zirconium diboride

• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 各种混合金属/非金属
• 英文名称: zirconium diboride
• 英文别名: zirconium boride
• 化学式: B₂Zr
• 分子量: 112.846
• InChiKey: PXNLALNZUGGVFK-UHFFFAOYSA-N

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -2.37
• 重原子数：
  3.0
• 可旋转键数：
  0.0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0.0
• 氢给体数：
  0.0
• 氢受体数：
  0.0

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  zirconium diboride 以 neat (no solvent) 为溶剂， 生成 zirconium(IV) oxide
  参考文献：
  名称：

  Effect of Various Additives on the Oxidation Behavior of ZrB₂-Based Ultra-High-Temperature Ceramics at 1800°C

  摘要：

  各种添加剂（如 TiB₂、HfB₂、CrB₂、TaB、TaSi₂、LaB₆、La₂O₃ 和 AlN）对 ZrB₂基超高温陶瓷 (UHTCs) 在 1800°C 下的氧化行为的影响进行了研究。在 ZrB₂–SiC 复合材料中添加 CrB₂ 和 HfB₂ 对氧化膜结构演化和抗氧性的影响较小。然而，其他所有添加剂，特别是 Ti 和 Ta 化合物，改变了氧化机制，导致对 ZrB₂基 UHTCs 抗氧化性能的明显负面影响。

  DOI：

  10.1111/j.1551-2916.2009.03420.x
• 作为产物：
  描述：

  zirconium(IV) borohydride 以 neat (no solvent) 为溶剂， 生成 zirconium diboride
  参考文献：
  名称：

  通过金属硼氢化物 (M[BH4]4) 的热分解低温沉积锆和铪硼化物薄膜

  摘要：

  通过 Zr[BH4]4 和 Hf[BH4]4 的低温（100-270°C）热分解，锆和铪硼化物的导电（150 μΩ cm）粘附膜已沉积在各种基材上。这些薄膜的俄歇电子能谱表明它们的成分是 ZrB2 和 HfB2。薄膜表面被氧化，并有轻微的碳污染。然而，散装包含少于 1 at。% C 或 O。这种合成是迄今为止这些材料的最低温度制备（TiB2 的等离子体增强化学气相沉积需要 480-600°C），并且对于这些材料在电子应用中的使用具有广阔的前景。

  DOI：

  10.1063/1.100603
• 作为试剂：
  描述：

  氮 在 zirconium diboride 、 lithium perchlorate 作用下， 反应 2.0h， 生成 氨
  参考文献：
  名称：

  ZrB₂as an earth-abundant metal diboride catalyst for electroreduction of dinitrogen to ammonia

  摘要：

  ZrB₂纳米立方体表现出高氨（NH₃）产率（37.7 μg h⁻¹mg⁻¹）和法拉第效率（18.2%），这归因于ZrB₂独特的四核N₂吸附侧面模式，可以强烈激活N₂并降低反应能量壁垒。

  DOI：

  10.1039/d0cc05853j

文献信息

• New criteria for the applicability of combustion synthesis: The investigation of thermodynamic and kinetic processes for binary Chemical Reactions
  作者：Xiaoming Tan、Xianli Su、Yonggao Yan、Ctirad Uher、Qingjie Zhang、Xinfeng Tang

  DOI：10.1016/j.jallcom.2020.158465

  日期：2021.4

  Combustion synthesis is a novel technique that utilizes the exothermic heat of a chemical reaction to maintain the reaction and to rapidly prepare materials. But, hitherto, none of unified criterion for the validation of combustion synthesis has been proposed. Herein, we proposed the conditions need to be met. In terms of kinetics, at the adiabatic temperature (Tad), the diffusion distance of atoms

  燃烧合成是一种利用化学反应的放热来维持反应并快速制备材料的新技术。但是，迄今为止，尚未提出用于验证燃烧合成的统一标准。在此，我们提出了需要满足的条件。就动力学而言，在绝热温度（T ad）下，原子的扩散距离（升Ť广告）在0.1 s内应大于反应物的粒径（d）， 那是， 升Ť广告≥d。对于满足T ad / T m，L的系统≥1（其中T m，L是反应物的低熔点成分的熔点），液相的存在将原子的扩散距离从纳米显着增加到数十微米，从而成为标准升Ť广告≥d简化为T ad / T m，L≥在大多数情况下为1。在热力学方面，系统需要确保反应成分处于激活状态，即T ad / T m，H ≥0.7，其中T m，H是高熔点组分的熔点。本研究提出的SHS反应标准进一步提高了对SHS反应的理论理解，并为探索二元和多组分化合物的超快合成提供了指导。
• The Effect of Starting Precursors on Size and Shape Modification of ZrB<SUB>2</SUB> Ceramic Nanoparticles
  作者：Zahra Amirsardari、Rouhollah Mehdinavaz Aghdam、Masoud Salavati-Niasari、Mohammad Reza Jahannama

  DOI：10.1166/jnn.2015.11587

  日期：2015.12.1

  The formation of ZrB2 nanoparticles through reaction of Zr(n-PrO)4 with H3BO3 and carbon has been studied with different ligands by carbothermal reduction at 1500 °C. In the first step, by introducing N,N′-bis (salicylidene)-1,3-diaminopropane (H2salpn) or salicylaldehyde (Hsal) species into reaction mixture, the reaction of the zirconium alkoxide using citric acid and boric acid yielded the zirconium diboride (ZrB2) sol–gel precursors. In the second step, the mixture was heated by introducing the reactant compact into an argon furnace held at 1500 °C for 2 h to obtain the final purephase ZrB2 nanocrystallites with a diameter of about 50 nm. The kind of chelating agent used in the preparation of ZrB2 nanoparticles plays the predominant role on the final product size. This demonstrates that the proper kind of donor atom and a very specific ligand structure are necessary for the reaction of Zr4+ complexes.

  通过在 1500 °C 下进行碳热还原，研究了不同配体与 Zr(n-PrO)4 和 H3BO3 以及碳反应生成 ZrB2 纳米粒子的过程。第一步，在反应混合物中引入 N,N′-双（亚水杨醛）-1,3-二氨基丙烷（H2salpn）或水杨醛（Hsal），氧化锆与柠檬酸和硼酸反应生成二硼化锆（ZrB2）溶胶凝胶前体。在第二步中，将反应物密实地引入 1500 °C 的氩炉中加热 2 小时，最终得到直径约为 50 nm 的纯相 ZrB2 纳米晶。制备 ZrB2 纳米粒子时使用的螯合剂种类对最终产品的尺寸起着主导作用。这表明，Zr4+络合物的反应需要适当种类的供体原子和非常特殊的配体结构。
• Ball Milling-Induced Combustion in Powder Mixtures Containing Titanium, Zirconium, or Hafnium
  作者：L. Takacs

  DOI：10.1006/jssc.1996.0267

  日期：1996.8

  induces self propagating high temperature reactions in many highly exothermic powder mixtures. This phenomenon has been studied in a variety of reactions with titanium, zirconium, and hafnium. Several oxides (CuO, Cu2O, NiO, Fe3O4, and ZnO) were reduced with Ti, Zr, and Hf and the borides, carbides, silicides, and sulfides of these metals were prepared from elemental mixtures. The ignition time is much shorter

  球磨在许多高度放热的粉末混合物中引起自蔓延的高温反应。已经在与钛，锆和ha的各种反应中研究了这种现象。用Ti，Zr和Hf还原了几种氧化物（CuO，Cu 2 O，NiO，Fe 3 O 4和ZnO），并从元素混合物中制备了这些金属的硼化物，碳化物，硅化物和硫化物。当氧气或硫参与反应时，Zr的点火时间比Ti或Hf的点火时间短得多，但是对于硼化物，碳化物和硅化物的形成没有观察到类似的变化。提示氧在ZrO 2中快速扩散，而硫很可能在ZrS 2中扩散对此行为负责。
• Titanium, zirconium, and hafnium tetrahydroborates as "tailored" CVD precursors for metal diboride thin films
  作者：James A. Jensen、John E. Gozum、Deborah M. Pollina、Gregory S. Girolami

  DOI：10.1021/ja00213a058

  日期：1988.3

  retention of unsaturated tin in the product is precluded either by conversion to four-coordinate Sn or by hydride bridging to tin. This is a conclusion also evident from our study2I of the products of reductive elimination of methane from AlMe, and ReH,(PR3),. Our consistent finding that hydride ligands in heterometallic polyhydride clusters do not rapidly migrate past Cu, Ag, and now S n centers suggests

  不饱和锡在产品中的保留通过转化为四配位锡或通过氢化物桥连到锡来排除。从我们对从 AlMe 和 ReH(PR3) 中还原消除甲烷的产物的研究 2I 中，这一结论也很明显。我们一致发现，异金属多氢化物簇中的氢化物配体不会迅速迁移通过 Cu、Ag 和现在的 S n 中心，这表明氢~柱塞、~~*~~氢在表面上的迁移可能会遇到显着的激活障碍。， ,
• High-Temperature Chemistry and Oxidation of ZrB₂Ceramics Containing SiC, Si₃N₄, Ta₅Si₃, and TaSi₂
  作者：Inna G. Talmy、James A. Zaykoski、Mark M. Opeka

  DOI：10.1111/j.1551-2916.2008.02420.x

  日期：2008.7

  The effect of Si3N4, Ta5Si3, and TaSi2 additions on the oxidation behavior of ZrB2 was characterized at 1200°–1500°C and compared with both ZrB2 and ZrB2/SiC. Significantly improved oxidation resistance of all Si‐containing compositions relative to ZrB2 was a result of the formation of a protective layer of borosilicate glass during exposure to the oxidizing environment. Oxidation resistance of the Si3N4‐modified ceramics increased with increasing Si3N4 content and was further improved by the addition of Cr and Ta diborides. Chromium and tantalum oxides induced phase separation in the borosilicate glass, which lead to an increase in liquidus temperature and viscosity and to a decrease in oxygen diffusivity and of boria evaporation from the glass. All tantalum silicide‐containing compositions demonstrated phase separation in the borosilicate glass and higher oxidation resistance than pure ZrB2, with the effect increasing with temperature. The most oxidation‐resistant ceramics contained 15 vol% Ta5Si3, 30 vol% TaSi2, 35 vol% Si3N4, or 20 vol% Si3N4 with 10 mol% CrB2. These materials exceeded the oxidation resistance of the ZrB2/SiC ceramics below 1300°–1400°C. However, the ZrB2/SiC ceramics showed slightly superior oxidation resistance at 1500°C.

  Si3N4、Ta5Si3和TaSi2添加物对ZrB2氧化行为的影响已在1200°C至1500°C范围内进行了表征，并与纯ZrB2及ZrB2/SiC进行了比较。所有含硅的复合材料相较于纯ZrB2显示出显著增强的氧化抗性，这是由于在氧化环境中形成了具有保护作用的硼硅酸盐玻璃层。Si3N4改性陶瓷的氧化抗性随Si3N4含量的增加而提高，并可通过添加Cr和Ta的二硼化物（CrB2和TaB2）进一步增强。Cr和Ta氧化物诱发了硼硅酸盐玻璃中的相分离，导致玻璃液相温度和粘度的增加，同时降低了氧扩散率和玻璃中硼的蒸发速率。所有含钽硅化物的复合材料均在硼硅酸盐玻璃中表现出相分离，并且相较于纯ZrB2具有更高的氧化抗性，且该效应随温度升高而增强。最具有氧化抗性的陶瓷材料含有15体积百分比的Ta5Si3、30体积百分比的TaSi2、35体积百分比的Si3N4或20体积百分比的Si3N4并伴有10摩尔百分比的CrB2。这些材料在低于1300°C至1400°C的温度下超越了ZrB2/SiC陶瓷的氧化抗性。然而，在1500°C时，ZrB2/SiC陶瓷显示出略优于上述材料的氧化抗性。