О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28

Исследована твердость новой фазы высокого давления бора — ромбического γ-B28. Согласно полученным данным, γ-B28 имеет максимальную (~ 50 ГПа) твердость среди известных кристаллических модификаций бора....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Сверхтвердые материалы
Datum:2008
Hauptverfasser: Соложенко, В.Л., Куракевич, А.А., Оганов, А.Р.
Format: Artikel
Sprache:Russisch
Veröffentlicht: Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України 2008
Schlagworte:
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20759
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28 / В.Л. Соложенко, А.А. Куракевич, А.Р. Оганов // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 6. — С. 84-85. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860094250330357760
author Соложенко, В.Л.
Куракевич, А.А.
Оганов, А.Р.
author_facet Соложенко, В.Л.
Куракевич, А.А.
Оганов, А.Р.
citation_txt О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28 / В.Л. Соложенко, А.А. Куракевич, А.Р. Оганов // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 6. — С. 84-85. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Сверхтвердые материалы
description Исследована твердость новой фазы высокого давления бора — ромбического γ-B28. Согласно полученным данным, γ-B28 имеет максимальную (~ 50 ГПа) твердость среди известных кристаллических модификаций бора.
first_indexed 2025-12-07T17:25:20Z
format Article
fulltext www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 84 УДК 546.27:539.533 В. Л. Соложенко, А. А. Куракевич (г. Париж) А. Р. Оганов (г. Цюрих) O твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28 Исследована твердость новой фазы высокого давления бора — ромбического γ-B28. Согласно полученным данным, γ-B28 имеет максимальную (~ 50 ГПа) твердость среди известных кристаллических модификаций бора. Ключевые слова: ромбический бор, твердость. Среди 16 полиморфных модификаций бора, упоминавшихся в литературе [1], во-видимому, только три отвечают чистому элементу: ромбо- эдрическая низкотемпературная фаза α-B12 [2], ромбоэдрическая высокотем- пературная фаза низкого давления β-B106 [3] и тетрагональная высокотемпе- ратурная фаза t-B192 [4]. Недавно была синтезирована новая фаза высокого давления бора — ромбический γ-B28 [5]. Структура этой фазы (рисунок, а) была установлена в [5] с помощью расчетов ab initio в рамках эволюционного алгоритма USPEX [6]. На настоящий момент твердость измерена только для α-B12 (HV = 42 ГПа [7]) и β-B106 (HV = 45 ГПа [8]), и полученные эксперимен- тальные значения находятся в хорошем соответствии с величинами 39,2 и 43,8 ГПа, рассчитанными авторами в рамках термодинамической модели твердости [9, 10]. В настоящей работе была впервые измерена твердость по- ликристаллического ромбического γ-B28. В качестве исходного материала при синтезе γ-B28 был использован высо- кокристаллический β-B106 (99,995 % (ат.)). Синтез проводили в многопуан- сонном двухступенчатом аппарате (1000-тонный пресс Мах Voggenreiter / Walker модуль) при давлениях 15—20 ГПа и температурах 1800—2000 К в течение 10—30 мин. Для изоляции образца от элементов ячейки высокого давления использовали капсулы из пиролитического нитрида бора, который не взаимодействует с кристаллическим бором при температурах ниже 2000 К [11]. Согласно данным рентгеновской дифрактометрии (TEXT 3000, INEL) и элементного анализа (SX-50 Camebax, Cameca), полученные образцы пред- ставляют собой кристаллический γ-B28 (ромбическая сингония, пространст- венная группа Pnnm, a = 5,054 Å, b = 5,612 Å, c = 6,966 Å), не содержащий посторонних примесей. Твердость по Виккерсу измеряли с помощью микротвердомера Duramin- 20 (Struers) при нагрузках F от 1 до 20 Н и времени индентирования 20 с. При каждой нагрузке наносили не менее четырех отпечатков на расстоянии ∼ 200 мкм друг от друга. При F > 10 Н появление больших трещин и сколов отпечатка не позволяло корректно оценить значения твердости. Согласно полученным данным (см. рисунок, б), поликристаллический γ- B28 имеет твердость 50(11) ГПа, что заметно выше твердости других модифи- каций бора [7, 8] и хорошо согласуется с величиной 48,8 ГПа, рассчитанной в © В. Л. СОЛОЖЕНКО, А. А. КУРАКЕВИЧ, А. Р. ОГАНОВ, 2008 ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 6 85 рамках термодинамической модели твердости [9, 10]. Таким образом, новая фаза высокого давления γ-B28 имеет максимальную величину твердости в ряду известных кристаллических модификаций бора, что обусловлено ее максимальной плотностью (2,544 г/см3). а 0 1 2 3 4 5 35 40 45 50 55 60 65 β�B 106 α�B 12 γ�B 28 H V , ГПа F, H б Кристаллическая структура γ-B28 (а) и зависимость твердости этой фазы от нагрузки (б). В структуре новой фазы центры тяжести икосаэдров B12 и гантелей B2 образуют структуру типа NaCl [5]. Авторы благодарны Дж. Чену (Jiuhua Chen) и Я.-Ж. Ма (Yanzhang Ma), которые независимо синтезировали γ-B28 и участвовали в расшифровке структуры этой фазы, а также выражают признательность Agence Nationale de la Recherche (грант ANR-05-BLAN-0141) и Swiss National Science Foundation (гранты 200021-111847/1 и 200021-116219) за финансовую поддержку. 1. Douglas B. E., Ho S.-M. Structure and chemistry of crystalline solids. — New York: Springer, 2006. — 346 p. 2. Decke B. F., Kaspe J. S. The crystal structure of a simple rhombohedral form boron // Acta Cryst. — 1959. — 12. — P. 503—506. 3. Hoard J. L., Sullenger D. B., Kennard C. H. L., Hughes R. E. The structure of beta- rhombohedral boron // J. Solid State Chem. — 1970. — 1, N 2. — P. 268—277. 4. Vlasse M., Naslain R., Kasper J. S., Ploog K. Crystal structure of tetragonal boron related to α-AlB12 // Ibid. — 1979. — 28, N 3. — P. 289—301. 5. Oganov A. R., Chen J., Gatti C. et al. Ionic high-pressure form of elemental boron // Nature. — 2008. — manuscript 2007-01-00879, in press — P. 1—4. 6. Oganov A. R., Glass C. W. Crystal structure prediction using ab initio evolutionary algo- rithms: Principles and applications // J. Chem. Phys. — 2006. — 124. — P. 244704. 7. Amberger E., Stumpf W. Boron // Gmelin handbook of inorganic chemistry. — Berlin: Springer-Verlag, 1981. — P. 112—238. 8. Bolmgren H., Lundström T., Okada S. Structure refinement of the boron suboxide B6O by the Rietveld method // Boron-Rich Solids: Proc. AIP Conf. — New York: American Institute of Physics, 1991. — Vol. 231. — P. 197—200. 9. Mukhanov V. A., Kurakevych O. O., Solozhenko V. L. Thermodynamic aspects of materials’ hardness: prediction of novel superhard high-pressure phases // High Press. Res. — 2008. — DOI: 10.1080/08957950802429052 (manuscript GHPR343073). — P. 1—7. 10. Муханов В. А., Куракевич А. А., Соложенко В. Л. Взаимосвязь твердости и сжимаемо- сти веществ с их строением и термодинамическими свойствами // Сверхтв. материалы. — 2008. — № 6. — С. 10—22. 11. Solozhenko V. L., Le Godec Y., Kurakevych O .O. Solid-state synthesis of boron subnitride, B6N: myth or reality? // C. R. Chimie. — 2006. — 9, N 11—12. — P. 1472—1475. LPMTM—CNRS, Université Paris Nord Поступило 06.10.08 Department of Materials, ETH Zürich
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-20759
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 0203-3119
language Russian
last_indexed 2025-12-07T17:25:20Z
publishDate 2008
publisher Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
record_format dspace
spelling Соложенко, В.Л.
Куракевич, А.А.
Оганов, А.Р.
2011-06-04T19:06:48Z
2011-06-04T19:06:48Z
2008
О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28 / В.Л. Соложенко, А.А. Куракевич, А.Р. Оганов // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 6. — С. 84-85. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
0203-3119
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20759
546.27:539.533
Исследована твердость новой фазы высокого давления бора — ромбического γ-B28. Согласно полученным данным, γ-B28 имеет максимальную (~ 50 ГПа) твердость среди известных кристаллических модификаций бора.
Авторы благодарны Дж. Чену (Jiuhua Chen) и Я.-Ж. Ма (Yanzhang Ma), которые независимо синтезировали γ-B28 и участвовали в расшифровке структуры этой фазы, а также выражают признательность Agence Nationale de la Recherche (грант ANR-05-BLAN-0141) и Swiss National Science Foundation (гранты 200021-111847/1 и 200021-116219) за финансовую поддержку.
ru
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
Сверхтвердые материалы
Письма в редакцию
О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28
Article
published earlier
spellingShingle О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28
Соложенко, В.Л.
Куракевич, А.А.
Оганов, А.Р.
Письма в редакцию
title О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28
title_full О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28
title_fullStr О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28
title_full_unstemmed О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28
title_short О твердости новой фазы бора — ромбического γ-B28
title_sort о твердости новой фазы бора — ромбического γ-b28
topic Письма в редакцию
topic_facet Письма в редакцию
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20759
work_keys_str_mv AT soloženkovl otverdostinovoifazyborarombičeskogoγb28
AT kurakevičaa otverdostinovoifazyborarombičeskogoγb28
AT oganovar otverdostinovoifazyborarombičeskogoγb28