碳化硼12069-32-8

基本信息

• 化学式：\(B_4C\)

• 英文名：boron carbide

• 分子量：55.25

• CAS 登录号：12069-32-8

理化性质

• 外观：通常为黑色或深灰色粉末，晶体呈透明深绿色。

• 硬度：摩氏硬度约为 9.5，是已知最硬的材料之一，仅次于金刚石和立方氮化硼。

• 密度：2.52g/cm³。

• 熔点：2450℃。

• 沸点：3500℃。

• 化学稳定性：具有较高的化学稳定性，抗氧化能力强，在常温下不与酸、碱等大多数化学试剂发生反应，但在高温下能与一些金属和氧化剂发生反应。

• 导电性：具有一定的导电性，其电导率随温度升高而增加。

制备方法

• 碳热还原法：以氧化硼（\(B_2O_3\)）和碳为原料，在高温电炉中进行反应。反应温度通常在 1400 - 2300℃之间，化学反应方程式为\(2B_2O_3 + 7C = B_4C + 6CO\)。这种方法是工业上生产碳化硼的主要方法，原料来源广泛，成本相对较低，但产品纯度和粒度控制有一定难度。

• 自蔓延高温合成法：利用硼和碳的混合物在点燃后发生的剧烈放热反应，使反应自行维持并快速合成碳化硼。该方法反应速度快、生产效率高，能制备出纯度较高的碳化硼，但对原料的纯度和混合均匀性要求较高。

• 化学气相沉积法：以硼的卤化物（如\(BCl_3\)）和碳的氢化物（如\(CH_4\)）为原料，在高温和一定的气氛条件下，通过气相化学反应在基体表面沉积生成碳化硼薄膜或粉末。这种方法可精确控制产物的成分和形貌，制备出的碳化硼纯度高、粒度细，但设备复杂，成本较高。