Borure de chrome(III)

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Borure de chrome(III)
Identification
Synonymes

monoborure de chrome

No CAS 12006-79-0
No ECHA 100.031.339
No CE 234-487-8
PubChem 82788
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule BCrCrB
Masse molaire[1] 62,807 ± 0,008 g/mol
B 17,21 %, Cr 82,79 %,
Propriétés physiques
fusion 2 100 °C[2]
Masse volumique 6,10 g·cm-3[2]
Précautions
SGH[2]
SGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxique
Danger
H317 et H350

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

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].

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 ac 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 | modifier le code]

  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. a b et c (en) « Chromium(III) Boride », sur americanelements.com, American Elements (consulté le ).
  3. (en) P. Peshev, G. Bliznakov et L. Leyarovska, « On the preparation of some chromium, molybdenum and tungsten borides », Journal of the Less Common Metals, vol. 13, no 2,‎ , p. 241-247 (DOI 10.1016/0022-5088(67)90188-9, lire en ligne)
  4. a et b (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)
  5. (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)
  6. a b et c (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)
  7. a b et c (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)
  8. (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)
  9. (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)
  10. (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)
  11. (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)
  12. (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)
  13. (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)
  14. (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)
  15. (en) Weixiao Cao, Ya'nan Wei, Xin Meng, Yuexia Ji et Songlin Ran, « A general method towards transition metal monoboride nanopowders », International Journal of Materials Research, vol. 108, no 4,‎ , p. 335-338 (DOI 10.3139/146.111484, lire en ligne)
  16. (en) A. J. Frueh Jr, « Confirmation of the structure of chromium boride, CrB », Acta Crystallographica, vol. 4,‎ , p. 66-67 (DOI 10.1107/S0365110X51000118, lire en ligne)
  17. (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)