Diborure d'hafnium

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Diborure d'hafnium
Magnesium-diboride-3D-balls.png
__ Hf     __ B
Structure cristalline du diborure d'hafnium
Identification
No CAS 12007-23-7
No ECHA 100.031.351
No EC 234-500-7
PubChem 24884383
SMILES
InChI
Apparence Solide gris d'aspect métallique
Propriétés chimiques
Formule brute B2Hf
Masse molaire[1] 200,11 ± 0,03 g/mol
B 10,81 %, Hf 89,2 %,
Propriétés physiques
fusion 3 250 °C[2]
Masse volumique 10,5 g·cm-3[2]
Précautions
SGH[3]
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Attention
H315, H319, H335, P261, P305+P351+P338,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le diborure d'hafnium est une céramique à très haute température de fusion — environ 3 250 °C — constituée d'hafnium et de bore et de formule chimique HfB2. Il se présente sous la forme d'un solide gris d'aspect métallique. Ses propriétés sont assez inhabituelles pour une céramique, avec une conductivité thermique et une conductivité électrique plutôt élevées, tout comme le diborure de titane isostructurel et le diborure de zirconium.

Le diborure d'hafnium est souvent associé au carbone, au bore, au silicium, au carbure de silicium et/ou au nickel pour faciliter la consolidation du HfB2 pulvérulent par frittage, généralement réalisée par pressage à chaud lors duquel les poudres sont chauffées et comprimées. Des couches minces peuvent être obtenues à partir de borohydrure d'hafnium Hf(BH4)4 par dépôt chimique en phase vapeur (CVD)[4],[5],[6].

Ce matériau présente l'avantage d'être moins sensible à l'ablation lors de la rentrée atmosphérique que les polymères et les matériaux composites et est de ce fait étudié pour des applications dans des boucliers thermiques et des bords d'attaque de missiles balistiques intercontinentaux (ICBM)[7].

Il est également étudié pour des applications potentielles dans les barres de contrôle des réacteurs nucléaires.

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 et b Page Hafnium boride, 99.5% (metals basis excluding Zr), Zr <2% consultée le 4 novembre 2013 sur le site d'Alfa Aesar (en).
  3. a et b Fiche Sigma-Aldrich du composé Hafnium boride powder, −325 mesh, 99% trace metals basis, consultée le 4 novembre 2013.
  4. (en) S. T. Schwab, C. A. Stewart, K. W. Dudeck, S. M. Kozmina, J. D. Katz, B. Bartram, E. J. Wuchina, W. J. Kroenke et G. Courtin, « Polymeric precursors to refractory metal borides », Journal of Materials Science, vol. 39, no 19,‎ , p. 6051-6055 (lire en ligne) DOI:10.1023/B:JMSC.0000041701.01103.41
  5. (en) Sreenivas Jayaraman, Yu Yang, Do Young Kim, Gregory S. Girolami et John R. Abelson, « Hafnium diboride thin films by chemical vapor deposition from a single source precursor », Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films, vol. 23, no 6,‎ , p. 1619-1625 DOI:10.1116/1.2049307
  6. (en) Yu Yang, Sreenivas Jayaraman, Do Young Kim, Gregory S. Girolami et John R. Abelson, « Crystalline texture in hafnium diboride thin films grown by chemical vapor deposition », Journal of Crystal Growth, vol. 294, no 2,‎ , p. 389-395 (lire en ligne) DOI:10.1016/j.jcrysgro.2006.05.035
  7. (en) Ryan P. Starkey, Wilson Santos, Daniel Hoult et Mark J. Lewis, « Plasma Field Telemetry for Hypersonic Flight », MARYLAND UNIV COLLEGE PARK DEPT OF AEROSPACE ENGINEERING Interim progress rept. 1 Jan 2001-31 Dec 2003,‎ , p. 16 (lire en ligne)