Бориды плутония

Химическая устойчивость боридов урана в газах.

Химические свойства боридов урана.

Окисление тетраборида урана на воздухе начинается при 500°С с образования промежуточных соединений. При 800°С основными продуктами окисления являются U₃O₈, UO₂ и B₂O₃.

Компактный UB₂ окисляется в атмосфере кислорода уже при 300°С с постоянной скоростью. Образующиеся на поверхности оксидные пленки не защищают от дальнейшего окисления внутренние части изделия.

Образца UB₂ с высокой плотностью медленно реагируют с N₂ при 700°С. Взаимодействие боридов с газами при высоких температурах отражено в табл. 3.

Таблица 3.

Газ	Образец	UB2	UB4
Азот	Порошкообразный   Горячепрессованный	Не взаимодействует ниже 1500°С То же	Не взаимодействует ниже 1000°С То же
Кислород	Горячепрессованный	–	Устойчив ниже 450°С
СО2	Порошкообразный Горячепрессованный	– –	Устойчив ниже 600°С Образуется защитная пленка
Водород	Порошкообразный Горячепрессованный	– –	Устойчив ниже 800°С То же

UB₂ взаимодействует с углеродом выше 1250°С с образованием карбоборида и тетраборида урана:

3UB₂ + 2 C ® 2UBC + UB₄

UB₄ не взаимодействует с углеродом вплоть до 2000°С.

Карбоборид урана UBC был получен также при нагревании смеси тетраборида урана и монокарбида углерода (UB₄ + UC).

Карбоборид урана UBC образуется при горячем прессовании смеси 15% мол. UB₄– 85 % мол. UC с содержанием до 65 %. Среднее значение плотности карбоборида составляет 11,70 г/см³.

Карбоборид урана получен при нагревании порошков металлического урана, бора и углерода при 1350°С с небольшой ~ 10 минут изотермической выдержкой при этой температуре. Углерод вводили в шихту в виде пластической связки, в качестве которой предложены фенол-формальдегидные олигомеры.

Для соединений плутония с бором установлены четыре борида: моноборид плутония PuB, диборид плутония PuB₂, тетраборид плутония PuB₄, и гексаборид плутония PuB₆. Некоторые исследователи полагают, что при комнатной температуре термодинамически устойчив только один борид плутония – PuB₂. Остальные бориды представляют собой высокотемпературные фазы. В табл.4 представлены кристаллографические характеристики боридов плутония. PuB₂ обладает слоистой структурой, представленной двумерными гексагональными плоскими слоями из атомов бора. Между атомами плутония и бора наблюдается большое расстояние, которое отличается от суммы кристаллографических радиусов атомов Pu и B при их плотнейшей упаковке на 0,21 Å.

Для тетраборида плутония наблюдается изменение параметров кристаллической решетки с ростом содержания бора, что указывает на образование области гомогенности для этого соединения.

Аналогичное изменение параметра кубической решетки в интервале от 4,112 до 4,140 Å отмечено и для гексаборида плутония.

Таблица 4.

Дата добавления: 2014-01-04