Borure de chrome(III)
Le borure de chrome(III) est un composé chimique de formule CrB[3]. C'est l'un des six borures binaires stables du chrome, les autres étant Cr2B, Cr5B3, Cr3B4, CrB2 et CrB4[4]. Il s'agit d'une céramique ultraréfractaire (point de fusion voisin de 2 100 °C[4],[5]), très dure (dureté Vickers de 21 à 23 GPa[6],[7]), très résistante (résistance à la flexion de 690 MPa[7]), et présentant une conductivité électrique et thermique comparable à celle de nombreux alliages métalliques[6],[8],[9]. À la différence du chrome pur, le borure de chrome(III) est paramagnétique, avec une susceptibilité magnétique qui ne dépend que faiblement de la température[10],[11].
| Borure de chrome(III) | |
| Identification | |
|---|---|
| Synonymes |
monoborure de chrome |
| No CAS | |
| No ECHA | 100.031.339 |
| No CE | 234-487-8 |
| PubChem | 82788 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | CrB |
| Masse molaire[1] | 62,807 ± 0,008 g/mol B 17,21 %, Cr 82,79 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 2 100 °C[2] |
| Masse volumique | 6,10 g·cm-3[2] |
| Précautions | |
| SGH[2] | |
 Danger |
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| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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Le borure de chrome(III) peut être obtenu sous forme de poudre par diverses méthodes telles que la réaction directe de poudres des corps simples le constituant[12], la synthèse auto-propagée à haute température[7] (SHS), réduction borothermique[13],[14] et la croissance sous sel fondu[15]. Le refroidissement lent de solutions d'aluminium fondu à des températures élevées a permis de faire croître de grands monocristaux pouvant atteindre 0,6 mm × 0,6 mm × 8,3 mm[6].
Le borure de chrome(III) cristallise dans le système orthorhombique (groupe d'espace Cmcm) caractérisé une première fois en 1951[16] puis confirmé ultérieurement sur des monocristaux[17]. On peut se représenter la structure cristalline de ce matériau comme constituée de plaques de prismes NCr6 trigonaux partageant une face commune dans le plan a–c et qui sont empilées parallèlement à la direction cristallographique <010>. Les atomes de bore établissent des liaisons covalentes entre eux en formant des chaînes B–B– unidirectionnelles parallèles à la direction <001>. Les monoborures de métaux de transition tels que ceux de vanadium VB, de niobium NbB, de tantale TaB et de nickel NiB partagent la même structure.
Notes et références modifier
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) « Chromium(III) Boride », sur americanelements.com, American Elements (consulté le ).
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- (en) P. K. Liao et K. E. Spear, « The B−Cr (Boron-Chromium) system », Bulletin of Alloy Phase Diagrams, vol. 7, , p. 232-237 (DOI 10.1007/BF02868996, lire en ligne)
- (en) P. S. Kislyi, S. N. L'vov, V. F. Nemchenko et G. V. Samsonov, « Physical properties of the boride phases of chromium », Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics, vol. 1, , p. 441-443 (DOI 10.1007/BF00773921, lire en ligne)
- (en) Shigeru Okada, Kunio Kudou, Kiyokata Iizumi, Katsuya Kudaka, Iwami Higashi et Torsten Lundström, « Single-crystal growth and properties of CrB, Cr3B4, Cr2B3 and CrB2 from high-temperature aluminum solutions », Journal of Crystal Growth, vol. 166, nos 1-4, , p. 429-435 (DOI 10.1016/0022-0248(95)00890-X, Bibcode 1996JCrGr.166..429O, lire en ligne)
- (ja) 廣木 祐二, 芳仲 捷, 廣田 健, 山口 修, « 自己燃焼によって合成したCrBのHIP焼結 », 粉体および粉末冶金, vol. 50, no 5, , p. 367-371 (DOI 10.2497/jjspm.50.367, lire en ligne)
- (en) S. N. L'vov, V. F. Nemchenko, P. S. Kislyi, T. S. Verkhoglyadova et T. Ya. Kosolapova, « The electrical properties of chromium borides, carbides, and nitrides », Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics, vol. 1, , p. 243–247 (DOI 10.1007/BF00774426, lire en ligne)
- (en) Yuji Ohishi, Mitsuyuki Sugizaki, Yifan Sun, Hiroaki Muta et Ken Kurosaki, « Thermophysical and mechanical properties of CrB and FeB », Journal of Nuclear Science and Technology, vol. 56, nos 9-10, , p. 859-865 (DOI 10.1080/00223131.2019.1593893, lire en ligne)
- (en) C. N. Guy, « The electronic properties of chromium borides », Journal of Physics and Chemistry of Solids, vol. 37, no 11, , p. 1005-1009 (DOI 10.1016/0022-3697(76)90123-2, Bibcode 1976JPCS...37.1005G, lire en ligne)
- (en) Sankalp Kota, Wenzhen Wang, Jun Lu, Varun Natu, Christine Opagiste, Guobing Ying, Lars Hultman, Steven J. May, Michel et W. Barsoum, « Magnetic properties of Cr2AlB2, Cr3AlB4, and CrB powders », Journal of Alloys and Compounds, vol. 767, , p. 474-482 (DOI 10.1016/j.jallcom.2018.07.031, lire en ligne)
- (en) N. Lundquist, H. P. Myers et R. Westin, « The paramagnetic properties of the monoborides of V, Cr, Mn, Fe, Co and Ni », The Philosophical Magazine: A Journal of Theoretical Experimental and Applied Physics, vol. 7, no 79, , p. 1187-1195 (DOI 10.1080/14786436208209119, Bibcode 1962PMag....7.1187L, lire en ligne)
- (ja) 岡田 繁, 飯泉 清賢, 荻野 智之, 久高 克, 工藤 邦男, « 酸化クロムと非晶質ホウ素粉末の反応によるCrB単結晶の生成 », 日本化学会誌（化学と工業化学）, vol. 1996, no 3, , p. 260-263 (DOI 10.1246/nikkashi.1996.260, lire en ligne)
- (en) Kiyokata Iizumi, Katsuya Kudaka, Shigeru Okada, « Synthesis of Chromium Borides by Solid-State Reaction between Chromium Oxide (III) and Amorphous Boron Powders », Journal of the Ceramic Society of Japan, vol. 106, no 1237, , p. 931-934 (DOI 10.2109/jcersj.106.931, lire en ligne)
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- (en) Shigeru Okada, Tetsuzo Atoda et Iwami Higashi, « Structural investigation of Cr2B3, Cr3B4, and CrB by single-crystal diffractometry », Journal of Solid State Chemistry, vol. 68, no 1, , p. 61-67 (DOI 10.1016/0022-4596(87)90285-4, Bibcode 1987JSSCh..68...61O, lire en ligne)
