/см 3 Темпе- ратура плав- ления, °C Температурный коэффициент линейного расширения, 10 6 a• °C -1      Удельное электри- ческое сопро- тивление при 20°C, мком•м Температур- ный коэффи- циент электри- ческого сопро- тивления  a r •10 3 • °C -1      Коэф- фици- ент Холла R• 10 4 см 3 /к Термо-ЭДС, мкв• °C -1 Рабо- та выхо- да, эв
La B 6 4,73 2200 6,4 0,174 2,68 -5,0 4,6 2,68
Се B 6 4,81 2190 7,3 0,605 1,0 -4,2 1,1 2,93
NdB 6 4,94 2540 7,3 0,28 1,93 -4,4 8,7 3,97
Sm B 6 5,08 2580 6,8 3,88 4,2 1,54 3,4 4,4
Eu B 6 4,95 2600 6,9 0,85 -0,90 -50,2 -17,7 4,9
GdB 6 5,27 2510 8,7 0,515 1,40 -4,39 0,1 2,05
YbB 6 5,57 2370 5,8 0,365 2,34 -83,6 -25,5 3,13
YB 6 3.76 2300 6,2 0,404 1,24 -4,6 4,6 2,22

Б. получают несколькими методами, важнейшими из которых являются: 1) восстановление окислов металлов смесью карбида бора с сажей по реакции: MeO + B4 C + С ® МеВ + CO; 2) восстановление смесей окислов металлов с борным ангидридом сажей по реакции: MeO+B2 O3 + С ® MeB + CO; 3) магнийтермическим методом по реакции: MeOx + n BO1,5 + (1,5n +х ) Mg ® MeBn + (1,5n + x )·MgO.

  Из порошков Б. получают плотные изделия путём прессования с последующим спеканием, либо горячим прессованием. Б. широко применяются в технике. Благодаря эмиссионным свойствам они используются в радиоэлектронике, например из гексаборида лантана изготовляют катоды мощных генераторных устройств и приборов. Из-за высокого сечения захвата нейтронов Б. используются в ядерной технике в качестве материалов для регулирования и для защиты от ядерных излучений. Высокие твёрдость, износостойкость и шлифующая способность позволяют применять их в машиностроении и приборостроении. Способность некоторых Б. сохранять свои свойства в среде расплавленных металлов позволила, например, использовать Б. циркония в металлургии для изготовления наконечников термопар, что обеспечило возможность автоматического контроля температур стали в мартеновских печах. Перспективно применение Б. в виде высокопрочных и высокомодульных непрерывных волокон и нитевидных кристаллов для армирования композиционных материалов.

  Лит.: Тугоплавкие материалы в машиностроении. Справочник, под ред. А. Т. Туманова и К. И. Портного, М., 1967; Самсонов Г. В., Тугоплавкие соединения. Справочник по свойствам и применению, М., 1963.

  К. И. Портной.

Зависимость коэффициента линейного расширения диборидов от температуры.

Зависимость теплопроводности расширения диборидов от температуры.

Зависимость теплоёмкости диборидов от температуры.