К вопросу о твердости оксида бора (III)
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2008
|
| Назва видання: | Сверхтвердые материалы |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/20680 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | К вопросу о твердости оксида бора (III) / В.А. Муханов, А.А. Куракевич, В.Л. Соложенко // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 1. — С. 94-96. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-20680 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-206802019-10-25T15:29:40Z К вопросу о твердости оксида бора (III) Муханов, В.А. Куракевич, А.А. Соложенко, В.Л. Письма в редакцию 2008 Article К вопросу о твердости оксида бора (III) / В.А. Муханов, А.А. Куракевич, В.Л. Соложенко // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 1. — С. 94-96. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0203-3119 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/20680 621.921.34; 666.233.004.14 ru Сверхтвердые материалы Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Письма в редакцию Письма в редакцию |
| spellingShingle |
Письма в редакцию Письма в редакцию Муханов, В.А. Куракевич, А.А. Соложенко, В.Л. К вопросу о твердости оксида бора (III) Сверхтвердые материалы |
| format |
Article |
| author |
Муханов, В.А. Куракевич, А.А. Соложенко, В.Л. |
| author_facet |
Муханов, В.А. Куракевич, А.А. Соложенко, В.Л. |
| author_sort |
Муханов, В.А. |
| title |
К вопросу о твердости оксида бора (III) |
| title_short |
К вопросу о твердости оксида бора (III) |
| title_full |
К вопросу о твердости оксида бора (III) |
| title_fullStr |
К вопросу о твердости оксида бора (III) |
| title_full_unstemmed |
К вопросу о твердости оксида бора (III) |
| title_sort |
к вопросу о твердости оксида бора (iii) |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Письма в редакцию |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/20680 |
| citation_txt |
К вопросу о твердости оксида бора (III) / В.А. Муханов, А.А. Куракевич, В.Л. Соложенко // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 1. — С. 94-96. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Сверхтвердые материалы |
| work_keys_str_mv |
AT muhanovva kvoprosuotverdostioksidaboraiii AT kurakevičaa kvoprosuotverdostioksidaboraiii AT soloženkovl kvoprosuotverdostioksidaboraiii |
| first_indexed |
2025-07-02T21:13:18Z |
| last_indexed |
2025-07-02T21:13:18Z |
| _version_ |
1836571216474800128 |
| fulltext |
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 94
Письма в редакцию
УДК 621.921.34; 666.233.004.14
В. А. Муханов, А. А. Куракевич,
В. Л. Соложенко (г. Париж)
К вопросу о твердости оксида бора (III)
Ключевые слова: оксид бора (III), α-B2O3, β-B2O3, g-B2O3, твер-
дость, структура.
В настоящее время для оксида бора (III) известны две кри-
сталлические модификации — α-B2O3 (фаза низкого давления) и β-B2O3 (фаза
высокого давления), а также аморфная (стеклообразная) фаза g-B2O3 [1]. Ло-
кальная структура g-B2O3 наиболее близка к структуре α-модификации [2],
которая кристаллизуется в пространственной группе P31 с параметрами ре-
шетки a = 4,3358 Å и c = 8,3397 Å [3] (рис. 1, а). Более плотная β-моди-
фикация (пространственная группа Cmc2; a = 4,613 Å, b = 7,803 Å, c = 4,129 Å
[4]) (рис. 1, б) образуется в результате кристаллизации из расплава при дав-
лениях выше 7 ГПа. В литературе отсутствуют какие-либо данные о твердо-
сти оксида бора, однако, высокое (K = 180 ГПа [5]) значение модуля объем-
ной сжимаемости β-B2O3 позволяет ожидать высокую твердость этой фазы. В
настоящем письме сообщается о результатах измерения твердости g- и β-
B2O3.
Стеклообразный B2O3 был получен разложением метаборной кислоты
HBO2 при 940 К с последующей переплавкой для удаления пузырьков возду-
ха. На дифрактограмме полученного образца наблюдаются два характерных
широких гало с dhkl ≈ 3,5 и 2,0 Å (рис. 2, а). Фаза высокого давления B2O3
была синтезирована из переплавленного g-B2O3 в аппарате типа “тороид” при
7,2 ГПа и 1020—1400 К. Согласно данным рентгеновской дифрактометрии
(рис. 2, б), полученные образцы представляют собой высококристаллический
β-B2O3 [4] без примесей посторонних фаз.
Твердость по Виккерсу измеряли с помощью микротвердомера “Duramin-
20” (“Struers”) при нагрузках от 0,5 до 20 Н и времени индентирования 20 с.
При каждой нагрузке наносили не менее четырех отпечатков на расстоянии
~ 200 мкм друг от друга.
Согласно полученным данным (рис. 3), стеклообразный B2O3 имеет твер-
дость порядка 1,5 ГПа, тогда как твердость фазы высокого давления в десять
раз выше (16±5 ГПа) и сравнима с твердостью (16 ГПа) твердого сплава
© В. А. МУХАНОВ, А. А. КУРАКЕВИЧ, В. Л. СОЛОЖЕНКО, 2008
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 1 95
WC—10 % Co [6]. Поскольку для состава B2O3 структура β-фазы не является
максимально плотной, можно предполагать, что найденное значение твердо-
сти не является предельным для оксида бора (III). В рамках подхода [7] мак-
симальная (30 ГПа) величина твердости ожидается для γ-B2O3, гипотетиче-
ской изотропной плотной фазы co структурой корунда (см. рис. 1, в).
а б
в
Рис. 1. Кристаллические структуры α-B2O3 (а), β-B2O3 (б) и гипотетической плотной фазы γ-
B2O3 со структурой корунда (в); черные и серые шары соответствуют атомам бора и кисло-
рода.
15 20 25 30 35 40 45 50 55
б
а
2θ, град (CuKα)
0 3 6 9 12 15 18 21 0
5
10
15
20
25
30
35
1
30 ГПа
1,5(5) ГПа
16(5) ГПа
H
V
, Г
П
а
F, Н
2
γ�B2O3
Рис. 2. Дифрактограммы стеклообразного
B2O3 (а) и β-B2O3 (б).
Рис. 3. Зависимость твердости от нагрузки для
стеклообразного B2O3 (1), β-B2O3 (2).
Авторы выражают признательность Agence Nationale de la Recherche
(Франция) за финансовую поддержку (грант NT05-3_42601).
1. Mackenzie J. D.,Claussen W. F. Crystallization and phase relations of boron trioxide at high
pressures // J. Amer. Ceram. Soc. — 1961. — 44, N 2. — P. 79—81.
2. Takada A. Modeling of B2O3 glass structure by coupled MD/MC simulation // Phys. Chem.
Glass. — 2006. — 47, N 4. — P. 493—496.
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 96
3. Gurr G. E., Montgomery P. W., Knutson C. D. et al. The crystal structure of trigonal diboron
trioxide // Acta Cryst. B. — 1970. — 26, N 7. — P. 906—915.
4. Prewitt C. T., Shannon R. D. Crystal structure of a high-pressure form of B2O3 // Ibid. —
1968. — 24, N 6. — P. 869—874.
5. Nieto-Sanz D., Loubeyre P., Crichton W. et al. X-ray study of the synthesis of boron oxides at
high pressure: phase diagram and equation of state // Phys. Rev. B. — 2004. — 70, N 21. —
P. 214108 1—6.
6. Schubert W. D., Neumeister H., Kinger G. et al. Hardness to toughness relationship of fine-
grained WC—Co hardmetals // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. — 1998. — 16, N 2. —
P. 133—142.
7. Mukhanov V. A. Hardness of materials // Proc. IV Int. Conf. “Crystals: Growth, Properties,
Real Structure, Application”, Alexandrov, Russia, 18–22 Oct, 1999. — Alexandrov:
VNIISIMS, 1999. — P. 295—308.
LPMTM-CNRS, Université Paris Nord Поступило 03.01.08
|