Physikalische und chemische Eigenschaften von Borcarbid

Es reagiert nicht mit Säure- oder Alkalilösungen und hat ein hohes chemisches Potenzial, Neutronenabsorption, Verschleißfestigkeit und Halbleiterleitfähigkeit. Es ist eine der säurebeständigsten Substanzen und in allen konzentrierten oder verdünnten Säure- oder Alkaliwasserlösungen stabil. Borcarbid ist in Luftumgebungen unter 800 Grad grundsätzlich stabil. Da es bei höheren Temperaturen zu Boroxid oxidiert wird, geht es in der Gasphase verloren, was es instabil macht und zu Kohlendioxid und Dibortrioxid oxidiert.
Wenn einige Übergangsmetalle und ihre Carbide koexistieren, ist es besonders stabil. Unter der Bedingung von 1000-1100 Grad reagieren die Übergangsmetalle der Gruppen IV, V und VI im Periodensystem stark mit Borcarbidpulver und bilden Metallboride. Bei höheren Reaktionstemperaturen deuten Literaturberichte jedoch darauf hin, dass Borcarbid leicht nitriert wird oder mit Übergangsmetalloxiden reagiert und entsprechende Bornitride und -boride bildet, von denen die meisten Seltenerd- und Erdalkalimetallhexaboride sind.
Beim Schmelzen von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat zersetzt sich Borcarbid leicht und der Borgehalt wird bestimmt.
Seine Mohshärte beträgt etwa 9,5, womit es nach Diamant und kubischem Bornitrid das dritthärteste bekannte Material ist und seine Härte höher ist als die von Siliziumkarbid. [2-3]
Aufgrund der Herstellungsmethode neigt Borcarbid zur Bildung von Kohlenstoffdefekten, was zu einer großen Bandbreite von Änderungen des Bor-Kohlenstoff-Verhältnisses führt, ohne seine Kristallstruktur zu beeinträchtigen, was häufig zu einer Verschlechterung seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften führt. Solche Defekte sind durch Pulverbeugung oft schwer zu erkennen und erfordern oft eine chemische Titration und Energieverlustspektroskopie zur Bestimmung.
Es ist zu beachten, dass Borcarbidmaterialien zusätzlich zu B4C unterschiedliche stöchiometrische Verhältnisse aufweisen können. Das derzeit bekannte stöchiometrische Verhältnis von B:C beträgt 4 bis 10,5.