بوريد السيليكون

بوريدات السيليكون (المعروفة أيضًا باسم سيليسيدات البورون) هي مركبات خزفية خفيفة الوزن تتكون من السيليكون والبورون . وقد تم الإبلاغ عن العديد من مركبات بوريد السيليكون المتكافئة، SiBₙ _{، مثل: ثلاثي بوريد السيليكون ( SiB₃} )، ورباعي بوريد السيليكون (SiB₄ ₎ ، وسداسي بوريد السيليكون (SiB₆ ₎ ، بالإضافة إلى SiBₙ ₍ حيث n = 14، 15، 40، إلخ). وقد أُبلغ عن إنتاج الطورين n = 3 و n = 6 معًا كمزيج لأول مرة من قبل هنري مويسان وألفريد ستوك عام 1900 عن طريق تسخين السيليكون والبورون لفترة وجيزة في وعاء طيني. أما رباعي البوريد، فقد أُبلغ عنه لأول مرة كتركيب مباشر من العناصر عام 1960 من قبل ثلاث مجموعات بحثية مستقلة: كارل كلاين ودونالد ساندز، وإرفين كولتون، وسيريل بروسيت وبنغت ماغنوسون. اقترح أن ثلاثي البوريد هو نسخة غنية بالسيليكون من رباعي البوريد. لذا، يمكن التعبير عن التركيب الكيميائي لأي من المركبين بالصيغة SiB₄₋ₓ _حيث x ₌ 0 أو 1. جميع بوريدات السيليكون مواد سوداء بلورية ذات كثافة متقاربة: 2.52 و2.47 غ/سم³ ^على التوالي، للمركبات n = 3 (4) و6. على مقياس موس لصلابة المعادن ، يقع كل من SiB₄₋ₓ _و SiB₆ _في مرتبة _متوسطة بين الماس (10) والياقوت (9). ^{[ 1 ]} يمكن تنمية بوريدات السيليكون من السيليكون المشبع بالبورون في الحالة الصلبة أو السائلة.

_{يحتوي التركيب البلوري لـ} SiB₆ على أشكال عشرينية الوجوه مترابطة (متعددات الوجوه ذات 20 وجهًا)، وأشكال عشرينية سداسية الوجوه (متعددات الوجوه ذات 26 وجهًا)، بالإضافة إلى ذرات سيليكون وبورون منفردة. ونظرًا لاختلاف أحجام ذرات السيليكون والبورون، يمكن استبدال السيليكون بالبورون في الأشكال _{العشرين} الوجوه B₁₂ حتى نسبة قياسية محددة تُقابل SiB₂.₈₉ _. [ ^{2 ] يتشابه} تركيب رباعي البوريد SiB₄ _{مع تركيب} كربيد البورون (B₄C ₎ و _B₆P وB₆O _. وهو شبه مستقر بالنسبة لسداسي البوريد. ومع ذلك، يمكن تحضيره نظرًا لسهولة تكوين النواة البلورية ونموها نسبيًا. ^{[ 3 ]}

يتأكسد كل من SiB₄₋ₓ و _SiB₆ سطحيًا _{عند تسخينهما في الهواء أو الأكسجين ،} ويتعرضان للهجوم من حمض الكبريتيك المغلي ومن الفلور والكلور والبروم عند درجات حرارة عالية. تتميز بوريدات السيليكون بموصلية كهربائية. يتميز سداسي البوريد بمعامل تمدد حراري منخفض ومقطع عرضي نووي كبير للنيوترونات الحرارية .

استُخدم رباعي بوريد السيليكون في تصنيع الطلاءات السوداء المطبقة على بلاطات العزل السطحي القابلة لإعادة الاستخدام ذات درجة الحرارة العالية والتي شكلت الجانب السفلي من نظام الحماية الحرارية لمكوك الفضاء . ^{[ 4 ]}