Борид хрома (CrB2)

Идентификация

Борид хрома (CrB2), также называемый диборид хрома или диборид монохрома, — бинарное неорганическое соединение хрома и бора из группы боридов переходных металлов. CAS-номер 12007-16-8, родственные регистрационные номера 1615228-07-3 и 1821115-27-8. Химическая формула B2Cr, номер ЕС 234-499-3, идентификатор DSSTox DTXSID3093991.

Основные атрибуты

• CAS №: 12007-16-8
• Химическая формула: B2Cr
• Молекулярный вес: 73,62
• Точная масса: 77,99040
• Номер ЕС: 234-499-3
• Идентификатор DSSTox: DTXSID3093991

Физико-химические характеристики

• Внешний вид: серый порошок
• Плотность: 5,15 г/см3
• Температура плавления: 1550 °C
• Растворимость в воде: нерастворим
• Условия хранения: -20 °C

Класс вещества и структура

Диборид хрома относится к тугоплавким боридам переходных металлов с гексагональной кристаллической решёткой типа AlB2: плоские сетки атомов бора чередуются со слоями атомов хрома. Такое строение придаёт материалу высокую твёрдость, металлическую электропроводность и стойкость к окислению при нагреве. В промышленности CrB2 — наиболее часто выпускаемая и наиболее стабильная из фаз системы хром-бор наряду с CrB и Cr2B, что делает его основным товарным боридом хрома. Получают материал преимущественно борокарботермическим или карботермическим восстановлением оксида хрома в присутствии бора или карбида бора с последующим измельчением в порошок и, при необходимости, консолидацией методами спекания или искро-плазменного спекания в плотные заготовки.

Твёрдость и механические свойства

По шкале Роквелла твёрдость CrB2 оценивается в диапазоне 77-88 HRA. Для композитов диборида хрома с карбидом хрома Cr3C2 в количестве 10 и 15 масс. % измеренная твёрдость по Виккерсу при комнатной температуре составляет около 14 и 15 ГПа соответственно, что характеризует сам диборид хрома как один из наиболее твёрдых боридов переходных металлов, пригодных для износостойких применений.

Область применения

Порошок CrB2 используют как компонент износостойких и жаростойких покрытий, наносимых напылением или наплавкой на металлические и керамические поверхности. Материал востребован при изготовлении режущего инструмента — свёрл, фрез, сменных пластин, — где важно долго сохранять остроту кромки при обработке металлов. Из него делают огнеупорные детали печей: тигли и защитные трубки термопар, работающие при высоких температурах и подверженные термоударам вплоть до 1316 °C. Электропроводность позволяет применять диборид хрома в электрических контактах для снижения переходного сопротивления, а также как покрытие электростатических патронов в полупроводниковом производстве. В аэрокосмической и оборонной технике соединение входит в состав износостойких покрытий, элементов бронезащиты и деталей, работающих в условиях экстремального нагрева и механических нагрузок.

Хранение и обращение

Хранить герметично при температуре около -20 °C, в сухом помещении, изолированно от влаги и кислот. При фасовке и дозировке порошка избегать пыления, применять средства защиты органов дыхания и глаз. По классификации wgk Германия соединение отнесено к классу опасности для водных объектов 3, поэтому смывы и отходы порошка запрещено сбрасывать в канализацию и открытые водоёмы.